CN102817421A - 一种组合式剪切型金属阻尼器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种组合式剪切型金属阻尼器，包括彼此平行的上刚性连接板和下刚性连接板，上刚性连接板和下刚性连接板间设有若干个两端分别顶靠于上刚性连接板的下表面和下刚性连接板的上表面间且位于同一平面的剪切耗能单元。此组合式的剪切型金属阻尼器通过在分别与上层结构构件和本层结构构件相连的上刚性连接板和下刚性连接板间设置位于同一平面的多个剪切耗能单元，在结构产生层间位移时，通过各剪切耗能单元的协调及综合受力作用，可提高金属阻尼器整体的消能抗震能力，减小阻尼器对结构构件受力的集中影响，同时可有效减少所需安装的金属阻尼器的各单个剪切耗能单元的尺寸规格量，方便金属阻尼器的布置安装，此发明用于建筑构件领域。

Description

一种组合式剪切型金属阻尼器

技术领域

本发明涉及建筑工程结构领域，特别是涉及一种剪切型的金属阻尼器。

背景技术

在建筑结构中设置适当的消能部件可增强建筑结构的抗震性能，金属消能器是一种耗能性能优越及构造简单的耗能减震装置，其制作方便、造价低廉且易于更换。金属消能器既可以配合隔震支座或者隔振系统，作为其中的耗能单元或者限位装置，又可以单独用于建筑结构中作为耗能装置，提供附加的阻尼和刚度，因此具有广泛的应用前景。

金属阻尼器作为一种被动控制装置，目前已广泛应用于建筑和桥梁结构的振动控制中。在地震或风振的往复作用下，通过钢材发生塑性屈服，产生滞回变形来耗散输入结构中的能量，从而达到减轻结构损伤的目的。

但现有的剪切型阻尼器多为单体构件，当所需设计的阻尼器屈服承载力较大时，为保证阻尼器以剪切为主的屈服特性，构件尺寸往往设计较大，在有限的空间内易导致阻尼器布置困难，支承构件设计困难。同时，其对结构受力的影响较为集中，当阻尼器反力较大时给结构构件的设计也带来困难。当阻尼器设计屈服荷载较大时，现有剪切型阻尼器体量太大，也会给装置的制作和施工带来不便。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种能有效提高消能效果、减小阻尼器对结构受力的集中影响，并方便安装的组合式金属阻尼器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种组合式剪切型金属阻尼器，包括彼此平行的上刚性连接板和下刚性连接板，上刚性连接板和下刚性连接板间设有若干个两端分别顶靠于上刚性连接板的下表面和下刚性连接板的上表面间且位于同一平面的剪切耗能单元。

进一步作为本发明技术方案的改进，剪切耗能单元包括一垂直于上刚性连接板和下刚性连接板板材平面的耗能腹板。

进一步作为本发明技术方案的改进，耗能腹板的左右两侧均设有翼缘板，两相邻的剪切耗能单元之间留有空隙。

进一步作为本发明技术方案的改进，耗能腹板的左右两侧均设有翼缘板，两相邻的剪切耗能单元间不留空隙且共用同一翼缘板。

进一步作为本发明技术方案的改进，耗能腹板上设有横向、竖向或者斜向的加劲肋。

进一步作为本发明技术方案的改进，加劲肋安装于耗能腹板的一个侧面或者两个侧面上。

进一步作为本发明技术方案的改进，耗能腹板上设有至少一个腹板孔。

进一步作为本发明技术方案的改进，腹板孔为圆形、椭圆形、矩形或者菱形。

本发明的有益效果：此组合式的剪切型金属阻尼器通过在分别与上层结构构件和本层结构构件相连的上刚性连接板和下刚性连接板间设置位于同一平面的多个剪切耗能单元，在结构产生层间位移时，通过各剪切耗能单元的协调及综合受力作用，可提高金属阻尼器整体的综合消能抗震能力，改善联接构件的受力状态，同时可有效减少所需安装的金属阻尼器的各单个剪切耗能单元的尺寸规格量，方便金属阻尼器的布置安装。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1是本发明第一实施例整体结构正视图；

图2是本发明第二实施例整体结构正视图；

图3是本发明第三实施例整体结构正视图；

图4是本发明第四实施例整体结构正视图；

图5是本发明第五实施例整体结构正视图；

图6是本发明第六实施例整体结构正视图；

图7是本发明第一实施例整体结构横截面剖面示意图；

图8是本发明第二实施例整体结构横截面剖面示意图；

图9是本发明第三实施例整体结构横截面剖面示意图；

图10是本发明第四实施例整体结构横截面剖面示意图；

图11是本发明第五实施例整体结构横截面剖面示意图；

图12是本发明第六实施例整体结构横截面剖面示意图。

具体实施方式

参照图1～图12，本发明为一种组合式剪切型金属阻尼器，包括彼此平行的上刚性连接板1和下刚性连接板2，上刚性连接板1和下刚性连接板2间设有若干个两端分别顶靠于上刚性连接板1的下表面和下刚性连接板2的上表面间且位于同一平面的剪切耗能单元。

此组合式的剪切型金属阻尼器通过在分别与上层结构构件和本层结构构件相连的上刚性连接板1和下刚性连接板2间设置位于同一平面的多个剪切耗能单元，在结构产生层间位移时，通过各剪切耗能单元的协调及综合受力作用，可提高金属阻尼器整体的综合消能抗震能力，改善联接构件的受力状态，同时可有效减少所需安装的金属阻尼器的各单个剪切耗能单元的尺寸规格量，方便金属阻尼器的布置安装。

组合式剪切型金属阻尼器由多个剪切耗能单元构成，可在金属阻尼器安装时进行剪切耗能单元的组合，对于单个的剪切耗能单元，其整体的尺寸规格可显著缩小，通过多个剪切耗能单元构成的金属阻尼器通过多点受力可扩大对结构构件的作用范围，各剪切耗能单元上的作用力峰值可有效缩小，降低了结构构件的设计困难。

可将此类剪切耗能单元进行产品模块化生产，同时根据所需承载强度设定安装于楼层间的剪切耗能单元的数量及连接方式，从而达到最优的剪切耗能单元安装模式，此类剪切耗能单元式的金属阻尼器有利于大规模地生产推广，可有效降低设计和使用的难度。

作为本发明优选的实施方式，剪切耗能单元包括一垂直于上刚性连接板1和下刚性连接板2板材平面的耗能腹板3。

作为本发明优选的实施方式，耗能腹板3的左右两侧均设有翼缘板4，两相邻的剪切耗能单元之间留有空隙。

作为本发明优选的实施方式，耗能腹板3的左右两侧均设有翼缘板4，两相邻的剪切耗能单元间不留空隙且共用同一翼缘板4。

此组合式剪切型的金属阻尼器中的各剪切耗能单元有多种组合形式，其一为将各剪切耗能单元在上刚性连接板1和下刚性连接板2间间隔设置，各剪切耗能单元间均留设间隙，此时，每个剪切耗能单元的耗能腹板3的两侧均设置翼缘板4，第二种组合形式为将各剪切耗能单元排列在一起，每两相邻的剪切耗能单元共用同一个翼缘板4。

作为本发明优选的实施方式，耗能腹板3上设有横向、竖向或者斜向的加劲肋5。

作为本发明优选的实施方式，加劲肋5安装于耗能腹板3的一个侧面或者两个侧面上。

作用于此金属阻尼器的各剪切耗能单元制作的耗能腹板3采用低屈服点钢材制作，耗能腹板3所受力主要以剪切力为主，在钢材达到屈服强度后，耗能腹板3将实现全截面屈服，在地震往复作用下实现滞回耗能。

其上刚性连接板1、下刚性连接板2及翼缘板4和加劲肋5均采用钢材制作而成，以保障其支承强度及防治耗能腹板3屈曲。

作为本发明优选的实施方式，耗能腹板3上设有至少一个腹板孔31。

作为本发明优选的实施方式，腹板孔31为圆形、椭圆形、矩形或者菱形。

根据耗能单元所需剪切承载力的大小，可在耗能单元内设置的耗能腹板3上设置一个或者若干个腹板孔31，腹板孔31的形状可有多种选择，满足耗能单元所需力学情况的各腹板孔31的设置形式均在本发明的保护范围内。

当然，此剪切型的金属阻尼器也可仅设置两个剪切耗能单元或者在上刚性连接板1和下刚性连接板2间并联设置多个剪切耗能单元。

此发明所述的剪切型金属阻尼器可配合斜撑、墙体、梁或节点等支承构件设置在建筑结构的适当位置用以耗散地震能量，提高结构抗震能力。该阻尼器在中、强震作用下进入塑性状态，可实现钢材的全截面剪切屈服，充分发挥钢材特性进行滞回耗能，从而提高结构抗震能力。

当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种组合式剪切型金属阻尼器，其特征在于：包括彼此平行的上刚性连接板(1)和下刚性连接板(2)，所述上刚性连接板(1)和下刚性连接板(2)间设有若干个两端分别顶靠于上刚性连接板(1)的下表面和下刚性连接板(2)的上表面间且位于同一平面的剪切耗能单元。

2.根据权利要求1所述的组合式剪切型金属阻尼器，其特征在于：所述剪切耗能单元包括一垂直于上刚性连接板(1)和下刚性连接板(2)板材平面的耗能腹板(3)。

3.根据权利要求2所述的组合式剪切型金属阻尼器，其特征在于：所述耗能腹板(3)的左右两侧均设有翼缘板(4)，所述两相邻的剪切耗能单元之间留有空隙。

4.根据权利要求2所述的组合式剪切型金属阻尼器，其特征在于：所述耗能腹板(3)的左右两侧均设有翼缘板(4)，所述两相邻的剪切耗能单元间不留空隙且共用同一翼缘板(4)。

5.根据权利要求3或4所述的组合式剪切型金属阻尼器，其特征在于：所述耗能腹板(3)上设有横向、竖向或者斜向的加劲肋(5)。

6.根据权利要求5所述的组合式剪切型金属阻尼器，其特征在于：所述加劲肋(5)安装于耗能腹板(3)的一个侧面或者两个侧面上。

7.根据权利要求3或4所述的组合式剪切型金属阻尼器，其特征在于：所述耗能腹板(3)上设有至少一个腹板孔(31)。

8.根据权利要求7所述的组合式剪切型金属阻尼器，其特征在于：所述腹板孔(31)为圆形、椭圆形、矩形或者菱形。

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