采用新型可更换管式阻尼器的钢框架性能评估

《Scientific Reports》：Performance evaluation of steel frames with a novel replaceable pipe damper system

　　

摘要

本文研究了配备了一种新型阻尼器系统的钢制抗弯框架的抗震性能。该阻尼器系统由可更换的能量耗散管元件以及支撑用的十字形和箱形构件组成，并提出了在基于规范的设计框架中应用此类系统的适当抗震设计参数。为此，在OpenSees软件中建立了包含和不包含阻尼器系统的结构模型。研究还评估了两种不同的管元件布置方式，以确定所需的数量并分析其对结构性能的影响。采用了一种结合增量动态分析（IDA）的迭代设计方法来量化系统的抗震设计参数，如延性降低系数、超强度系数、响应修正系数和位移放大系数。随后建立了脆弱性曲线来评估分析模型中受损的可能性。研究结果表明，这种双系统具有出色的性能：基于第一模态的管元件布置方式使响应修正系数相比传统抗弯框架提高了约87%。对于按照第一模态形状布置阻尼器的中等强度钢制抗弯框架，超强度系数、响应修正系数和位移放大系数分别约为2.28、8.57和5.42。分析还表明，基于第一模态的布置方式比均匀布置方式更有效，能够在保持相似结构性能的同时减少管元件的总长度。