CN108678499A - 具备水平剪切挤压、竖直耗能作用的阻尼器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种具备水平剪切挤压、竖直耗能作用的阻尼器，属于建筑结构振动控制领域，包括连接板、连接板螺孔、固定端板、上耗能钢端板、左耗能钢端板、耗能分隔软钢板一、耗能分隔软钢板二、协调连接钢筋、弧形耗能钢板、弹性粘结填充材料、泡沫铝耗能材料、下耗能钢端板、半圆形连接耗能钢板、锁紧螺母、前耗能钢端板、后耗能钢端板、右耗能钢端板和耗能部位；设置的组合耗能钢板和半圆形连接耗能钢板在承载时能够相互协调起到耗能作用，无明显应力集中现象，设置的弹性粘结填充材料、泡沫铝耗能材料耗能效果好，同时具备水平剪切挤压、竖直耗能能力，本发明制作安装简单，能够增大建筑结构的整体刚度，减少建筑结构的地震反应。
Description
技术领域
本发明属于建筑结构振动控制领域，特别是涉及一种具备水平剪切挤压、竖直耗能作用的阻尼器。
背景技术
金属屈服阻尼器 (metallic yielding damper) 是用软钢或其它软金属材料做成的各种形式的阻尼耗能器。金属屈服后具有良好的滞回性能，利用某些金属具有的弹塑性滞回变形耗能，包括软钢阻尼器、铅阻尼器和形状记忆合金 (shape memory alloys，简称SMA)阻尼器等。它对结构进行振动控制的机理是将结构振动的部分能量通过金属的屈服滞回耗能耗散掉，从而达到减小结构反应的目的，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型钢阻尼器等。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，是一种很有前途的耗能器，全金属阻尼器具有可恢复变形大、阻尼能力强以及耐久性、抗腐蚀性、抗疲劳性能好、工作温度范围大和维护费用低等优点。
发明内容
为了解决上述存在的技术问题，本发明提供一种具备水平剪切挤压、竖直耗能作用的阻尼器，主要为了开发一种初始刚度较大，材料屈服分散面积大、可恢复变形大、阻尼能力强的阻尼器，在受到水平剪切作用下，设置的组合耗能钢板受到往复的剪切作用能够相互协调而相互挤压耗能，在竖直方向上设置的组合耗能钢板和半圆形连接耗能钢板在承载时能够相互协调起到耗能作用，在正常状态下使用时能够增大建筑结构的整体刚度，能够有效避免建筑结构产生较强的地震反应。
本发明采用的技术方案为：
具备水平剪切挤压、竖直耗能作用的阻尼器，包括连接板、连接板螺孔、固定端板、上耗能钢端板、左耗能钢端板、耗能分隔软钢板一、耗能分隔软钢板二、协调连接钢筋、弧形耗能钢板、弹性粘结填充材料、泡沫铝耗能材料、下耗能钢端板、半圆形连接耗能钢板、锁紧螺母、前耗能钢端板、后耗能钢端板、右耗能钢端板和耗能部位；在结构的上、下端设置有连接板，在连接板上开设连接板螺孔，在结构的中部设置有耗能部位，连接板通过固定端板和耗能部位连接，耗能部位由位于结构上、下两端设置的上耗能钢端板和下耗能钢端板，左、右两端设置的左耗能钢端板和右耗能钢端板，前、后两端设置的前耗能钢端板后耗能钢端板包围而成，在前耗能钢端板和后耗能钢端板的外部设置有半圆形连接耗能钢板，在耗能部位中设置耗能分隔软钢板一，相邻的耗能分隔软钢板一和耗能分隔软钢板一之间、耗能分隔软钢板一和右耗能钢端板之间、左耗能钢端板和耗能分隔软钢板一之间设置弧形耗能钢板，弧形耗能钢板在耗能分隔软钢板二的两侧对称设置，弧形耗能钢板从中间至左右两侧的弯曲半径逐渐减小，并且设置有协调连接钢筋，协调连接钢筋穿过左耗能钢端板、耗能分隔软钢板一、耗能分隔软钢板二、弧形耗能钢板和右耗能钢端板的中点，两端采用锁紧螺母锁紧固定，耗能分隔软钢板一、耗能分隔软钢板二和弧形耗能钢板的前后两端分别与前耗能钢端板和后耗能钢端板固定连接，耗能分隔软钢板一、耗能分隔软钢板二和弧形耗能钢板的上下两端分别与上耗能钢端板和下耗能钢端板固定连接，在耗能部位中的弧形耗能钢板和前耗能钢端板和后耗能钢端板围成的空腔内设置泡沫铝耗能材料，在耗能部位中其余的空腔内设置弹性粘结填充材料。
进一步地，上耗能钢端板、左耗能钢端板、耗能分隔软钢板一、耗能分隔软钢板二、弧形耗能钢板、下耗能钢端板、半圆形连接耗能钢板、前耗能钢端板、后耗能钢端板和右耗能钢端板采用低屈服点钢板制作而成。
进一步地，弹性粘结填充材料采用高阻尼橡胶制作而成。
进一步地，泡沫铝耗能材料采用泡沫铝制作而成。
进一步地，耗能分隔软钢板一、耗能分隔软钢板二和弧形耗能钢板的前后两端分别与前耗能钢端板和后耗能钢端板采用焊接连接，耗能分隔软钢板一、耗能分隔软钢板二和弧形耗能钢板的上下两端分别与上耗能钢端板、下耗能钢端板采用焊接连接。
进一步地，在连接板上等间距开设连接板螺孔。
本发明的有益效果：
本发明的效果和优点是初始刚度较大，材料屈服分散面积大、可恢复变形大、阻尼能力强，在受到水平剪切作用下，设置的组合耗能钢板受到往复的剪切作用能够相互协调而相互挤压耗能，在竖直方向上设置的组合耗能钢板和半圆形连接耗能钢板在承载时能够相互协调起到耗能作用，无明显应力集中现象，发挥各自最大功效，材料利用率高，设置的弹性粘结填充材料、泡沫铝耗能材料耗能效果好，使结构的动能或弹性势能等能量转化成热能等形式耗散掉，同时具备水平剪切挤压、竖直耗能作用的阻尼器的制作安装简单、使用方便，能够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，在材料的选择和结构的改进都与现有技术有较大的区别，在正常状态下使用时能够增大建筑结构的整体刚度，在遇到地震时，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。
附图说明
图1为具备水平剪切挤压、竖直耗能作用的阻尼器立面示意图。
图2为具备水平剪切挤压、竖直耗能作用的阻尼器平面示意图。
图3为本发明中图2的A-A剖面图。
图4为具备水平剪切挤压、竖直耗能作用的阻尼器左侧立面示意图。
图中：1为连接板；2为连接板螺孔；3为固定端板；4为上耗能钢端板；5为左耗能钢端板；6为耗能分隔软钢板一；7为耗能分隔软钢板二；8为协调连接钢筋；9为弧形耗能钢板；10为弹性粘结填充材料；11为泡沫铝耗能材料；12为下耗能钢端板；13为半圆形连接耗能钢板；14为锁紧螺母；15为前耗能钢端板；16为后耗能钢端板；17为右耗能钢端板；18为耗能部位。
具体实施方式
为了进一步说明本发明，下面结合附图及实施例对本发明进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例：如图1-图4所示，具备水平剪切挤压、竖直耗能作用的阻尼器，包括连接板1、连接板螺孔2、固定端板3、上耗能钢端板4、左耗能钢端板5、耗能分隔软钢板一6、耗能分隔软钢板二7、协调连接钢筋8、弧形耗能钢板9、弹性粘结填充材料10、泡沫铝耗能材料11、下耗能钢端板12、半圆形连接耗能钢板13、锁紧螺母14、前耗能钢端板15、后耗能钢端板16、右耗能钢端板17和耗能部位18；在结构的上、下端设置有连接板1，在连接板1上开设连接板螺孔2，在结构的中部设置有耗能部位18，连接板1通过固定端板3和耗能部位18连接，耗能部位18由位于结构上、下两端设置的上耗能钢端板4和下耗能钢端板12，左、右两端设置的左耗能钢端板5和右耗能钢端板17，前、后两端设置的前耗能钢端板15后耗能钢端板16包围而成，在前耗能钢端板15和后耗能钢端板16的外部设置有半圆形连接耗能钢板13，在耗能部位18中设置耗能分隔软钢板一6，相邻的耗能分隔软钢板一6和耗能分隔软钢板一6之间、耗能分隔软钢板一6和右耗能钢端板17之间、左耗能钢端板5和耗能分隔软钢板一6之间设置弧形耗能钢板9，弧形耗能钢板9在耗能分隔软钢板二7的两侧对称设置，弧形耗能钢板9从中间至左右两侧的弯曲半径逐渐减小，并且设置有协调连接钢筋8，协调连接钢筋8穿过左耗能钢端板5、耗能分隔软钢板一6、耗能分隔软钢板二7、弧形耗能钢板9和右耗能钢端板17的中点，两端采用锁紧螺母14锁紧固定，耗能分隔软钢板一6、耗能分隔软钢板二7和弧形耗能钢板9的前后两端分别与前耗能钢端板15和后耗能钢端板16固定连接，耗能分隔软钢板一6、耗能分隔软钢板二7和弧形耗能钢板9的上下两端分别与上耗能钢端板4和下耗能钢端板12固定连接，在耗能部位18中的弧形耗能钢板9和前耗能钢端板15和后耗能钢端板16围成的空腔内设置泡沫铝耗能材料11，在耗能部位18中其余的空腔内设置弹性粘结填充材料10；上耗能钢端板4、左耗能钢端板5、耗能分隔软钢板一6、耗能分隔软钢板二7、弧形耗能钢板9、下耗能钢端板12、半圆形连接耗能钢板13、前耗能钢端板15、后耗能钢端板16和右耗能钢端板17采用低屈服点钢板制作而成；弹性粘结填充材料10采用高阻尼橡胶制作而成；泡沫铝耗能材料11采用泡沫铝制作而成；耗能分隔软钢板一6、耗能分隔软钢板二7和弧形耗能钢板9的前后两端分别与前耗能钢端板15和后耗能钢端板16采用焊接连接，耗能分隔软钢板一6、耗能分隔软钢板二7和弧形耗能钢板9的上下两端分别与上耗能钢端板4、下耗能钢端板12采用焊接连接；在连接板1上等间距开设连接板螺孔2。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.具备水平剪切挤压、竖直耗能作用的阻尼器，其特征在于：包括连接板(1)、连接板螺孔(2)、固定端板(3)、上耗能钢端板(4)、左耗能钢端板(5)、耗能分隔软钢板一(6)、耗能分隔软钢板二(7)、协调连接钢筋(8)、弧形耗能钢板(9)、弹性粘结填充材料(10)、泡沫铝耗能材料(11)、下耗能钢端板(12)、半圆形连接耗能钢板(13)、锁紧螺母(14)、前耗能钢端板(15)、后耗能钢端板(16)、右耗能钢端板(17)和耗能部位(18)；在结构的上、下端设置有连接板(1)，在连接板(1)上开设连接板螺孔(2)，在结构的中部设置有耗能部位(18)，连接板(1)通过固定端板(3)和耗能部位(18)连接，耗能部位(18)由位于结构上、下两端设置的上耗能钢端板(4)和下耗能钢端板(12)，左、右两端设置的左耗能钢端板(5)和右耗能钢端板(17)，前、后两端设置前耗能钢端板(15)和后耗能钢端板(16)，在前耗能钢端板(15)和后耗能钢端板(16)的外部设置有半圆形连接耗能钢板(13)，在耗能部位(18)中设置耗能分隔软钢板一(6)，相邻的耗能分隔软钢板一(6)和耗能分隔软钢板一(6)之间、耗能分隔软钢板一(6)和右耗能钢端板(17)之间、左耗能钢端板(5)和耗能分隔软钢板一(6)之间设置弧形耗能钢板(9)，弧形耗能钢板(9)在耗能分隔软钢板二(7)的两侧对称设置，弧形耗能钢板(9)从中间至左右两侧的弯曲半径逐渐减小，并且设置有协调连接钢筋(8)，协调连接钢筋(8)穿过左耗能钢端板(5)、耗能分隔软钢板一(6)、耗能分隔软钢板二(7)、弧形耗能钢板(9)和右耗能钢端板(17)的中点，两端采用锁紧螺母(14)锁紧固定，耗能分隔软钢板一(6)、耗能分隔软钢板二(7)和弧形耗能钢板(9)的前后两端分别与前耗能钢端板(15)和后耗能钢端板(16)固定连接，耗能分隔软钢板一(6)、耗能分隔软钢板二(7)和弧形耗能钢板(9)的上下两端分别与上耗能钢端板(4)和下耗能钢端板(12)固定连接，在耗能部位(18)中的弧形耗能钢板(9)和前耗能钢端板(15)和后耗能钢端板(16)围成的空腔内设置泡沫铝耗能材料(11)，在耗能部位(18)中其余的空腔内设置弹性粘结填充材料(10)。
2.根据权利要求1所述的具备水平剪切挤压、竖直耗能作用的阻尼器，其特征在于：上耗能钢端板(4)、左耗能钢端板(5)、耗能分隔软钢板一(6)、耗能分隔软钢板二(7)、弧形耗能钢板(9)、下耗能钢端板(12)、半圆形连接耗能钢板(13)、前耗能钢端板(15)、后耗能钢端板(16)和右耗能钢端板(17)采用低屈服点钢板制作而成。
3.根据权利要求1所述的具备水平剪切挤压、竖直耗能作用的阻尼器，其特征在于：弹性粘结填充材料(10)采用高阻尼橡胶制作而成。
4.根据权利要求1所述的具备水平剪切挤压、竖直耗能作用的阻尼器，其特征在于：泡沫铝耗能材料(11)采用泡沫铝制作而成。
5.根据权利要求1所述的具备水平剪切挤压、竖直耗能作用的阻尼器，其特征在于：耗能分隔软钢板一(6)、耗能分隔软钢板二(7)和弧形耗能钢板(9)的前后两端分别与前耗能钢端板(15)和后耗能钢端板(16)采用焊接连接，耗能分隔软钢板一(6)、耗能分隔软钢板二(7)和弧形耗能钢板(9)的上下两端分别与上耗能钢端板(4)、下耗能钢端板(12)采用焊接连接。
6.根据权利要求1所述的具备水平剪切挤压、竖直耗能作用的阻尼器，其特征在于：在连接板(1)上等间距开设连接板螺孔(2)。
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|---|---|---|---|---|
| CN115405010A (zh) * | 2022-09-30 | 2022-11-29 | 中铁二局集团建筑有限公司 | 一种耗能节段及一种节段式组合防屈曲耗能支撑构造 |
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2018
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