Page 225 - 《振动工程学报》2025年第8期

第 8 期 吴占景，等： 动力荷载作用下黏滞阻尼器对钢结构仿古建筑异形节点力学性能的影响 1865

表 6 实测各特征点的承载力、位移和延性系数
Tab. 6 Measured bearing capacity， displacement and ductility coefficient
屈服点 峰值点 破坏点
试件 加载方向 延性系数 μ
P y /kN Δ y /mm P m /kN Δ m /mm P u /kN Δ u /mm
正向 38.62 27.63 49.04 38.80 41.68 48.92 1.77
SBJ‑1
负向 −35.74 −27.64 −48.30 −39.32 −41.06 −50.92 1.84
正向 50.07 29.11 59.88 42.68 50.90 55.69 1.91
SBJ-2
负向 −39.51 −28.29 −54.94 −44.57 −46.70 −58.02 2.05
正向 44.63 28.45 60.75 43.67 51.64 52.63 1.85
SBJ-3
负向 −51.04 −29.01 −63.49 −42.73 −53.97 −55.94 1.93
正向 55.39 28.84 71.45 39.51 60.73 54.46 1.89
DBJ-1
负向 −55.48 −27.40 −69.67 −38.95 −59.22 −53.22 1.94
正向 71.40 32.97 95.17 49.16 80.89 58.99 1.79
DBJ-2
负向 −68.96 −30.08 −93.06 −49.61 −79.10 −58.99 1.96
正向 76.66 31.41 104.55 47.89 88.87 61.50 1.96
DBJ-3
负向 −75.15 −30.67 −101.29 −49.49 −86.10 −58.45 1.91

别为上述荷载对应的位移值；μ 为位移延性系数，μ 2. 7 耗能分析
=Δ m /Δ y 。
试件的等效黏滞阻尼系数 h e 如图 13 所示。由
由表 6 可知，与无控节点试件 SBJ‑1 和 DBJ‑1 相
图 13 可知：在试件达到屈服荷载时，无控节点和有
比，有控节点试件 SBJ‑2、SBJ‑3 和 DBJ‑2、DBJ‑3 的
控节点的等效黏滞阻尼系数分别为 h e =0.045~0.051
屈服荷载 P y 和峰值荷载 P m 均有明显的提高。对于
和 h e =0.071~0.127，有控节点的耗能能力是无控节
SBJ 系列试件，试件峰值荷载与 SBJ‑1 相比，SBJ‑2
点的 1.6~2.5 倍；在试件达到峰值荷载时，无控节点
增幅约为 18%，SBJ‑3 增幅约为 28%；对于 DBJ 系列
和有控节点的等效黏滞阻尼系数分别为 h e =0.08~
试件，试件峰值荷载与 DBJ‑1 相比，DBJ‑2 增幅约为
0.231 和 h e =0.179~0.338，有 控 节 点 的 耗 能 能 力 是
34%，DBJ‑3 增幅约为 46%；双梁‑柱节点系列的荷
无控节点的 1.5~2.2 倍；在试件达到破坏荷载时，无
载增幅比单梁‑柱系列的荷载增幅略大，说明阻尼器
对双梁‑柱节点峰值荷载的提高效果较单梁‑柱节点 控节点和有控节点的等效黏滞阻尼系数分别为 h e =
0.213~0.378 和 h e =0.326~0.440，有 控 节 点 的 耗 能
明显。
能力是无控节点的 1.1~1.5 倍。因此可以看出，黏
对比单梁‑柱节点和双梁‑柱节点试件可知，SBJ‑3
和 DBJ‑3 分别比试件 SBJ‑2 和 DBJ‑2 的荷载增幅略 滞阻尼器的设置有效提高了节点的耗能能力。
高，这是因为试件 SBJ‑3 和 DBJ‑3 选用阻尼器的阻
尼系数比试件 SBJ‑2 和 DBJ‑2 的大，速度相同时，阻
尼器出力较大，由此说明阻尼系数越高，试件峰值荷
载越高。
本次试验中 SBJ 系列节点试件的正向位移延性
系数在 1.84~2.05 之间，负向延性系数在 1.77~1.91
之间，相比之下，有控节点比无控节点的延性略有提
升，但是并不明显；DBJ 系列节点试件的正向位移延
性 系 数 在 1.91~1.96 之 间 ，负 向 延 性 系 数 在 1.79~
图 13 等效黏滞阻尼系数
1.96 之间，有控节点与无控节点的延性系数基本相
Fig. 13 Equivalent viscous damping coefficient of specimens
等。由此可见，黏滞阻尼器对节点延性的提升有一
定影响，但是作用并不明显，这主要是因为加载后期 为进一步量化黏滞阻尼器对节点耗能能力的提
试件受焊缝和母材开裂的影响较大。同时，钢结构 高，根据各试件的柱端荷载‑位移滞回曲线计算试件
仿古建筑异形节点的延性系数较低，这主要是受制 各工况下的总耗能，如图 14 所示。图 14（a）为试件
于全焊连接和古建筑尺寸构造要求，试件加载后期 总耗能，取各工况第 3 圈滞回环的面积；图 14（b）为
出现严重的焊缝开裂现象，承载力下降，导致试件延 各试件阻尼器耗能，取黏滞阻尼器各工况第 3 圈滞
性不如常规钢结构节点。 回环面积之和。