Study on a new replaceable modular joint dampers

doi:10.1016/j.jcsr.2025.109342

Study on a new replaceable modular joint dampers

2025-04-01

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DOI：10.1016/j.jcsr.2025.109342

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本文提出了一种适用于高烈度地震易发区多层框架结构的新型剪切型模块式穿孔钢板节理阻尼器 (mpspj-damper)，首先，将其用于与柱、梁的节理位置，基于4个弹簧的概念模型，在阻尼器设计中提供了一系列手动演绎公式。基于钢板平面弱化形成多点屈服的思想，核心单元的局部弱化相当于其他部位的强化。首先，阐述了阻尼器的结构特点和设计方法。然后推导了单个耗能板的相关方程，并将耗能部分简化为串并联弹簧模型，推导了弹性刚度、弹性屈服力、弹性屈服位移、峰值载荷和迟滞加载/卸载准则的公式。最后，采用基准试样研究其滞回性能，并采用ABAQUS有限元软件对12组不同耗能截面宽度、弧孔高度、板厚、金属强度等级的试样进行参数化分析。将模拟结果与手工公式计算结果进行了比较。结果表明，新型阻尼器滞回曲线饱满，耗能性能良好。理论公式计算结果与有限元模拟结果的最小差距低至1.74%，最大值达8.47%，平均值为4.18%，表明本文阻尼器的设计模型合理可靠。人工推导公式具有较高的精度，可作为MPSPJ阻尼器设计和产品的理论依据。之后，将阻尼器放置在钢框架结构中，以研究其阻尼效果。对钢框架安装MPSPJ阻尼器前后的对比分析表明，该阻尼器的耗能能力较好，结果表明，在地震波作用下，使用MPSPJ阻尼器后，最大结构层间位移角减小了31.11% %，应变能百分比约为50% %。结果表明，在钢框架结构中使用MPSPJ阻尼器取得了满意的效果，同时为新型阻尼器的设计提供了可靠的理论参考。

Keyword:

MPSPJ- Damper

Mechanical property

Theoretical formulation

Finite element analysis

Hysteresis performance

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