CN102287017A - 剪切型加劲金属阻尼器 - Google Patents

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陈明中
黄坤耀
李静
王鸿博
徐继东
陈维清
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Abstract

本发明公开了一种剪切型加劲金属阻尼器，包括耗能钢板，该耗能钢板左侧和右侧分别布置加劲肋，该耗能钢板上端和下端分别布置水平连接钢板，该耗能钢板前端和后端分别布置翼缘板，所述耗能钢板左侧的加劲肋和右侧的加劲肋采用对称或不对称设置，所述耗能钢板同侧的加劲肋采用无交叉布置。本发明利用钢板平面内受力时初始刚度较大的优点，且通过加劲的方式防止耗能钢板的屈曲，保证了阻尼器的耗能能力及稳定性；耗能钢板的同侧加劲肋之间无交叉焊缝，加劲肋可通长设置而无需截断，方便焊接，且焊接质量容易保证。

Description

剪切型加劲金属阻尼器
技术领域
本发明涉及建筑工程结构抗震领域，具体地说，是一种剪切型加劲金属阻尼器。
背景技术
建筑结构的消能减震是指在建筑结构中设置适当的消能部件，消能部件可由耗能减震装置及斜撑、墙体、梁或节点等支承构件组成。金属耗能器是一种耗能性能优越、构造简单、制作方便、造价低廉、易于更换的耗能减震装置。它既可以配合隔震支座或隔震系统，作为其中的耗能单元或限位装置，又可以单独用于建筑结构中作为耗能装置，提供附加阻尼和刚度，因此具有广泛的应用前景。
由于金属在进入塑性状态后具有良好的滞回特性，并在弹塑性滞回变形过程中吸收大量能量，因而被广泛用来制造不同类型和构造的耗能减震器。国内外学者、工程技术人员先后开发了多种类型的金属耗能器，目前主要应用的有X型、三角形和开孔性加劲阻尼装置。这类金属耗能器具有较好的耗能性能，然而由于采用的均是平面外受力的形式，初始刚度较小，当所需吨位较大时重量、长度也相应较大。
对此，可采用平面内受力形式的金属阻尼器来克服上述缺点。但平面内受力的金属阻尼器的耗能钢板易发生平面外屈曲，导致阻尼器的耗能能力下降、性能不稳定。
发明内容
本发明目的在于提供一种在平面内剪切钢板外设置加劲肋的剪切型加劲金属阻尼器，以克服现有的钢板平面内剪切时易发生屈曲及钢板平面外受力时初始刚度较低的缺点。
本发明是通过以下技术方案实现的：
剪切型加劲金属阻尼器，包括耗能钢板，该耗能钢板左侧和右侧分别布置加劲肋，该耗能钢板上端和下端分别布置水平连接钢板，该耗能钢板前端和后端分别布置翼缘板，所述耗能钢板左侧的加劲肋和右侧的加劲肋采用对称或不对称设置，所述耗能钢板同侧的加劲肋采用无交叉布置。
所述耗能钢板左侧加劲肋的方向相同或不同。
所述耗能钢板右侧加劲肋的方向相同或不同。
所述加劲肋采用水平方向设置于耗能钢板的左侧、右侧。
所述加劲肋采用竖直方向设置于耗能钢板的左侧、右侧。
所述加劲肋采用通长或局部模式设置于耗能钢板的左侧、右侧。
所述耗能钢板为矩形或方形。
所述耗能钢板上设有镂空。
所述镂空形状为圆形、椭圆形、矩形、菱形或条形。
所述加劲肋、水平连接钢板、翼缘板与耗能钢板之间的连接方式均为焊接。
本专利申请所述通长是指沿耗能钢板的一侧的两边之间连续布置，所述局部则是指沿耗能钢板的一侧的两边之间不连续或间断布置。
本发明的设计原理是：采用耗能钢板，耗能钢板是阻尼器的耗能部件，并提供金属阻尼器的初始刚度。在耗能钢板的左侧和右侧分别设置加劲肋，加劲肋约束耗能钢板的平面外屈曲。在耗能钢板上方和下方分别设置水平连接钢板，水平连接钢板作为阻尼器的固定连接装置，防止耗能钢板上端或下端发生相对变形。在耗能钢板的前端和后端分别设置翼缘板，翼缘板防止耗能钢板在屈服前发生局部屈曲现象及在大变形阶段保持稳定的滞回性能。
有益效果：本发明利用钢板平面内受力时初始刚度较大的优点，且通过加劲的方式防止耗能钢板的屈曲，保证了阻尼器的耗能能力及稳定性；耗能钢板的同侧加劲肋之间无交叉焊缝，加劲肋可通长设置而无需截断，方便焊接，且焊接质量容易保证。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明第一个实施例的正截面结构示意图。
图2为图1中沿A-A方向的剖面示意图。
图3为图1中沿B-B方向的剖面示意图。
图4为本发明第二个实施例的正截面结构示意图。
图5为图4中沿A-A方向的剖面示意图。
图6为图4中沿B-B方向的剖面示意图。
图7为本发明第三个实施例的正截面结构示意图。
图8为图7中沿A-A方向的剖面示意图。
图9为图7中沿B-B方向的剖面示意图。
图10为本发明第四个实施例的正截面结构示意图。
图11为图10中沿A-A方向的剖面示意图。
图12为图10中沿B-B方向的剖面示意图。
图13为本发明第五个实施例的正截面结构示意图。
图14为图13中沿A-A方向的剖面示意图。
图15为图13中沿B-B方向的剖面示意图。
图16为本发明第六个实施例的正截面结构示意图。
图17为图16中沿A-A方向的剖面示意图。
图18为图16中沿B-B方向的剖面示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
本发明包括的耗能钢板可设计成矩形或方形，该耗能钢板上设有镂空，镂空形状可为圆形、椭圆形、矩形、菱形或条形。该耗能钢板的左侧和右侧分别置有加劲肋，加劲肋约束耗能钢板的平面外屈曲。该耗能钢板的上端和下端分别置有水平连接钢板，水平连接钢板作为阻尼器的固定连接装置，防止耗能钢板上端或下端发生相对变形。该耗能钢板的前端和后端分别置有翼缘板，翼缘板防止耗能钢板在屈服前发生局部屈曲现象及在大变形阶段保持稳定的滞回性能。
本发明中加劲肋、水平连接钢板、翼缘板与耗能钢板之间的连接方式均为焊接。
实施例一：
如图1、图2和图3所示，图2为图1中沿着A-A方向的剖面示意图，图3为图1中沿B-B方向的剖面示意图。图中包括耗能钢板1，该耗能钢板1的左侧和右侧分别置有加劲肋21，该耗能钢板1的上端和下端分别置有水平连接钢板3，该耗能钢板1的前端和后端分别置有翼缘板4。
耗能钢板1左侧的加劲肋21和右侧的加劲肋21斜向反对称布置于耗能钢板1的两侧。耗能钢板1左侧设有两个加劲肋21，且两个加劲肋21之间无交叉；耗能钢板1右侧设有两个加劲肋21，且两个加劲肋21之间无交叉。
实施例二：
如图4、图5和图6所示，图5为图4中沿着A-A方向的剖面示意图，图6为图4中沿B-B方向的剖面示意图。图中包括耗能钢板1，该耗能钢板1的左侧和右侧分别置有加劲肋22，该耗能钢板1的上端和下端分别置有水平连接钢板3，该耗能钢板1的前端和后端分别置有翼缘板4。
耗能钢板1左侧的加劲肋22和右侧的加劲肋22分别采用水平方向和竖直方向设置于耗能钢板1的两侧。耗能钢板1左侧设有两个加劲肋22，且两个加劲肋22之间方向相同；耗能钢板1右侧设有两个加劲肋22，且两个加劲肋22之间无交叉。
实施例三：
如图7、图8和图9所示，图8为图7中沿着A-A方向的剖面示意图，图9为图7中沿B-B方向的剖面示意图。图中包括耗能钢板1，该耗能钢板1的左侧和右侧分别置有加劲肋23，该耗能钢板1的上端和下端分别置有水平连接钢板3，该耗能钢板1的前端和后端分别置有翼缘板4。
耗能钢板1左侧的加劲肋23和右侧的加劲肋23斜向反对称布置于耗能钢板1的两侧。耗能钢板1左侧设有一个加劲肋23，耗能钢板1右侧设有一个加劲肋23。
实施例四：
如图10、图11和图12所示，图11为图10中沿着A-A方向的剖面示意图，图12为图10中沿B-B方向的剖面示意图。图中包括耗能钢板1，该耗能钢板1的左侧和右侧分别置有加劲肋24，该耗能钢板1的上端和下端分别置有水平连接钢板3，该耗能钢板1的前端和后端分别置有翼缘板4。
耗能钢板1左侧的加劲肋24和右侧的加劲肋24采用通长和局部两种模式设置于耗能钢板的左侧、右侧。耗能钢板1左侧设有三个加劲肋24，其中两个加劲肋24均采用横向平行焊接在耗能钢板1的后半侧壁上，第三个加劲肋24采用竖直方向焊接在耗能钢板1的前半侧壁上。耗能钢板1右侧也对应设有三个加劲肋24，其中两个加劲肋24均采用横向水平焊接在耗能钢板1的前半侧壁上，第三个加劲肋24采用竖直方向焊接在耗能钢板1的后半侧壁上。
实施例五：
如图13、图14和图15所示，图14为图13中沿着A-A方向的剖面示意图，图15为图13中沿B-B方向的剖面示意图。图中包括耗能钢板1，该耗能钢板1的左侧和右侧分别置有加劲肋25，该耗能钢板1的上端和下端分别置有水平连接钢板3，该耗能钢板1的前端和后端分别置有翼缘板4。
耗能钢板1左侧的加劲肋25和右侧的加劲肋25采用局部水平方向和局部竖直方向两种模式设置于耗能钢板的两侧。耗能钢板1左侧设有四个加劲肋25，其中：左边上半部分焊接一横向水平的加劲肋25，耗能钢板1右边上半部分焊接一竖直方向的加劲肋25，耗能钢板1左边下半部分焊接一竖直方向的加劲肋25，耗能钢板1右边下半部分焊接一横向水平的加劲肋25。
耗能钢板1右侧也对应设有四个加劲肋25，其中：左边上半部分焊接一竖直方向的加劲肋25，耗能钢板1右边上半部分焊接一横向水平的加劲肋25，耗能钢板1左边下半部分焊接一横向水平的加劲肋25，耗能钢板1右边下半部分焊接一竖直方向的加劲肋25。
实施例六：
如图16、图17和图18所示，图17为图16中沿着A-A方向的剖面示意图，图18为图16中沿B-B方向的剖面示意图。图中包括耗能钢板1，该耗能钢板1的左侧和右侧分别置有加劲肋26，该耗能钢板1的上端和下端分别置有水平连接钢板3，该耗能钢板1的前端和后端分别置有翼缘板4。
耗能钢板1左侧的加劲肋26和右侧的加劲肋26采用局部水平方向和局部竖直方向两种模式设置于耗能钢板的两侧。耗能钢板1左侧设有四个加劲肋26，其中：左边上半部分、右边上半部分、左边下半部分、右边下半部分分别焊接一横向水平的加劲肋26；耗能钢板1右侧也对应设有四个加劲肋26，其中：左边上半部分、右边上半部分、左边下半部分、右边下半部分分别焊接一竖直方向的加劲肋26。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.剪切型加劲金属阻尼器，包括耗能钢板，该耗能钢板左侧和右侧分别布置加劲肋，该耗能钢板上端和下端分别布置水平连接钢板，该耗能钢板前端和后端分别布置翼缘板，其特征在于，所述耗能钢板左侧的加劲肋和右侧的加劲肋采用对称或不对称设置，所述耗能钢板同侧的加劲肋采用无交叉布置。
2.根据权利要求1所述的剪切型加劲金属阻尼器，其特征在于，所述耗能钢板左侧加劲肋的方向相同或不同。
3.根据权利要求1所述的剪切型加劲金属阻尼器，其特征在于，所述耗能钢板右侧加劲肋的方向相同或不同。
4.根据权利要求1所述的剪切型加劲金属阻尼器，其特征在于，所述加劲肋采用水平方向设置于耗能钢板的左侧、右侧。
5.根据权利要求1所述的剪切型加劲金属阻尼器，其特征在于，所述加劲肋采用竖直方向设置于耗能钢板的左侧、右侧。
6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的剪切型加劲金属阻尼器，其特征在于，所述加劲肋采用通长或局部模式设置于耗能钢板的左侧、右侧。
7.根据权利要求1所述的剪切型加劲金属阻尼器，其特征在于，所述耗能钢板为矩形或方形。
8.根据权利要求1或7所述的剪切型加劲金属阻尼器，其特征在于，所述耗能钢板上设有镂空。
9.根据权利要求8所述的剪切型加劲金属阻尼器，其特征在于，所述镂空形状为圆形、椭圆形、矩形、菱形或条形。
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