加固服务热线近年来利用可变曲率劲度元件（variablecurvaturestiffnessdevice）或称挫屈连杆（buckledstruts）作为机械设备之减振元件，在国外已有应用实例。挫屈连杆系为一具初始侧向变形之钢制拱形薄板，当构件受轴压变形时，其劲度具有随着连杆曲率变形的增大而变小的特性。图1系以挫屈连杆作为基础振动控制装置之示意图，该挫屈连杆之力学行为相当于非线性弹簧，在震动条件下可藉由曲率之变化而调整其振动频率。Virgin【2】等人提出以两片平行且上、下两端均为铰接的挫屈连杆作为减振系统，由谐和扰动下所得之垂直向功率频谱密度（powerspectraldensity）可发现，利用挫屈连杆所组成之减振系统可以有效的隔绝高频扰动对于设备的影响。Winterflood等人【3~4】则提出以弹性挫屈的Euler柱作为垂直减振装置（图2），以减缓垂直振动问题，其研究成果显示于某些较为敏感的作业环境下，使用Eulerspring可隔绝高频扰动对于振动系统之影响。Plaut等人【5】则延续Virgin等人之研究，将挫屈柱两端改为束制固定之边界条件，并探讨传递率（transmissibility，TR）的对于系统与挫屈柱本身的阻尼、荷载及挫屈柱初始曲率等参数变化的影响。Ji和Hansen【6】则考虑挫屈连杆两端边界条件为一端固定，另一端为可自由滑动之状态进行实验，并藉由控制滑动端的摩擦力大小来调整系统之阻尼比。Bonello等人【7】则利用挫屈连杆作为可调式消能减振元件（adaptivetunedvibrationabsorber，ATVA）之研究，利用压电致动器（Piezoactuators）与挫屈连杆所组成之可变劲度元件，运作时可藉由调整ATVA之劲度，以改变系统之振动频率，解决调频不精确的问题，使得ATVA可控制的频宽范围更广，减振性能亦可提升。
由目前相关研究显示，挫屈连杆仅被当成振动减振系统中的弹簧元件来运用，且在结构学上，挫屈为一导致轴力构件侧向不稳定的常见现像，故仍未有将挫屈连杆当成结构阻尼器使用之相关研究。然而，若将挫屈的变形方向及范围经过适当的设计，挫屈连杆仍有机会成为有效的结构消能阻尼器。当挫屈连杆受轴向荷载时，会造成构件产生极大的侧向变形，因其几何大变形导致材料极易达到非线性，而于往复运动中产生迟滞消能行为，使其具有成为结构抗震阻尼器的能力。
本研究旨在于推导挫屈连杆的非线性弹性挫屈劲度等理论公式，并探讨其成为结构抗震消能阻尼器的可行性。经由一系列的元件测试，吾人已可充分掌握挫屈连杆于受压与受拉情况下之非线性弹性劲度及其消能特性。本研究进一步研发以挫屈连杆为主体所组成之结构消能阻尼器-韧性斜撑（ductilebraces），并以振动台进行一系列的耐震性能测试来验证其减振效益。相较于受压时不会发生挫屈之挫屈拘束斜撑（BucklingRestrainedBraces;BRB）【8-10】，本文所提之韧性斜撑则允许于挫屈连杆部分产生局部挫屈。挫屈拘束斜撑通常被当成结构构件之一，其主要设计功能为提供抗弯矩构架之侧向劲度。当结构受强震作用时，其轴向荷载大到足以使挫屈拘束斜撑达到降伏时，挫屈拘束斜撑才具有消散地震能量的能力，亦即当结构承受中小地震时，抑或地震强度不足以引致挫屈拘束斜撑降伏时，其均仅扮演提供侧向劲度的角色。本研究所提之韧性斜撑则并非将其设计成提供结构侧向劲度的构件，而是让挫屈连杆于相对较小的轴力下即可达到降伏以增加结构阻尼，因此，韧性斜撑能于地震初期即达到消散地震能量的功用。文章由陕西西安基础加固提供http://www.yuandajg.com
