CN108678509A - 软钢耗能式阻尼器 - Google Patents

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张延年
杨森
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    • 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
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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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

本发明涉及一种软钢耗能式阻尼器，属于建筑结构振动控制领域。采用外包软钢耗能钢板包裹圆形软钢耗能内筒设置的组合方式，提高结构的塑性分布合理性，设置的外包软钢耗能钢板和圆形软钢耗能内筒能够相互协调而挤压耗能，不仅能通过自身的弯曲变形耗能而且发生相对位移时与泡沫铝耗能材料摩擦挤压，能使结构的动能或弹性势能等能量转化成热能等形式耗能，阻尼器的耗能更充分，无明显应力集中现象。本发明制作安装简单、使用方便，能够用于新建建筑工程的抗震设计、已有工程的加固维修，能够减少建筑结构的地震反应。

Description

软钢耗能式阻尼器
技术领域
本发明属于建筑结构振动控制领域，特别是涉及一种软钢耗能式阻尼器。
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，本发明提供一种软钢耗能式阻尼器，主要是为了开发一种初始刚度较大，材料屈服分散面积大、阻尼能力强的耗能式阻尼器，采用外包软钢耗能钢板包裹圆形软钢耗能内筒设置的组合方式，提高结构的塑性分布合理性，设置的外包软钢耗能钢板和圆形软钢耗能内筒能够相互协调而挤压耗能，不仅能通过自身的弯曲变形耗能而且发生相对位移时与泡沫铝耗能材料摩擦挤压，能使结构的动能或弹性势能等能量转化成热能等形式耗能，阻尼器的耗能更充分，无明显应力集中现象，本发明制作安装简单、使用方便，能够用于新建建筑工程的抗震设计、已有工程的加固维修，能够有效避免建筑物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：
软钢耗能式阻尼器，包括连接板、连接板螺孔、固定端板、外包软钢耗能钢板、端部盖板、拉压连接、圆形软钢耗能内筒、泡沫铝耗能材料和协调连接钢筋；软钢耗能式阻尼器由外包软钢耗能钢板和端部盖板构成结构整体，结构内设置圆形软钢耗能内筒和协调连接钢筋，圆形软钢耗能内筒共三个，沿协调连接钢筋方向设置并互相接触，在结构间隙处填充泡沫铝耗能材料，协调连接钢筋分别穿过圆形软钢耗能内筒和外包软钢耗能钢板的侧面，并在两端锁紧固定，设置拉压连接连接外包软钢耗能钢板与固定端板，固定端板两端为连接板，在连接板上开设连接板螺孔。
进一步地，外包软钢耗能钢板和圆形软钢耗能内筒采用低屈服点钢板制作而成。
进一步地，泡沫铝耗能材料采用泡沫铝制作而成。
进一步地，连接板上的连接板螺孔采用等间距设置。
进一步地，拉压连接和外包软钢耗能钢板的侧面采用焊接连接。
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、阻尼能力强，采用外包软钢耗能钢板包裹圆形软钢耗能内筒设置的组合方式，使得本发明结构的塑性分布合理，在水平拉、压的作用下，设置的外包软钢耗能钢板和圆形软钢耗能内筒能够相互协调而挤压耗能，其不仅能通过自身的弯曲变形耗能而且发生相对位移时与泡沫铝耗能材料摩擦挤压，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，使阻尼器的耗能更充分，无明显应力集中现象，同时软钢耗能式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，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为软钢耗能式阻尼器正视示意图。
图2为软钢耗能式阻尼器俯视示意图。
图3为软钢耗能式阻尼器侧视示意图。
图4为本发明中图1的A-A剖面图。
图中：1为连接板；2为连接板螺孔；3为固定端板；4为外包软钢耗能钢板；5为端部盖板；6为拉压连接；7为圆形软钢耗能内筒；8为泡沫铝耗能材料；9为协调连接钢筋。
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，软钢耗能式阻尼器，包括连接板1、连接板螺孔2、固定端板3、外包软钢耗能钢板4、端部盖板5、拉压连接6、圆形软钢耗能内筒7、泡沫铝耗能材料8和协调连接钢筋9；软钢耗能式阻尼器由外包软钢耗能钢板4和端部盖板5构成结构整体，结构内设置圆形软钢耗能内筒7和协调连接钢筋9，圆形软钢耗能内筒7共三个，沿协调连接钢筋9方向设置并互相接触，在结构间隙处填充泡沫铝耗能材料8，协调连接钢筋9分别穿过圆形软钢耗能内筒7和外包软钢耗能钢板4的侧面，并在两端锁紧固定，设置拉压连接6连接外包软钢耗能钢板4与固定端板3，固定端板3两端为连接板1，在连接板1上开设连接板螺孔2；外包软钢耗能钢板4和圆形软钢耗能内筒7采用低屈服点钢板制作而成；泡沫铝耗能材料8采用泡沫铝制作而成；连接板1上的连接板螺孔2采用等间距设置；拉压连接6和外包软钢耗能钢板4的侧面采用焊接连接。
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 (5)

1.软钢耗能式阻尼器，其特征在于：包括连接板(1)、连接板螺孔(2)、固定端板(3)、外包软钢耗能钢板(4)、端部盖板(5)、拉压连接(6)、圆形软钢耗能内筒(7)、泡沫铝耗能材料(8)和协调连接钢筋(9)；软钢耗能式阻尼器由外包软钢耗能钢板(4)和端部盖板(5)构成结构整体，结构内设置圆形软钢耗能内筒(7)和协调连接钢筋(9)，圆形软钢耗能内筒(7)共三个，沿协调连接钢筋(9)方向设置并互相接触，在结构间隙处填充泡沫铝耗能材料(8)，协调连接钢筋(9)分别穿过圆形软钢耗能内筒(7)和外包软钢耗能钢板(4)的侧面，并在两端锁紧固定，设置拉压连接(6)连接外包软钢耗能钢板(4)与固定端板(3)，固定端板(3)两端为连接板(1)，在连接板(1)上开设连接板螺孔(2)。
2.根据权利要求1所述的软钢耗能式阻尼器，其特征在于：外包软钢耗能钢板(4)、圆形软钢耗能内筒(7)采用低屈服点钢板制作而成。
3.根据权利要求1所述的软钢耗能式阻尼器，其特征在于：泡沫铝耗能材料(8)采用泡沫铝制作而成。
4.根据权利要求1所述的软钢耗能式阻尼器，其特征在于：连接板(1)上的连接板螺孔(2)采用等间距设置。
5.根据权利要求1所述的软钢耗能式阻尼器，其特征在于：拉压连接(6)和外包软钢耗能钢板(4)的侧面采用焊接连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112832400A (zh) * 2021-01-07 2021-05-25 西安建筑科技大学 一种摩擦耗能型阻尼器和钢框架梁柱连接节点
CN115247460A (zh) * 2021-12-23 2022-10-28 兰州理工大学 一种基础隔震复合限位装置

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