波形钢板的受力按波纹方向出现不同的特征［137］。为了方便描述波形钢板受力机理，将波形钢板的受力方向分为顺波纹方向和垂直波纹方向，如图5.35所示。波形钢板沿顺波纹方向的拉伸或压缩刚度很小，基本没有承受荷载的能力，可产生明显的拉压变形，而沿垂直波纹方向受力时，具有较好的承载能力。

图5.35　波形钢板的波纹方向

（1）水平波形钢板阻尼器的受力机理分析

在水平荷载作用下，作出水平波形钢板阻尼器在不同力学状态下的应力云图与对应的试验照片，从宏观上的受力变形进行对比分析；作出水平波形钢板阻尼器在不同力学状态下的应变云图与试验应变片数据随加载位移变化的曲线，从微观上试件各点的应变发展规律进行对比分析。现对比水平波形钢板阻尼器各受力状态下的应力云图和残余变形，见图5.36～图5.38。可以发现：模型在2种受力状态和残余变形下的变形特征与试验现象高度吻合。波形腹板首先从4个角部屈服并逐渐向中间发展，直至达到破坏状态，波形腹板4个角部的应力值远大于波形腹板的中间部位，在达到破坏状态时，腹板也充分发挥了变形耗能的作用。

图5.36　屈服状态对比

图5.37　破坏状态对比

图5.38　残余变形对比

作出模型推拉破坏状态下的应变云图和试验应变输出数据曲线图，见图5.39、图5.40。对比可以发现：模型和试验试件在推拉向的应变值都不平衡，拉向应变值大于推向应变值，这是因为腹板在受推力时会产生细小的裂纹，而在受拉力时，只需要较小力就可以使裂纹重合；翼缘板上、下测点的应变数值明显大于中间测点应变值，这也与试验结果相吻合；当取推向最后一级即破坏状态的加载位移时，试件CMSD-1测取点 G主应变值为0.00338，而模型CMSD1-CM的主应变值为0.00407，约是测取点G的1.20倍；当取拉向最后一级加载位移时，试件CMSD-1测取点G主应变值为0.00456，模型CMSD1-CM的主应变值为0.00528，约是测取点G应变值的1.15倍。出现上述现象的原因是，对于水平波形钢板阻尼器，其腹板在顺波纹方向上的面外刚度可以忽略不计，所以腹板主要承受剪力作用，而翼缘主要进行抗弯，所以翼缘的角部会出现屈曲，且应变值偏大。

图5.39　水平波形钢板阻尼器破坏状态下的应变云图

图5.40　水平波形钢板阻尼器应变发展规律

（2）竖向波形钢板阻尼器的受力机理分析

现对比水平波形钢板阻尼器各受力状态下的应力云图和残余变形，如图5.41～图5.43所示。模型在2种受力状态和残余变形下的变形特征与试验现象高度吻合；与水平波钢板阻尼器不同，竖向波形钢板阻尼器的应力值从波形腹板底部逐渐向上部发展，在达到破坏状态时，腹板基本全部屈服，说明腹板也充分发挥了变形耗能的作用；翼缘板上、下端的应力显著大于中间波段的应力，由于竖向波形钢板阻尼器在平面外刚度较大，所以其变形很小，耗能性能不如波形钢板水平放置时的阻尼器。

图5.41　屈服状态

图5.42　破坏状态

图5.43　残余变形(www.daowen.com)

作出竖向波形钢板阻尼器模型在推拉破坏状态下的应变云图和试验试件的应变发展规律曲线图，如图5.44和图5.45所示。可以发现：模型在推拉向应变值也不平衡，拉向应变值大于推向应变值。这是由于当波形腹板竖向放置时，在水平荷载的作用下，其顺波纹方向会产生一种拉压应力场。翼缘板上、下测点的应变数值明显大于中间测点应变值，这与试验结果相吻合，而且翼缘板中间部位几乎未达到屈服应变，这也与试验数据相吻合。根据试验时对试件的网格划分，换算为网格的位置，近似取值，输出模型对应于试验测取点的位移应变值，并与试验所得到的应变片数据进行比较，可以发现：试验测点所测得应变片值与模型对应单元节点输出的应变值还是比较吻合的，少数测点误差较大，可能是因为网格的换算具有误差［122］。

图5.44　竖向波形钢板阻尼器模型破坏状态下的推拉向应变云图

图5.45　竖向波形钢板阻尼器应变发展规律