减震技术-钢板减震器.docx

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减震技术钢板减震器长条形钢材承受拉力而伸长变形时,如果变形程度没有超过材料的弹性限度,当停止施力后,钢材会回复成原来的长度,铁原子回复成原本的排列形状。如果钢材承受更大的拉力,以致超过材料的弹性限度,拉力所作的功,会转换成永久改变铁原子排列形状所需的能量。之后即使停止施力,钢材也不会回复成原本的模样,而永久变形,这种现象就称为塑性变形。钢材的塑性变形,能发挥吸能减震的功用。钢材受压超过弹性限度时,也会发生塑性变形,之后即使停止施力,亦无法回复到原本的长度。受压钢材的塑性变形,同样具有消耗外部能量,吸能减震的功能。如果换成细长的钢材作实验,受拉超过弹性限度时,细长钢材会发生塑性变形而吸能,但受压时却容易挫屈,不能有效吸能。为避免细长钢材过早挫屈,可外加束制固定,束制的范围越大,细长钢材越不容易挫屈。钢材承受压力时,能塑性变形吸能减震。挫屈与束制的关系,也可从锤打钉子的生活经验观察得到:(左图)细长的铁钉,锤击易挫屈(右图)老虎钳夹固后再锤击,铁钉不挫屈挫屈束制斜撑(BRB, Buckling Restrained Bracing)是钢板减震器的典型代表,其构造是在核心钢材的外围加装外套管,并填入混凝土,防止核心钢材受压而挫屈。挫屈束制斜撑的核心钢材受拉力或受压力,经由伸长或缩短的塑性变形过程,吸收结构振动能量,发挥减震的功能。(左图)斜撑受拉(中图)结构静止状态(右图)斜撑受压

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