陶文兵 沈景凤 王正东 田顺

摘  要：针对目前C型金属阻尼器在阻尼单元尺寸结构设计方面存在尺寸参数过少，结构过于简单和实际应用中的效果误差太大等问题。应用分类和系统设计方法，基于参数模型模拟阻尼器在受力载荷下时应力应变情况，运用ABAQUS对三款不同初始角度的金属阻尼器单元进行了仿真设计，结果表明三款阻尼单元弹塑性过渡阶段、塑性阶段后的屈服刚度与初始刚度的比值分别在2.8和17左右，与工程应用中的钢材经验计算比值3和20十分接近，符合实际状况。

关键词：金属阻尼;单元设计;仿真;ABAQUS

Abstract： There are many problems in design of damping element size structure for C-type metal damper， including too few dimension parameters， over-simplified structure， big effect error in practical application， etc. Through the method of classification and system design， the stress and strain of the damper are simulated based on the parameter model. Three metal damping elements with different initial angles are designed by using ABAQUS. The results show that the ratios of yield stiffness to initial stiffness of three damping elements are around 2.8 and 17， respectively during and after the elastic-plastic stage， which are very close to the ratios of 3 and 20 in empirical calculation of steel in engineering application， in line with the actual situation.

Keywords： metal damping; unit design; simulation; ABAQUS

1   引言（Introduction）

C型金属阻尼器是以多片C形状的金属阻尼单元为基础，以某种支座连接组合而成的具有阻尼性能的装置。工作原理是通过阻尼单元的拉弯塑性形变消耗水平方向的地震力，从而保护桥梁主体结构免于破坏，其材料一般是软钢或高强度钢，其构造主要由支座和阻尼单元两部分连接组成，支座又可以为普通钢阻尼支座、高阻尼橡胶支座、球型钢支座与球型支座，后三者平常与普通钢支座作用类似，地震时发挥阻尼器作用，能有效地消耗竖向震动能量，通过极小的工程投入，极大程度上提升了桥梁的可靠性和耐久性。

金属阻尼器的设计[1-4]属于直接基于位移的抗震设计，即在一定程度的载荷下，阻尼器以预期的位移反应为设计目标，从而实现整体构造在地震作用下对阻尼性能的要求。在2003年，Lin等[5-8]提出了基于位移方法设计的消能减震结构流程。……