CN108678506A - 拉压式耗能钢板阻尼器 - Google Patents

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张延年
杨森
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    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/92—Protection against other undesired influences or dangers
    • E04B1/98—Protection against other undesired influences or dangers against vibrations or shocks; against mechanical destruction, e.g. by air-raids
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
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    • 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
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Abstract

本发明涉及一种拉压式耗能钢板阻尼器，属于建筑结构振动控制领域。通过分阶耗能结构设计，当振动量级较小时，上板、下板振动带动内部弧形耗能钢板振动，其能通过自身的弯曲变形耗能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，当振动量级较大时，设置的内设椭圆孔的耗能侧钢板耗能效果好、钢材利用率高、屈服面积大，耗能肋不仅节省材料，而且使结构耗能更充分，无明显应力集中现象。本发明制作安装简单、使用方便，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。

Description

拉压式耗能钢板阻尼器
技术领域
本发明属于建筑结构振动控制领域，特别是涉及一种拉压式耗能钢板阻尼器。
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，本发明提供一种拉压式耗能钢板阻尼器，主要是为了开发一种可分阶耗能，制作安装简单、使用方便的阻尼器，通过分阶耗能结构设计，当振动量级较小时，上板、下板振动带动内部弧形耗能钢板振动，其能通过自身的弯曲变形耗能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，当振动量级较大时，设置的内设椭圆孔的耗能侧钢板耗能效果好、钢材利用率高、屈服面积大，耗能肋不仅节省材料，而且使结构耗能更充分，无明显应力集中现象，在遇到地震时，能够有效避免建筑结构出现过强的地震反应。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
拉压式耗能钢板阻尼器，包括上板、下板、上板螺孔、下板螺孔、内部弧形耗能钢板、内设椭圆孔的耗能侧钢板、内设椭圆孔、协调连接钢筋、耗能肋和锁紧螺母；在拉压式耗能钢板阻尼器结构的最上端设置上板、最下端设置下板、两侧设置内设椭圆孔的耗能侧钢板，在上板的两侧开设上板螺孔，在下板的两侧对应位置处开设下板螺孔，在结构内部设置内部弧形耗能钢板，内部弧形耗能钢板从中间到两侧的弧度逐渐增大，设置协调连接钢筋分别穿过内部弧形耗能钢板的中心，两端采用锁紧螺母锁紧固定，在内设椭圆孔的耗能侧钢板上设置内设椭圆孔，内设椭圆孔的长轴沿水平方向设置，在相邻内设椭圆孔之间设置耗能肋，内部弧形耗能钢板和内设椭圆孔的耗能侧钢板的上、下两端分别与上板和下板固定连接。
进一步地，内部弧形耗能钢板采用低屈服点钢板制作而成。
进一步地，内部弧形耗能钢板和内设椭圆孔的耗能侧钢板的上、下两端分别与上板和下板采用焊接连接。
进一步地，在上板的两边等间距开设上板螺孔，在下板的两边等间距开设下板螺孔。
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，通过分阶耗能结构设计，当振动量级较小时，上板、下板振动带动内部弧形耗能钢板振动，其能通过自身的弯曲变形耗能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，当振动量级较大时，设置的内设椭圆孔的耗能侧钢板耗能效果好、钢材利用率高、屈服面积大，耗能肋不仅节省材料，而且使结构耗能更充分，无明显应力集中现象，同时拉压式耗能钢板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。
附图说明
图1为拉压式耗能钢板阻尼器的正视示意图。
图2为拉压式耗能钢板阻尼器的俯视示意图。
图3为拉压式耗能钢板阻尼器的侧视示意图。
图4为本发明中内设椭圆孔的耗能侧钢板的平面示意图。
图中：1为上板；2为下板；3为上板螺孔；4为下板螺孔；5为内部弧形耗能钢板；6为内设椭圆孔的耗能侧钢板；7为内设椭圆孔；8为协调连接钢筋；9为耗能肋；10为锁紧螺母。
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，拉压式耗能钢板阻尼器，包括上板1、下板2、上板螺孔3、下板螺孔4、内部弧形耗能钢板5、内设椭圆孔的耗能侧钢板6、内设椭圆孔7、协调连接钢筋8、耗能肋9和锁紧螺母10；在拉压式耗能钢板阻尼器结构的最上端设置上板1、最下端设置下板2、两侧设置内设椭圆孔的耗能侧钢板6，在上板1的两侧开设上板螺孔3，在下板2的两侧对应位置处开设下板螺孔4，在结构内部设置内部弧形耗能钢板5，内部弧形耗能钢板5从中间到两侧的弧度逐渐增大，设置协调连接钢筋8分别穿过内部弧形耗能钢板5的中心，两端采用锁紧螺母10锁紧固定，在内设椭圆孔的耗能侧钢板6上设置内设椭圆孔7，内设椭圆孔7的长轴沿水平方向设置，在相邻内设椭圆孔7之间设置耗能肋9，内部弧形耗能钢板5和内设椭圆孔的耗能侧钢板6的上、下两端分别与上板1和下板2固定连接；内部弧形耗能钢板5采用低屈服点钢板制作而成；内部弧形耗能钢板5和内设椭圆孔的耗能侧钢板6的上、下两端分别与上板1和下板2采用焊接连接；在上板1的两边等间距开设上板螺孔3，在下板2的两边等间距开设下板螺孔4。
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 (4)

1.拉压式耗能钢板阻尼器，其特征在于：包括上板(1)、下板(2)、上板螺孔(3)、下板螺孔(4)、内部弧形耗能钢板(5)、内设椭圆孔的耗能侧钢板(6)、内设椭圆孔(7)、协调连接钢筋(8)、耗能肋(9)和锁紧螺母(10)；在拉压式耗能钢板阻尼器结构的最上端设置上板(1)、最下端设置下板(2)、两侧设置内设椭圆孔的耗能侧钢板(6)，在上板(1)的两侧开设上板螺孔(3)，在下板(2)的两侧对应位置处开设下板螺孔(4)，在结构内部设置内部弧形耗能钢板(5)，内部弧形耗能钢板(5)从中间到两侧的弧度逐渐增大，设置协调连接钢筋(8)分别穿过内部弧形耗能钢板(5)的中心，两端采用锁紧螺母(10)锁紧固定，在内设椭圆孔的耗能侧钢板(6)上设置内设椭圆孔(7)，内设椭圆孔(7)的长轴沿水平方向设置，在相邻内设椭圆孔(7)之间设置耗能肋(9)，内部弧形耗能钢板(5)和内设椭圆孔的耗能侧钢板(6)的上、下两端分别与上板(1)和下板(2)固定连接。
2.根据权利要求1所述的拉压式耗能钢板阻尼器，其特征在于：内部弧形耗能钢板(5)采用低屈服点钢板制作而成。
3.根据权利要求1所述的拉压式耗能钢板阻尼器，其特征在于：内部弧形耗能钢板(5)和内设椭圆孔的耗能侧钢板(6)的上、下两端分别与上板(1)和下板(2)采用焊接连接。
4.根据权利要求1所述的拉压式耗能钢板阻尼器，其特征在于：在上板(1)的两边等间距开设上板螺孔(3)，在下板(2)的两边等间距开设下板螺孔(4)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109577507A (zh) * 2018-11-23 2019-04-05 江苏科技大学 鼓曲耗能型金属阻尼器
CN110847365A (zh) * 2019-11-28 2020-02-28 湖南麓上住宅工业科技有限公司 装配式木建筑吸能减振结构
CN112554363A (zh) * 2021-01-07 2021-03-26 西安建筑科技大学 一种钢管防屈曲耗能支撑

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