CN107327039A - 一种新型支撑式金属阻尼器 - Google Patents

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赵娟
臧野
张礼
杨永胜
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    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
    • E04H9/02—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
    • E04H9/021—Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings

Abstract

本发明涉及建筑结构耗能构件领域，特别涉及一种力学性能简单、安装方便、耗能稳定的支撑式金属阻尼器，包括连接部件、耗能部件，连接部件包括自上而下依次平行放置的第一连接板、第三连接板、第二连接板；耗能部件包括固定设置在第一连接板的下板面、第三连接板的上板面之间的第一剪切耗能钢板和固定设置在第三连接板的下板面、第二连接板的上板面之间的第二剪切耗能钢板；本发明的一种支撑式金属阻尼器通过斜支撑的方式置于梁柱之间，各连接板的端部均有用于和建筑物的梁柱框架相连的铰接钢板。本发明的一种新型支撑式金属阻尼器，其不仅力学性能简单、安装方便、耗能稳定，而且简单易改造、施工工期短、易于检查表观特性。

Description

一种新型支撑式金属阻尼器
技术领域
本发明涉及建筑结构耗能构件领域，特别涉及一种力学性能简单、安装方便、耗能稳定的支撑式金属阻尼器。
背景技术
地震被称为是威胁人类生命财产安全的主要自然灾害之一，较强烈的地震会造成建筑物的损坏。以往传统的抗震结构体系往往是通过结构以及承重构件的损坏以达到消耗能量的目标，这将导致结构在震后出现不同程度的损伤甚至破坏。结构消能减震技术是一种新的防灾抗震技术，耗能减震作为一种被动控制措施是将输入结构的地震能量引向特别设置的机构和元件加以吸收和耗散，从而能够保护主体结构的安全。阻尼器是结构中专门用来消耗地震能量的构件，在结构中合理布置阻尼器可以改善和提高抗震性能。
传统的阻尼器需要在钢套筒中灌注砂浆，属于湿法施工，需要较长的施工周期，耗能钢板与内填灰浆有一定的间距，间距大小直接影响到支撑塑性变形耗能的能力，但是学者对一部分支撑的研究得出较为合适的间隙大小，基于市场的需求，产品具有不同要求，间距大小不好最优化。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种用于建筑抗震消能的新型支撑式金属阻尼器，其不仅力学性能简单、安装方便、耗能稳定，而且简单易改造、施工工期短、易于检查表观特性。
为解决上述问题，本发明的技术方案为：
一种新型支撑式金属阻尼器，包括连接部件、耗能部件，所述连接部件包括自上而下依次平行放置的第一连接板、第三连接板、第二连接板；
所述耗能部件包括固定设置在第一连接板的下板面、第三连接板的上板面之间的第一剪切耗能钢板和固定设置在第三连接板的下板面、第二连接板的上板面之间的第二剪切耗能钢板；
所述第一剪切耗能钢板与所述第一连接板的下板面、第三连接板的上板面垂直；
所述第一剪切耗能钢板的长边与所述第一连接板、第三连接板的长边平行；
所述第二剪切耗能钢板与所述第三连接板的下板面、第二连接板的上板面垂直；
所述第二剪切耗能钢板的长边与所述第三连接板、第二连接板的长边平行。
在本发明的一个实施例中，所述第一连接板、第二连接板和第三连接板为规格形状一致的矩形钢板；所述第一剪切耗能钢板和第二剪切耗能钢板均为具有镂空的矩形钢板。
在本发明的一个实施例中，所述镂空为圆形。
在本发明的一个实施例中，所述镂空为椭圆形。
在本发明的一个实施例中，所述镂空为六边形。
在本发明的一个实施例中，所述第一剪切耗能钢板与所述第一连接板的下板面、第三连接板的上板面焊接在一起；所述第二剪切耗能钢板与所述第三连接板的下板面、第二连接板的上板面焊接在一起。
在本发明的一个实施例中，所述第一连接板的第一端部伸出第一剪切耗能钢板一定距离；所述第二连接板的第一端部伸出第二剪切耗能钢板一定距离；所述第三连接板的第二端部伸出第一剪切耗能钢板和第二剪切耗能钢板一定距离。
在本发明的一个实施例中，所述第一连接板的第一端部通过铰链连接第一铰接钢板；所述第二连接板的第一端部通过铰链连接第二铰接钢板；所述第三连接板的第二端部通过铰链连接第三铰接钢板。
在本发明的一个实施例中，所述新型支撑式金属阻尼器通过斜支撑的方式置于梁柱之间；所述第一铰接钢板、所述第二铰接钢板、所述第三铰接钢板与建筑物的梁柱框架相连。
在本发明的一个实施例中，所述第一连接板的第一端部上下两面分别焊接第一梯形加劲肋；所述第二连接板的第一端部上下两面分别焊接第二梯形加劲肋；所述第三连接板的第二端部上下两面分别焊接第三梯形加劲肋；
本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
本发明的一种新型支撑式金属阻尼器，利用两种耗能钢板，通过三块连接板相互固定连接，其相比其它支撑式阻尼器，具有力学性能简单、安装方便、耗能稳定的优良特性。
本发明的一种新型支撑式金属阻尼器，相比现有的阻尼器更易于检查耗能钢板在发生剪切变形后的表观特性。
传统的阻尼器需要在钢套筒中灌注砂浆，属于湿法施工，需要较长的施工周期，本发明的一种新型支撑式金属阻尼器，只需在加工厂，经过放样，切割，焊接，冷却即可成型，加工周期短，施工方便。
传统的阻尼器中耗能钢板与内填灰浆有一定的间距，现场控制允许公差较小，对施工质量要求较高，本发明的一种新型支撑式金属阻尼器能够有效避免此种现象。
传统的阻尼器中耗能钢板与内填灰浆有一定的间距，间距大小直接影响到支撑塑性变形耗能的能力，有学者对一部分支撑的研究得出较为合适的间隙大小，基于市场的需求，产品具有不同要求，间距大小不好最优化，本发明的一种新型支撑式金属阻尼器能够有效避免此种现象。
本发明的一种新型支撑式金属阻尼器，可以根据不同的需要简单设计出不同的吨位的阻尼器，也可以通过改变所述剪切耗能板的强度来改变阻尼器在不同剪切位移下的耗能性能，具有简单易改造的性能以迎合不同的需要。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
图1为本发明新型支撑式金属阻尼器的结构示意图；
图2为本发明中连接板、加劲肋、铰接形式的结构示意图；
图3为本发明中新型支撑式金属阻尼器的安装示意图；
图4为圆形镂空剪切耗能钢板的结构示意图；
图5为椭圆形镂空剪切耗能钢板的结构示意图；
图6为六边形镂空剪切耗能钢板的结构示意图。
符号说明：
1-第一连接板
2-第二连接板
3-第三连接板
4-第一剪切耗能钢板
5-第二剪切耗能钢板
6-镂空
7-第三加劲肋
8-第一加劲肋
9-第二加劲肋
10-第三铰接钢板
11-第一铰接钢板
12-第二铰接钢板
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种新型支撑式金属阻尼器作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
本发明提供的一种新型支撑式金属阻尼器，参看图1、图2，包括连接部件、耗能部件，其中：
所述连接部件包括自上而下平行放置的第一连接板1、第三连接板3、第二连接板2；
所述耗能部件包括固定在第一连接板1的下板面、第三连接板3的上板面之间的第一剪切耗能钢板4和固定在第三连接板3的下板面、第二连接板2的上板面之间的第二剪切耗能钢板5；
所述第一剪切耗能钢板4与所述第一连接板1的下板面、第三连接板3的上板面垂直；
所述第一剪切耗能钢板4的长边与所述第一连接板1、第三连接板3的长边平行；
所述第二剪切耗能钢板5与所述第三连接板3的下板面、第二连接板2的上板面垂直；
所述第二剪切耗能钢板5的长边与所述第三连接板3、第二连接板2的长边平行。
在一具体实施例中，所述第一连接板1、第二连接板2和第三连接板3为规格形状一致的矩形钢板；所述第一剪切耗能钢板4和第二剪切耗能钢板5均为具有镂空6的矩形钢板。
在一具体实施例中，所述第一剪切耗能钢板4与所述第一连接板1的下板面、第三连接板3的上板面焊接在一起；所述第二剪切耗能钢板5与所述第三连接板3的下板面、第二连接板2的上板面焊接在一起。
本实施例中的阻尼器，利用两种耗能钢板，通过三块连接板相互焊接连接，其相比其它支撑式阻尼器，具有力学性能简单、安装方便、耗能稳定的优良特性。另外，传统的阻尼器需要在钢套筒中灌注砂浆，属于湿法施工，需要较长的施工周期，本实施例中的阻尼器，只需在加工厂经过放样，切割，焊接，冷却即可成型，加工周期短，施工方便。因为没有钢套筒的遮挡，相比现有的阻尼器更易于检查耗能钢板在发生剪切变形后的表观特性。本实施例中的阻尼器，可以根据不同的需要简单设计出不同的吨位的阻尼器，可以根据实际应用，通过改变所述剪切耗能板的强度来改变阻尼器在不同剪切位移下的耗能性能。
在一具体实施例中，所述第一连接板1的第一端部伸出第一剪切耗能钢板4一定距离；所述第二连接板2的第一端部伸出第二剪切耗能钢板5一定距离；所述第三连接板3的第二端部伸出第一剪切耗能钢板4和第二剪切耗能钢板5一定距离。
在一具体实施例中，所述第一连接板1的第一端部通过铰链连接第一铰接钢板11；所述第二连接板2的第一端部通过铰链连接第二铰接钢板12；所述第三连接板3的第二端部通过铰链连接第三铰接钢板10。
参考图3，所述新型支撑式金属阻尼器通过斜支撑的方式置于梁柱之间；
所述第一铰接钢板、所述第二铰接钢板、所述第三铰接钢板与建筑物的梁柱框架相连。
在一具体实施例中，所述第一连接板1的第一端部上下两面分别焊接第一梯形加劲肋8；所述第二连接板2的第一端部上下两面分别焊接第二梯形加劲肋9；所述第三连接板3的第二端部上下两面分别焊接第三梯形加劲肋7；通过设置加劲肋，可以提高阻尼器的的稳定性。
参考图4、5、6，所述剪切耗能钢板镂空形状可以为圆形、椭圆形、六边形。
本实施例中的阻尼器，可以设计出不同的镂空面积使得耗能钢板材料使用达到最优化，在满足减震、抗震性能的同时也能兼顾经济性。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种新型支撑式金属阻尼器，作为放置在建筑物的梁柱之间的减震装置，其特征在于，包括连接部件、耗能部件，其中：
所述连接部件包括自上而下依次平行放置的第一连接板(1)、第三连接板(3)、第二连接板(2)；
所述耗能部件包括固定设置在第一连接板(1)的下板面、第三连接板(3)的上板面之间的第一剪切耗能钢板(4)和固定设置在第三连接板(3)的下板面、第二连接板(2)的上板面之间的第二剪切耗能钢板(5)；
所述第一剪切耗能钢板(4)与所述第一连接板(1)的下板面、第三连接板(3)的上板面垂直；
所述第一剪切耗能钢板(4)的长边与所述第一连接板(1)、第三连接板(3)的长边平行；
所述第二剪切耗能钢板(5)与所述第三连接板(3)的下板面、第二连接板(2)的上板面垂直；
所述第二剪切耗能钢板(5)的长边与所述第三连接板(3)、第二连接板(2)的长边平行。
2.如权利要求1所述的一种新型支撑式金属阻尼器，其特征在于，
所述第一连接板(1)、第二连接板(2)和第三连接板(3)为规格形状一致的矩形钢板；
所述第一剪切耗能钢板(4)和第二剪切耗能钢板(5)均为具有镂空(6)的矩形钢板。
3.如权利要求1所述的一种新型支撑式金属阻尼器，其特征在于，
所述第一剪切耗能钢板(4)与所述第一连接板(1)的下板面、第三连接板(3)的上板面焊接在一起；
所述第二剪切耗能钢板(5)与所述第三连接板(3)的下板面、第二连接板(2)的上板面焊接在一起。
4.如权利要求1所述的一种新型支撑式金属阻尼器，其特征在于，
所述第一连接板(1)的第一端部伸出第一剪切耗能钢板(4)一定距离；
所述第二连接板(2)的第一端部伸出第二剪切耗能钢板(5)一定距离；
所述第三连接板(3)的第二端部伸出第一剪切耗能钢板(4)和第二剪切耗能钢板(5)一定距离。
5.如权利要求3所述的一种新型支撑式金属阻尼器，其特征在于，
所述第一连接板(1)的第一端部通过铰链连接第一铰接钢板(11)；
所述第二连接板(2)的第一端部通过铰链连接第二铰接钢板(12)；
所述第三连接板(3)的第二端部通过铰链连接第三铰接钢板(10)。
6.如权利要求5所述的一种新型支撑式金属阻尼器，其特征在于：
所述第一铰接钢板(11)、所述第二铰接钢板(12)、所述第三铰接钢板(10)与建筑物的梁柱框架相连。
7.如权利要求1所述的一种新型支撑式金属阻尼器，其特征在于，
所述第一连接板(1)的第一端部上下两面分别焊接第一梯形加劲肋(8)；
所述第二连接板(2)的第一端部上下两面分别焊接第二梯形加劲肋(9)；
所述第三连接板(3)的第二端部上下两面分别焊接第三梯形加劲肋(10)。
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