CN102505769A

CN102505769A - 复式拱形多孔金属阻尼器

Info

Publication number: CN102505769A
Application number: CN2011103183157A
Authority: CN
Inventors: 张延年; 田芃; 郑怡; 汪青杰
Original assignee: Shenyang Jianzhu University
Current assignee: Shenyang Jianzhu University
Priority date: 2011-10-19
Filing date: 2011-10-19
Publication date: 2012-06-20

Abstract

本发明提供一种复式拱形多孔金属阻尼器，涉及一种建筑结构震动控制装置，它包括耗能部位、固定部位、螺栓孔、内设圆孔、工字型斜支撑、工字型钢梁，阻尼器的耗能部位轮廓为拱形，耗能部位内设置了多个圆孔，并按拱形的走势进行规律排列。固定部位为矩形形式，在其中设置螺栓孔，固定部分与耗能部分过渡平缓相切，采用两片或多片软钢阻尼器进行组装，下面两个固定部位采用矩形钢板与工字型斜支撑连接，上侧固定部位与工字型钢梁连接。本阻尼器钢材屈服面积大、耗能效果好、钢材利用率高，在正常状态下使用时能够增大建筑结构的整体刚度，而在遇到地震时，利用钢板耗能器的屈服耗能能够减少建筑结构的地震反应，对建筑结构起到很好的保护作用。

Description

复式拱形多孔金属阻尼器

技术领域

本发明涉及一种建筑结构震动控制装置，特别是涉及一种建筑结构震动控制的建筑用复式拱形多孔金属阻尼器。

背景技术

由于金属材料进入塑性以后具有良好的滞回性能，因而被用来制作各种类型的耗能装置。金属阻尼器装置一般由低屈服点或者极低屈服点钢板和其定位装置组装而成的一种被动耗能减震装置。其抗震机理简单，造价低，效果显著，同时，耗能装置一般是作为非承重构件安装在结构中，在正常使用状态下，其能够提高结构的整体刚度；在小震情况下，建筑结构本身就能够满足抗震设防要求，此时结构的变形相对较小，金属阻尼器不进入或较少部分进入塑性阶段；在遇到大震或罕遇地震时，金属阻尼器要率先进入塑性阶段，依靠其产生的塑性能来减少结构的地震反应，其破坏不会影响整体结构的使用。耗能装置既可以用于新建工程结构的抗震设计也可以用于已有建筑的加固维修，具有良好的经济效益。

软钢阻尼器是充分利用软钢进入塑性阶段后具有良好的滞回特性。1972年，Kelly和Skinner等美国学者首先开始研究利用软钢的这种性能来控制结构的动力反应，并提出软钢阻尼器的几种形式，包括扭转梁、弯曲梁、U形条耗能器等。随后，其它学者又相继提出许多形式各异的软钢阻尼器，其中比较典型的如X形、三角形板软钢阻尼器、E型钢阻尼器、C型钢阻尼器。经过国内外许多学者的理论分析和实验研究，证实软钢阻尼器具有稳定的滞回特性，良好的低周疲劳性能，长期的可靠性和不受环境、温度影响等特点，是一种很有前途的阻尼器。

然而，一些软钢阻尼器受力屈服后，局部应力和应变集中现象严重，致使阻尼器塑性分布不均匀，没有充分发挥材料的潜能。

发明内容

发明目的通过设计阻尼器的外形，使阻尼器的塑性分布更均匀，并通过在阻尼器内部开孔，不仅节省材料，使阻尼器的耗能更充分；另外，采用多个阻尼器软钢片联合使用，增加了阻尼器的平面外刚度，使阻尼器充分耗能前不至于平面外失稳。本发明的目的在于提供一种复式拱形多孔金属阻尼器，安装于框架人字形支撑上，在正常状态下使用时能够增大建筑结构的整体刚度，而在遇到地震时，利用复式拱形多孔金属阻尼器的屈服耗能能够减少建筑结构的地震反应，对建筑结构起到很好的保护作用。它包括耗能部位、固定部位、螺栓孔、内设圆孔、螺栓、角钢、矩形钢板、工字型斜支撑、工字型钢梁、槽钢和钢垫板，其特征在于：阻尼器的耗能部位轮廓为拱形，耗能部位内设置了多个圆孔，并按拱形的走势进行规律排列。固定部位为矩形形式，在其中设置螺栓孔，固定部分与耗能部分过渡平缓相切。采用两片或多篇软钢阻尼器进行组装，分别在各阻尼器的固定部分之间设置钢垫板，下面两个固定部位采用矩形钢板与工字型斜支撑连接，连接方式采用螺栓连接。上侧固定部位与工字型钢梁连接，工字型钢梁两侧采用槽钢，工字型钢梁与固定部位连接两侧采用角钢，用螺栓将阻尼器与工字型钢梁连接。固定部位为矩形形式，在其中设置螺栓孔；中间耗能部位轮廓为拱形，内部采用圆形掏孔。所述的复式拱形多孔金属阻尼器，其固定连接形式包括连接角钢、连接钢板和加固槽钢构成。

本发明的优点是：复式拱形多孔金属阻尼器初始刚度较大、无明显应力集中现象、钢材屈服面积大、耗能效果好、钢材利用率高；阻尼器的平面外刚度大，阻尼器充分耗能前不至于平面外失稳，保证了阻尼器在较大平面外受力时不至于被破坏。另外，复式拱形多孔金属阻尼器的制作、安装简单、使用方便，既可以用于新建建筑工程的抗震设计，也可以用于已有工程的加固维修。

附图说明

图1为本发明采用螺栓连接的复式拱形多孔金属阻尼器。

图2为本发明采用螺栓连接的复式拱形多孔金属阻尼器固定连接方式。

图3为图2的立面图。

图中：1为耗能部位；2为固定部位；3为螺栓孔；4为内设圆孔；5为螺栓；6为角钢；7为矩形钢板；8为工字型斜支撑；9为工字型钢梁；10为槽钢；11为钢垫板。

具体实施方式

下面结合技术方案和参照附图对本发明进行详细说明。

本发明提出的复式拱形多孔金属阻尼器如图1~图3所示。

螺栓连接复式拱形多孔金属阻尼器主要包括耗能部位1、固定部位2、螺栓孔3、内设圆孔4、螺栓5、角钢6、矩形钢板7、工字型斜支撑8、工字型钢梁9、槽钢10和钢垫板11等构成。

固定部位2采用矩形形式，在其中设置若干螺栓孔3；中间耗能部位1轮廓为拱形。根据工程实际确定阻尼器外形尺寸，用软钢板进行切割。为了制作加工的方便，内部采用圆形进行切割，这些孔洞应沿横向成对称布置。加工两个相同的阻尼器，并制作钢垫板11。将钢垫板置于两个阻尼器的固定部位之间，构成复式拱形多孔金属阻尼器。

图2为采用螺栓连接的复式拱形多孔金属阻尼器的固定连接形式，金属耗能构件采用多圆形孔。在安装金属阻尼器时,可以沿纵向多片并列同时安装，每个单片阻尼器之间均设置钢垫板11。下面两个固定部位2采用矩形钢板7与工字型斜支撑8连接，连接方式采用螺栓连接。上侧固定部位2与工字型钢梁9连接，工字型钢梁9两侧采用槽钢10，工字型钢梁9与固定部位2连接两侧采用角钢6，用螺栓将阻尼器与工字型钢梁9连接。

Claims

1. 一种复式拱形多孔金属阻尼器，是由耗能部位、固定部位、螺栓孔、内设圆孔、螺栓、角钢、矩形钢板、工字型斜支撑、工字型钢梁、槽钢和钢垫板组成，其特征在于：阻尼器的耗能部位（2）轮廓为拱形，耗能部位（1）内设置了多个圆孔，并按拱形的走势进行规律排列，固定部位（2）为矩形形式，在其中设置螺栓孔，固定部分（2）与耗能部分（1）过渡平缓相切，采用两片或多片软钢阻尼器进行组装，分别在各阻尼器的固定部分（2）之间设置钢垫板（11），下面两个固定部位（2）采用矩形钢板（7）与工字型斜支撑（8）连接，连接方式采用螺栓连接，上侧固定部位（2）与工字型钢梁（9）连接，工字型钢梁（9）两侧采用槽钢（10），工字型钢梁（9）与固定部位（2）连接两侧采用角钢（6），用螺栓将阻尼器与工字型钢梁（9）连接。