减震技术-钢板减震器.docx

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