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消能减震技术是在结构适当部位设置耗能器以增加结构阻尼,从而减小地震作用下结构反应的一种技术。铅剪切阻尼器作为金属耗能器的一种,因其耗能性能良好、构造简单、造价低廉,在实际工程中得到了一些应用。但是,现有铅阻尼器行程常常较小,不能满足结构大变形的要求。因此,本文提出了一种大行程新型转动式铅剪切阻尼器,并通过有限元模拟和试验研究了其耗能性能及几何参数的影响。本文的主要研究工作和成果包括以下几个方面: 1.提出了一种新型转动式铅剪切阻尼器,该阻尼器主要由开有若干环形铅槽的前后盖板和转动板以及环形铅块等组成,并通过环形铅块的剪切塑性变形消耗能量。它的特点是大变形时铅块的剪切面积能够基本保持不变,即能够满足结构大变形的需求。 2.利用有限元分析软件ABAQUS,对该新型转动式铅剪切阻尼器进行了数值模拟,分析了诸如铅块长宽高等参数对其耗能性能的影响。结果表明,在一定范围内,阻尼器的阻尼力基本上随铅块长度和宽度的增大而线性增加;铅块的厚度对阻尼器屈服力的影响较小,但在铅块长厚比不大于5的范围内,厚度越大,阻尼器屈服位移越小;铅体发生很小剪切位移时,阻尼器就进入塑性阶段工作,开始耗散能量。 3.通过低周往复加载试验研究了该阻尼器的耗能性能,获得了不同加载幅度下阻尼器的滞回曲线。试验结果表明,该阻尼器滞回环较为丰满,基本呈矩形,大变形下仍能保持较稳定的阻尼力。此外,还根据试验结果对该阻尼器提出了一些改进建议。 4.依托实际工程,利用有限元分析软件SAP2000,建立了相应分析模型,对其进行了小震弹性(主体结构假设为弹性,阻尼器考虑非线性)和大震弹塑性下的消能减震分析,并给出了该工程实际抗震性能的综合评价。