CN105971149A - 装配式金属阻尼器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及建筑工程结构领域，公开了一种装配式多用途金属阻尼器，其技术要点是：包括支撑架、相互平行的上连接板和下连接板，支撑架上连接有下连接板，上连接板和下连接板间连接有2个以上的不同规格的矩形耗能块，矩形耗能块通过上连接槽与下连接槽分别与上连接板和下连接板固定连接，矩形耗能块左右两侧均设有翼缘板，矩形耗能块上连接有加劲肋，相邻的矩形耗能块通过装配平行设置或同一平面设置，本发明利用不同规格的矩形耗能块，可以实现简易组装成大吨位的金属阻尼器，同时不同尺寸和块的矩形耗能块装配还可以实现分阶段屈服以满足风振、小震和大震耗能的要求。通过在下连接板上连接支撑架增加了现有金属阻尼器适用面。

Description

装配式金属阻尼器
技术领域
本发明涉及建筑工程结构领域，具体的讲是装配式金属阻尼器。
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，金属阻尼器是建筑结构中较为常见的一种消能设备，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震系统，作为其中的耗能块或者限位装置，又可以单独用于建筑结构中作为耗能装置，提供附加的阻尼器和刚度，因此具有广泛的应用前景。该类阻尼器运用金属材料优异的弹塑性性能，经合理设计其结构形式和力学参数，能在工程结构遭受外界作用时(如地震作用)率先屈服而消耗能量，从而保证主体结构的安全。
但现有的金属型阻尼器多为单耗能构件，存在很多的耗能板规格，增大阻尼器设计量不易于工厂流水化生产以及储存。当所需设计的阻尼器屈服承载力较大时，为保证阻尼器剪切屈服力，构件尺寸往往设计较大，在有限的空间容易导致阻尼器布置困难支撑构件设计困难。同时对结构的受力影响较为集中，当所需设计的阻尼器屈服承载力较大时，为保证阻尼器剪切屈服力，往往增大阻尼器耗能板厚度，将极大的影响阻尼器耗能性能，当阻尼器设计较大屈服载荷时，现有阻尼器体量太大，不便于运输和吊装。
现有的金属阻尼器多为接到项目进行生产，将不利于工厂生产节奏与人员调配，同时由于生产工期紧张，将不利于选择低成本运输。
现有的金属阻尼器大多具有单一屈服位移，无法满足小震、中震和大震时的要求。许多阻尼器只在大震下起作用，小震时则处于弹性状态，能量则有主体结构来耗散，从而造成主体结构一定程度上的损伤；另外一些阻尼器屈服位移小，小震屈服耗能良好，在大震时也有良好的耗能，但这类阻尼器附加结构的刚度也较大，反而导致地震作用的增大。另一方面，当阻尼器小震时就进入塑性变形，而未经大震需要全部更换，而地震一般伴随着主震、余震或群震，而余震大多会紧随主震之后，且震级往往较大，延续时间长，故研发装配式金属阻尼器成为当务之急。
发明内容
本发明要解决现有技术中金属阻尼器不能同时满足风振、小震和大震耗能的要求，金属阻尼器存在很多的耗能板规格，增大阻尼器设计量不易于工厂流水化生产以及储存的问题，提供装配式金属阻尼器。
本发明解决上述技术问题，采用的技术方案是，装配式金属阻尼器包括支撑架、相互平行的上连接板和下连接板，支撑架上连接有下连接板、上连接板下表面设有上固定槽，下连接板上表面设有下固定槽，上连接板和下连接板间连接有2个以上的矩形耗能块，矩形耗能块两端分别顶靠于上固定槽和下固定槽，矩形耗能块左右两侧均设有翼缘板。
可选的，矩形耗能块为2个以上尺寸、屈服强度相同的矩形耗能块。
可选的，矩形耗能块为2个以上尺寸相同、屈服强度不同的矩形耗能块。
可选的，矩形耗能块为2个以上长宽相同厚度不同、屈服强度相同的矩形耗能块。
可选的，矩形耗能块为2个以上长宽相同厚度不同、屈服强度不同的矩形耗能块。
这样设计的目的在于，通过在上连接板与下连接板之间装配添加不同规格的矩形耗能块，可以实现简易组装成大吨位的金属阻尼器，同时不同尺寸和屈服强度的矩形耗能块装配还可以实现分阶段屈服以满足风振、小震和大震耗能的要求。同时将矩形耗能块设置在上固定槽与下固定槽中可以提高矩形耗能块的稳定性，大幅降低机械活动和磨损。
进一步的，相邻矩形耗能块相互平行放置，相邻矩形耗能块间留有间隙。
可选的，相邻矩形耗能块同一平面放置，相邻矩形耗能块间留有间隙。
可选的，相邻矩形耗能块同一平面放置，相邻矩形耗能块通过1个翼缘板连接。
这样设计的目的在于，相邻矩形耗能块通过直接可调节的间隙，实现局部区域对分阶段屈服能力进行调节，以适配金属阻尼器对风振、小震和大震耗能的要求。
可选的，矩形耗能块上设有横向或竖向或斜向的加劲肋。
可选的，加劲肋安装于矩形耗能块的一个侧面或两个侧面。
这样设计的目的在于，通过横向或竖向或斜向的加劲肋可以提高金属阻尼器的稳定性和抗扭性能，在金属阻尼器的支撑架和翼缘板受有较大固定集中负荷时，可以在矩形耗能块上添加单侧加劲肋，在金属阻尼器上有吊车梁等部件时可以添加双侧加劲肋进行辅助。
本发明的有益效果至少包括以下之一，
1、通过在上连接板与下连接板之间装配添加不同规格的矩形耗能块，可以实现简易组装成大吨位的金属阻尼器，同时不同尺寸和屈服强度的矩形耗能块装配还可以实现分阶段屈服以满足风振、小震和大震耗能的要求。
2、通过相邻矩形耗能块通过直接可调节的间隙，实现局部区域对分阶段屈服能力进行调节，以适配金属阻尼器对风振、小震和大震耗能的要求。
3、通过横向或竖向或斜向的加劲肋可以提高金属阻尼器的稳定性和抗扭性能，在金属阻尼器的支撑架和翼缘板受有较大固定集中负荷时，可以在矩形耗能块上添加单侧加劲肋，在金属阻尼器上有吊车梁等部件时可以添加双侧加劲肋进行辅助。
4、同时将矩形耗能块设置在上固定槽与下固定槽中可以提高矩形耗能块的稳定性，大幅降低机械活动和磨损。
5、使用多个数的矩形耗能块装配使用，分阶段屈服功能明显强于单独两个矩形耗能块装配使用。
6、通过支撑架与下连接板连接，使金属阻尼器可以应用于柱式结构、墙式结构等多种结构中。
附图说明
图1为装配式金属阻尼器结构示意图；
图2为装配式金属阻尼器侧视图；
图3为装配式金属阻尼器去除上连接板后俯视图；
图4为图2中A区域放大图；
图5为图2中B区域放大图；
图6为实施例2装配式金属阻尼器结构示意图；
图7为实施例2装配式金属阻尼器侧视图；
图8为实施例2装配式金属阻尼器去除上连接板后俯视图；
图9为实施例3装配式金属阻尼器结构示意图；
图10为实施例3装配式金属阻尼器去除上连接板后俯视图；
图11为实施例4装配式金属阻尼器结构示意图；
图12为实施例4装配式金属阻尼器去除上连接板后俯视图；
图中标记为：1为上连接板、101为上固定槽、2为下连接板、201为下固定槽、3为矩形耗能块、4为翼缘板、5为加劲肋、支撑架6。其中针对图2至图5,301至303均为实施例1中矩形耗能块，针对图7和图8,304至307均为实施例2中矩形耗能块，针对图10,308至311为实施例3中矩形耗能块、针对图12,312至315为实施例4中矩形耗能块。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点能够更加清晰明白，以下结合附图和实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明保护内容。
实施例1
如图1所示，装配式金属阻尼器示意图，装配式金属阻尼器包括支撑架6、相互平行的上连接板1和下连接板2，支撑架6上连接有下连接板2，上连接板1和下连接板2间连接有2个以上的矩形耗能块3，矩形耗能块3两端分别顶靠与上连接板1的下表面和下连接板2的上表面，矩形耗能块3左右两侧均设有翼缘板4，2个矩形耗能块3之间存在间隙，2个加劲肋5横向连接于矩形耗能块3上。
如图2所示，装配式金属阻尼器侧视图，上连接板1和下连接板2之间连接有，矩形耗能块302和矩形耗能块303，其中矩形耗能块302与矩形耗能块303均为屈服强度不同的钢板，矩形耗能块302的长宽与矩形耗能块303的长宽相等，矩形耗能块302的厚度小于矩形耗能块303的厚度，矩形耗能块302与矩形耗能块303平行设置，2个加劲肋5分别横向设于矩形耗能块302和矩形耗能块303上，矩形耗能块302和矩形耗能块303两端都设有翼缘板4，下连接板2与支撑架6连接。
如图3所示，装配式金属阻尼器去除上连接板后俯视图，支撑架6上连接有下连接板2、下连接板2上连接有3个矩形耗能块3，分别标记为矩形耗能块301、矩形耗能块302、矩形耗能块303，其中3个矩形耗能块3均平行放置，之间存在间隙，矩形耗能块3两侧设有翼缘板4，加劲肋5横向设于每个矩形耗能块3上。
如图4所示，图2中A区域放大图，矩形耗能块302和矩形耗能块303上端通过上固定槽101与上连接板1固定连接。
如图5所示，图2中B区域放大图，矩形耗能块302和矩形耗能块303下端通过下固定槽201与上连接板2固定连接。
通过不同屈服强度的矩形耗能块301、矩形耗能块302、矩形耗能块303的装配实现金属阻尼器的分阶段屈服，可用于柱式结构。
实施例2
如图6所示，装配式金属阻尼器结构示意图，装配式金属阻尼器包括支撑架6、相互平行的上连接板1和下连接板2，支撑架6上连接有下连接板2，阻尼结构包括相互平行的上连接板1和下连接板2，上连接板1和下连接板2间连接有2个以上的矩形耗能块3，矩形耗能块3两端分别顶靠与上连接板1的下表面和下连接板2的上表面，矩形耗能块3左右两侧均设有翼缘板4，2个矩形耗能块3之间相邻且共用一个翼缘板4，2个加劲肋5横向连接于矩形耗能块3上。
如图7所示，装配式金属阻尼器侧视图，上连接板1和下连接板2之间连接有，相互平行的矩形耗能块304、矩形耗能块305和矩形耗能板306，其中矩形耗能块304、矩形耗能块305、矩形耗能块306均为屈服强度不同的钢板，矩形耗能块304和矩形耗能块305尺寸一致，矩形耗能块306厚度大于矩形耗能块304，3个加劲肋5分别横向设于矩形耗能块304、矩形耗能块305和矩形耗能块306上，矩形耗能块304、矩形耗能块305和矩形耗能块306两端都设有翼缘板4，下连接板2与支撑架6连接。
如图8所示，装配式金属阻尼器去除上连接板后俯视图，支撑架6上连接有下连接板2、下连接板2上连接有4个矩形耗能块3，分别标记为矩形耗能块304、矩形耗能块305、矩形耗能块306和矩形耗能块307，其中矩形耗能块307与矩形耗能块305设于同一个平面且相连共用同一个翼缘板4，矩形耗能块304、矩形耗能块305和矩形耗能块306平行设置之间存在间隙，加劲肋5横向设于4个矩形耗能块3上。
通过不同屈服强度的矩形耗能块304、矩形耗能块305、矩形耗能块306和矩形耗能块307的装配实现金属阻尼器的分阶段屈服，可用于墙式结构。
实施例3
如图9所示，装配式金属阻尼器结构示意图，装配式金属阻尼器包括支撑架6、相互平行的上连接板1和下连接板2，支撑架6上连接有下连接板2，，阻尼结构包括相互平行的上连接板1和下连接板2，上连接板1和下连接板2间连接有2个以上的矩形耗能块3，矩形耗能块3两端分别顶靠与上连接板1的下表面和下连接板2的上表面，矩形耗能块3左右两侧均设有翼缘板4，3个矩形耗能块3之间存在间隙，2个加劲肋5横向连接于矩形耗能块3上，1个加劲肋斜向连接于矩形耗能块3上。
如图10所示，装配式金属阻尼器去除上连接板后俯视图，支撑架6上连接有下连接板2、下连接板2上连接有4个矩形耗能块3，分别标记为矩形耗能块308、矩形耗能块309、矩形耗能块310和矩形耗能块311，4个矩形耗能块3均平行设置存在间隙，加劲肋5横向设于4个矩形耗能块3上。
通过不同屈服强度的矩形耗能块308、矩形耗能块309、矩形耗能块310和矩形耗能块311的装配实现金属阻尼器的分阶段屈服，可用于支撑式结构。
实施例4
如图11所示，装配式金属阻尼器结构示意图，装配式金属阻尼器包括支撑架6、相互平行的上连接板1和下连接板2，支撑架6上连接有下连接板2，，阻尼结构包括相互平行的上连接板1和下连接板2，上连接板1和下连接板2间连接有2个以上的矩形耗能块3，矩形耗能块3两端分别顶靠与上连接板1的下表面和下连接板2的上表面，矩形耗能块3左右两侧均设有翼缘板4，3个矩形耗能块3相互连接，2个加劲肋5横向连接于矩形耗能块3上，1个加劲肋竖向连接于矩形耗能块3上。
如图12所示，装配式金属阻尼器去除上连接板后俯视图，支撑架6上连接有下连接板2、下连接板2上连接有4个矩形耗能块3，分别标记为矩形耗能块312、矩形耗能块313、矩形耗能块314和矩形耗能块315，4个矩形耗能块3均平行设置，矩形耗能块313、矩形耗能块314与矩形耗能块312共用一边翼缘板4，矩形耗能块313、矩形耗能块314与矩形耗能块315共用另一边翼缘板4，3个加劲肋5分别横向连接于矩形耗能块312、矩形耗能块313、矩形耗能块314上，3个加劲肋5竖向连接于矩形耗能块315上。
通过不同屈服强度的矩形耗能块312、矩形耗能块313、矩形耗能块314和矩形耗能块315的装配实现金属阻尼器的分阶段屈服，可用于连梁式结构。

Claims (10)

1.装配式金属阻尼器，其特征在于：包括支撑架（6）、相互平行的上连接板（1）和下连接板（2），支撑架（6）上连接有下连接板（2），上连接板（1）下表面设有上固定槽（101），下连接板（2）上表面设有下固定槽（201），上连接板（1）和下连接板（2）间连接有2个以上的矩形耗能块（3），矩形耗能块（3）两端分别顶靠于上固定槽（101）和下固定槽（201），矩形耗能块（3）左右两侧均设有翼缘板（4）。
2.根据权利要求1所述的装配式金属阻尼器，其特征在于：所述矩形耗能块（3）为2个以上尺寸、屈服强度相同的矩形耗能块（3）。
3.根据权利要求1所述的装配式金属阻尼器，其特征在于：所述矩形耗能块（3）为2个以上尺寸相同、屈服强度不同的矩形耗能块（3）。
4.根据权利要求1所述的装配式金属阻尼器，其特征在于：所述矩形耗能块（3）为2个以上长宽相同厚度不同、屈服强度相同的矩形耗能块（3）。
5.根据权利要求1所述的装配式金属阻尼器，其特征在于：所述矩形耗能块（3）为2个以上长宽相同厚度不同、屈服强度不同的矩形耗能块（3）。
6.根据权利要求1所述的装配式金属阻尼器，其特征在于：其中相邻矩形耗能块（3）相互平行放置，相邻矩形耗能块（3）间留有间隙。
7.根据权利要求1所述的装配式金属阻尼器，其特征在于：其中相邻矩形耗能块（3）同一平面放置，相邻矩形耗能块（3）间留有间隙。
8.根据权利要求1所述的装配式金属阻尼器，其特征在于：其中相邻矩形耗能块（3）同一平面放置，相邻矩形耗能块（3）通过1个翼缘板（4）连接。
9.根据权利要求1所述的装配式金属阻尼器，其特征在于：所述矩形耗能块（3）上设有加劲肋（5）。
10.根据权利要求9所述的装配式金属阻尼器，其特征在于：所述加劲肋（5）安装于矩形耗能块（3）的一个侧面或两个侧面。
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