作者：周云，商城豪，方东健，汤方婧（广州大学土木工程学院）

出处：世界地震工程，2025，41(1): 58-71，DOI：10.19994/j.cnki.WEE.2025.0005

主题：钢结构消能减震（阻尼器）技术研究与应用进展

原文官方阅读链接：[https://cjournal.hep.com.cn/1007-6069/CN/PDF/10.19994/j.cnki.WEE.2025.0005](https://cjournal.hep.com.cn/1007-6069/CN/PDF/10.19994/j.cnki.WEE.2025.0005)

摘要：第18届世界地震工程大会（18WCEE）于2024年6月在意大利米兰召开，本文以此为线索，从消能减震装置开发、消能减震体系构建、消能结构分析与设计、消能工程应用四个层面，梳理近四年消能减震技术研究与应用进展。重点介绍钢板剪切型阻尼器、屈曲约束支撑（BRB）、摩擦消能装置、形状记忆合金（SMA）自复位装置、黏滞与黏弹性阻尼器等新型构造，总结消能减震钢框架、偏心支撑框架、自复位支撑体系等创新结构形式，分析当前存在的问题并展望发展趋势。

一、研究背景与研究出发点

研究背景：传统钢结构抗震依靠构件自身塑性变形耗散地震能量，震后梁柱节点易出现塑性铰、焊接裂缝、残余变形，修复困难甚至倒塌。消能减震技术通过在结构中增设"耗能装置"，让阻尼器率先屈服耗能、保护主体结构，是当前抗震韧性结构的主流方向。我国为多地震国家，钢结构在多高层、大跨度建筑中广泛应用，消能减震已纳入抗震规范并大量用于医院、学校、超高层等关键工程。

研究出发点：以2024年第18届世界地震工程大会为窗口，系统梳理国际上消能减震技术近四年最新成果，从"装置—体系—设计—应用"四个维度总结钢板阻尼器、屈曲约束支撑、摩擦装置、SMA自复位装置等的新进展，识别当前技术瓶颈，为钢结构抗震韧性设计和工程应用提供方向参考。

二、节点分类与构造方案

说明：本文核心是消能减震装置的构造分类与体系创新：

1. 钢板剪切型消能装置：利用低屈服点钢板剪切屈服滞回耗能。新型构造包括开缝钢板阻尼器、双层波纹钢腹板复合阻尼器、双拼工字型剪切钢板阻尼器、可更换钢耗能连梁、偏心支撑框架倒Y形剪切连接件、梁柱节点腋撑消能装置等。

2. 屈曲约束支撑（BRB）：由内核钢芯与外围约束套管组成，防止内核受压屈曲，拉压对称屈服耗能，用于中心支撑框架、偏心支撑框架。

3. 摩擦消能装置：利用接触面滑移摩擦耗能，如SLB剪切连杆阻尼器（梳齿状构造释放轴向力）、摩擦型自复位支撑（FSTB）。

4. 形状记忆合金（SMA）自复位装置**：利用SMA超弹性变形恢复能力，实现震后自复位、减小残余变形。

5. 黏滞/黏弹性阻尼器：速度相关型，通过流体黏滞或高分子材料剪切变形耗能，多用于大跨度结构、桥梁、超高层风振控制。

> 体系层面：消能减震钢框架、偏心支撑框架（EBF）可更换耗能梁段、自复位支撑钢框架、墙-消能复合结构等。

三、提升方案对比分析

说明：对比五类消能装置的耗能机理、恢复力特性、适用场景与优缺点。

1. 钢板剪切型阻尼器：构造简单、造价低、耗能稳定；但腹板易局部屈曲、低周疲劳后需更换；适合钢框架、偏心支撑框架梁段。

2. 屈曲约束支撑（BRB）：拉压对称、承载力与耗能能力大；但套管构造复杂、造价较高；适合多高层钢框架中心/偏心支撑。

3. 摩擦阻尼器：性能稳定、不依赖钢材屈服、可多次使用；但长期滑移面老化、摩擦力需可控；适合自复位体系、可更换构件。

4. SMA自复位装置：兼具耗能与自复位、残余变形小；但SMA材料昂贵、大变形下承载力有限；适合高韧性要求、震后快速恢复建筑。

5. 黏滞/黏弹性阻尼器：对风振与地震均有效、不增加结构刚度；但黏结材料老化、温度敏感；适合超高层、大跨空间结构风振控制。

结论：钢板阻尼器与BRB是当前工程主流；摩擦+自复位组合是韧性结构热点；SMA与黏滞阻尼器在高韧性、风振控制场景具有独特优势。工程选型应结合建筑功能、地震烈度、造价与震后修复需求综合确定。

四、研究结论与工程应用价值

研究结论：

1. 消能减震装置正向"可更换、自复位、多机理复合"方向发展，新型钢板构造、BRB、摩擦自复位装置、SMA装置不断涌现；

2. 消能减震体系从单一阻尼器布置发展为"损伤集中+震后可更换"的韧性结构体系，主体结构基本保持弹性；

3. 设计方法逐步从基于承载力的经验设计转向基于性能的消能减震设计，并向数字仿真、智能优化方向发展；

4. 当前仍存在阻尼器低周疲劳与耐久性、自复位装置承载力、温度老化、多灾害耦合设计等问题。

工程应用价值：

1. 为多高层钢结构、超高层、大跨度公共建筑的抗震韧性设计提供装置选型与体系方案参考；

2. 指导医院、学校、应急指挥中心等关键工程采用消能减震技术，实现"大震可修、震后快速恢复"；

3. 推动可更换耗能构件、自复位结构在装配式钢结构中的应用，提升钢结构全寿命周期抗震安全与经济性。