CN110173058B - 一种装配式复合型两阶耗能阻尼器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种装配式复合型两阶耗能阻尼器，包括连接板、一阶段耗能模块和二阶段耗能模块，所述连接板共有两块，且竖直设置，所述一阶段耗能模块通过第一连接件可拆卸的连接在两个连接板之间，所述一阶段耗能模块的上下两侧均设有所述二阶段耗能模块，且所述二阶段耗能模块通过第二连接件可拆卸的安装在两个连接板之间。有益效果在于：一阶段耗能模块和二阶段耗能模块的延性比均可达到30，可确保其在多遇地震、设防地震、罕遇地震及极罕遇地震四阶段均能工作；可根据不同项目实际承载力的需求，对耗能模块中的耗能单元数量进行调整即可匹配精准的力学性能参数。
Description
技术领域
本发明涉及房屋建筑防震减震技术领域，具体涉及一种装配式复合型两阶耗能阻尼器。
背景技术
新版第五代GB 18306-2015《中国地震动参数区划图》自2016年颁布后，对全国抗震设防要求普遍提高，我国七度0.10g设防区域从49%上升到58%，同时，区划图明确提出了“四级地震作用”概念，“四级地震作用”指常遇地震动、基本地震动、罕遇地震动和极罕遇地震动，相对于第四代区划图，增加了极罕遇地震动。这对我国建筑抗震提出了更好要求，充分考虑公众在地震中的生命安全问题，将建筑抗倒塌作为基本准侧，这对建筑结构构件及消能减震阻尼器的承载力及延性有了更高要求。
本申请人发现现有技术中至少存在以下技术问题：以往的位移型金属阻尼器耗能模块单一，如果耗能单元屈服早，将会影响罕遇地震阶段阻尼器的极限变形及承载力，无法保证足够的延性。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种装配式复合型两阶耗能阻尼器，将阻尼器核心耗能部件分为两阶模块，能够保证阻尼器分阶段启动工作，在满足多遇地震阶段小变形耗能及承载的前提下，能够保证罕遇地震及极罕遇地震阶段均可发挥耗能作用，使得耗能单元具备足够的延性。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供了一种装配式复合型两阶耗能阻尼器，包括连接板、一阶段耗能模块和二阶段耗能模块，所述连接板共有两块，且竖直设置，所述一阶段耗能模块通过第一连接件可拆卸的连接在两个连接板之间，所述一阶段耗能模块的上下两侧均设有所述二阶段耗能模块，且所述二阶段耗能模块通过第二连接件可拆卸的安装在两个连接板之间。
采用上述一种装配式复合型两阶耗能阻尼器，所述一阶段耗能模块和所述二阶段耗能模块均为屈服力、屈服变形、极限承载力、极限变形稳定的耗能单元，两者作为阻尼器的核心耗能部件，可根据不同项目实际承载力的需求，对耗能模块中的耗能单元数量进行调整即可匹配精准的力学性能参数，同时竖直安装的一阶段耗能模块和水平安装的二阶段耗能模块能够使阻尼器承受水平方向的弯剪变形和竖直方向的弯曲变形。
作为优选，所述第一连接件和所述第二连接件均为配套的螺栓、螺母组件。
作为优选，两个所述连接板远离所述一阶段耗能模块的一侧均焊接有若干与连梁锚固钢筋连接的连接套筒，且所述连接套筒沿所述连接板的高度方向由上向下排列。
作为优选，所述连接板包括锚固钢板、第一剪力传递板和第二剪力传递板，所述锚固钢板竖直设置，所述第一剪力传递板和所述第二剪力传递板均垂直焊接的所述锚固钢板的侧壁上，且所述第一剪力传递板共有两块，分别靠近所述锚固钢板的上下两侧，所述第二剪力传递板连接在两块所述第一剪力传递板之间，且所述第二剪力传递板竖直设置，从而使两块第一剪力传递板和第二剪力传递板形成H型结构。
作为优选，所述第一剪力传递板背离所述第二剪力传递板的一侧设有第二加劲板，且所述第二加劲板为三角形钢板，该三角形钢板的两直角边分别与所述锚固钢板和所述第一剪力传递板焊接连接；
所述第二剪力传递板的中部两侧各设有一块第一加劲板，所述第一加劲板平行于所述第一剪力传递板，所述第一加劲板为三角形钢板，且该三角形钢板的两直角边分别与所述锚固钢板以及所述第二剪力传递板焊接连接。
作为优选，所述一阶段耗能模块包含若干个面内弯剪型耗能单元和若干块第一分隔压板，且若干所述面内弯剪型耗能单元对称分列在所述第二剪力传递板的两侧，相邻两块所述面内弯剪型耗能单元的贴合面之间均夹有两块第一分隔压板，所述第一分隔压板分列在所述面内弯剪型耗能单元的两侧；所述第一分隔压板、所述面内弯剪型耗能单元和所述第二剪力传递板上均设置有用于安装第一连接件的通孔，从而使所述第一连接件将所述一阶段耗能模块安装在所述第二剪力传递板上。
作为优选，所述二阶段耗能模块包含若干个面外弯曲型耗能单元和若干块第二分隔压板，相邻两块所述面外弯曲型耗能单元之间夹有两块所述第二分隔压板，且两块所述第二分隔压板分别位于所述面外弯曲型耗能单元的两侧，所述面外弯曲型耗能单元水平贴靠在所述第一剪力传递板上；所述面外弯曲型耗能单元、所述第二分隔压板和所述第一剪力传递板上均设置有用于安装第二连接件的通孔，从而使所述第二连接件将所述二阶段耗能模块安装在所述第一剪力传递板上。
作为优选，所述第一分隔压板和所述第二分隔压板的截面均为哑铃型。
作为优选，所述二阶段耗能模块的面外弯曲型耗能单元采用软钢制作而成，且所述面外弯曲型耗能单元中部按照沿高度等应力分布形式开有若干第一菱形削弱孔，且所述第一菱形削弱孔四周均采用圆弧过渡；所述面外弯曲型耗能单元被第一菱形削弱孔分割形成的第一耗能齿条的高宽比控制在4-8，宽厚比控制在1-2区间。
作为优选，所述一阶段耗能模块的面内弯剪型耗能单元采用软钢制作而成，所述面内弯剪型耗能单元中部按照沿高度等应力分布形式开有若干第二菱形削弱孔，第二菱形削弱孔四周均采用圆弧过渡；所述面内弯剪型耗能单元被第二菱形削弱孔分割形成的第二耗能齿条的高宽比为第一耗能齿条高宽比的0.5-0.8倍，其宽厚比同样控制在1-2区间。
有益效果：1、本发明的一阶段耗能模块和二阶段耗能模块的延性比均可达到30，可确保其在多遇地震、设防地震、罕遇地震及极罕遇地震四阶段均能工作；
2、构造简单，装配组装快捷；能够有效改善现有位移型金属阻尼器参数控制难、耗能单元延性不足、耗能模块单一、无法保证地震时多阶段耗能、批量制作成本高的问题；
3、可根据不同项目实际承载力的需求，对耗能模块中的耗能单元数量进行调整即可匹配精准的力学性能参数。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的主视图；
图2是本发明的俯视图；
图3是本发明的连接板空间立体图；
图4是本发明的面内弯剪型耗能单元结构示意图；
图5是本发明的面外弯曲型耗能单元结构示意图。
附图标记说明如下：
1、连接套筒；2、连接板；201、锚固钢板；202、第一剪力传递板；203、第二剪力传递板；204、第一加劲板；205、第二加劲板；3、二阶段耗能模块；301、面外弯曲型耗能单元；301a、第一菱形削弱孔；302、第二分隔压板；4、一阶段耗能模块；401、面内弯剪型耗能单元；401a、第二菱形削弱孔；402、第一分隔压板；5、第一连接件；6、第二连接件。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
参见图1-图5所示，本发明提供了一种装配式复合型两阶耗能阻尼器，包括连接板2、一阶段耗能模块4和二阶段耗能模块3，所述连接板2共有两块，且竖直设置，所述一阶段耗能模块4通过第一连接件5可拆卸的连接在两个连接板2之间，所述一阶段耗能模块4的上下两侧均设有所述二阶段耗能模块3，且所述二阶段耗能模块3通过第二连接件6可拆卸的安装在两个连接板2之间。
作为优选，所述第一连接件5和所述第二连接件6均为配套的螺栓、螺母组件，如此设置，便于实现一阶段耗能模块4和二阶段耗能模块3的可拆卸连接，从而能够使阻尼器具有震后可更换的优点，在地震发生后需要对损坏的耗能模块进行更换时，可将连接件从连接板2上拆除，从而方便对损坏的耗能模块进行更换。
两个所述连接板2远离所述一阶段耗能模块4的一侧均焊接有若干与连梁锚固钢筋连接的连接套筒1，且所述连接套筒1沿所述连接板2的高度方向由上向下排列，如此设置，便于便于通过连接套筒1连接连梁的预埋锚固钢筋，连接套筒1数量可根据最终组装的阻尼器的极限承载力大小进行增减设置。
所述连接板2包括锚固钢板201、第一剪力传递板202和第二剪力传递板203，所述锚固钢板201竖直设置，所述第一剪力传递板202和所述第二剪力传递板203均垂直焊接的所述锚固钢板201的侧壁上，且所述第一剪力传递板202共有两块，分别靠近所述锚固钢板201的上下两侧，所述第二剪力传递板203连接在两块所述第一剪力传递板202之间，且所述第二剪力传递板203竖直设置，从而使两块第一剪力传递板202和第二剪力传递板203形成H型结构，如此设置，便于提高连接板2的整体刚度。
所述第一剪力传递板202背离所述第二剪力传递板203的一侧设有第二加劲板205，且所述第二加劲板205为三角形钢板，该三角形钢板的两直角边分别与所述锚固钢板201和所述第一剪力传递板202焊接连接，如此设置，使第二加劲板205沿二阶段耗能模块3的弯曲变形方向设置，从而提高连接板2的刚性，确保阻尼器在产生竖向剪力变形时，将所有变形全部集中于二阶段耗能模块3上；
所述第二剪力传递板203的中部两侧各设有一块第一加劲板204，所述第一加劲板204平行于所述第一剪力传递板202，所述第一加劲板204为三角形钢板，且该三角形钢板的两直角边分别与所述锚固钢板201以及所述第二剪力传递板203焊接连接，如此设置，使第一加劲板204沿一阶段耗能模块4的弯剪变形方向设置，从而提高连接板2的刚性，确保阻尼器发生横向弯剪变形时，将所有变形全部集中于一阶段耗能模块4上。
所述一阶段耗能模块4包含若干个面内弯剪型耗能单元401和若干块第一分隔压板402，且若干所述面内弯剪型耗能单元401对称分列在所述第二剪力传递板203的两侧，相邻两块所述面内弯剪型耗能单元401的贴合面之间均夹有两块第一分隔压板402，所述第一分隔压板402分列在所述面内弯剪型耗能单元401的两侧；所述第一分隔压板402、所述面内弯剪型耗能单元401和所述第二剪力传递板203上均设置有用于安装第一连接件5的通孔，从而使所述第一连接件5将所述一阶段耗能模块4安装在所述第二剪力传递板203上，如此设置，便于通过第一分隔压板402将两块面内弯剪型耗能单元401分隔开，从而使两块面内弯剪型耗能单元401之间留有弯剪变形空间。
所述二阶段耗能模块3包含若干个面外弯曲型耗能单元301和若干块第二分隔压板302，相邻两块所述面外弯曲型耗能单元301之间夹有两块所述第二分隔压板302，且两块所述第二分隔压板302分别位于所述面外弯曲型耗能单元301的两侧，所述面外弯曲型耗能单元301水平贴靠在所述第一剪力传递板202上；所述面外弯曲型耗能单元301、所述第二分隔压板302和所述第一剪力传递板202上均设置有用于安装第二连接件6的通孔，从而使所述第二连接件6将所述二阶段耗能模块3安装在所述第一剪力传递板202上，如此设置，便于通过第二分隔压板302将两块面外弯曲型耗能单元301分隔开，从而使两块面外弯曲型耗能单元301之间留有弯曲变形空间。
所述第一分隔压板402和所述第二分隔压板302的截面均为哑铃型，如此设置，便于减小分隔压板与耗能单元之间的接触面积，既可降低分隔压板的加工精度，同时又可保证分隔压板与耗能单元侧壁之间的贴合度。
所述二阶段耗能模块3的面外弯曲型耗能单元301采用软钢制作而成，软钢种类为LY100或LY160，且所述面外弯曲型耗能单元301中部按照沿高度等应力分布形式开有若干第一菱形削弱孔301a，且所述第一菱形削弱孔301a四周均采用圆弧过渡；所述面外弯曲型耗能单元301被第一菱形削弱孔301a分割形成的第一耗能齿条的高宽比控制在4-8，宽厚比控制在1-2区间。
所述一阶段耗能模块4的面内弯剪型耗能单元401采用软钢制作而成，软钢种类为LY100或LY160，所述面内弯剪型耗能单元401中部按照沿高度等应力分布形式开有若干第二菱形削弱孔401a，第二菱形削弱孔401a四周均采用圆弧过渡；所述面内弯剪型耗能单元401被第二菱形削弱孔401a分割形成的第二耗能齿条的高宽比为第一耗能齿条高宽比的0.5-0.8倍，其宽厚比同样控制在1-2区间，如此设置，可使面内弯剪型耗能单元401和面外弯曲型耗能单元301的屈服位移、极限位移相差1-3倍，当一阶段耗能模块4变形达到自身屈服变形的2-4倍的时，二阶段耗能模块3才开始进入屈服状态。
采用上述结构，所述一阶段耗能模块4和所述二阶段耗能模块3均为屈服力、屈服变形、极限承载力、极限变形稳定的耗能单元，两者作为阻尼器的核心耗能部件，可根据不同项目实际承载力的需求，对耗能模块中的耗能单元数量进行调整即可匹配精准的力学性能参数，同时竖直安装的一阶段耗能模块4和水平安装的二阶段耗能模块3能够使阻尼器承受水平方向的弯剪变形和竖直方向的弯曲变形。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种装配式复合型两阶耗能阻尼器，其特征在于：包括连接板、一阶段耗能模块和二阶段耗能模块，所述连接板共有两块，且竖直设置，所述一阶段耗能模块通过第一连接件可拆卸的连接在两个连接板之间，所述一阶段耗能模块的上下两侧均设有所述二阶段耗能模块，且所述二阶段耗能模块通过第二连接件可拆卸的安装在两个连接板之间；
所述第一连接件和所述第二连接件均为配套的螺栓、螺母组件；
两个所述连接板远离所述一阶段耗能模块的一侧均焊接有若干与连梁锚固钢筋连接的连接套筒，且所述连接套筒沿所述连接板的高度方向由上向下排列；
所述连接板包括锚固钢板、第一剪力传递板和第二剪力传递板，所述锚固钢板竖直设置，所述第一剪力传递板和所述第二剪力传递板均垂直焊接的所述锚固钢板的侧壁上，且所述第一剪力传递板共有两块，分别靠近所述锚固钢板的上下两侧，所述第二剪力传递板连接在两块所述第一剪力传递板之间，且所述第二剪力传递板竖直设置，从而使两块第一剪力传递板和第二剪力传递板形成H型结构。
2.根据权利要求1所述一种装配式复合型两阶耗能阻尼器，其特征在于：所述第一剪力传递板背离所述第二剪力传递板的一侧设有第二加劲板，且所述第二加劲板为三角形钢板，该三角形钢板的两直角边分别与所述锚固钢板和所述第一剪力传递板焊接连接；
所述第二剪力传递板的中部两侧各设有一块第一加劲板，所述第一加劲板平行于所述第一剪力传递板，所述第一加劲板为三角形钢板，且该三角形钢板的两直角边分别与所述锚固钢板以及所述第二剪力传递板焊接连接。
3.根据权利要求2所述一种装配式复合型两阶耗能阻尼器，其特征在于：所述一阶段耗能模块包含若干个面内弯剪型耗能单元和若干块第一分隔压板，且若干所述面内弯剪型耗能单元对称分列在所述第二剪力传递板的两侧，相邻两块所述面内弯剪型耗能单元的贴合面之间均夹有两块第一分隔压板，所述第一分隔压板分列在所述面内弯剪型耗能单元的两侧；所述第一分隔压板、所述面内弯剪型耗能单元和所述第二剪力传递板上均设置有用于安装第一连接件的通孔，从而使所述第一连接件将所述一阶段耗能模块安装在所述第二剪力传递板上。
4.根据权利要求3所述一种装配式复合型两阶耗能阻尼器，其特征在于：所述二阶段耗能模块包含若干个面外弯曲型耗能单元和若干块第二分隔压板，相邻两块所述面外弯曲型耗能单元之间夹有两块所述第二分隔压板，且两块所述第二分隔压板分别位于所述面外弯曲型耗能单元的两侧，所述面外弯曲型耗能单元水平贴靠在所述第一剪力传递板上；所述面外弯曲型耗能单元、所述第二分隔压板和所述第一剪力传递板上均设置有用于安装第二连接件的通孔，从而使所述第二连接件将所述二阶段耗能模块安装在所述第一剪力传递板上。
5.根据权利要求4所述一种装配式复合型两阶耗能阻尼器，其特征在于：所述第一分隔压板和所述第二分隔压板的截面均为哑铃型。
6.根据权利要求5所述一种装配式复合型两阶耗能阻尼器，其特征在于：所述二阶段耗能模块的面外弯曲型耗能单元采用软钢制作而成，且所述面外弯曲型耗能单元中部按照沿高度等应力分布形式开有若干第一菱形削弱孔，且所述第一菱形削弱孔四周均采用圆弧过渡；所述面外弯曲型耗能单元被第一菱形削弱孔分割形成的第一耗能齿条的高宽比控制在4-8，宽厚比控制在1-2区间。
7.根据权利要求6所述一种装配式复合型两阶耗能阻尼器，其特征在于：所述一阶段耗能模块的面内弯剪型耗能单元采用软钢制作而成，所述面内弯剪型耗能单元中部按照沿高度等应力分布形式开有若干第二菱形削弱孔，第二菱形削弱孔四周均采用圆弧过渡；所述面内弯剪型耗能单元被第二菱形削弱孔分割形成的第二耗能齿条的高宽比为第一耗能齿条高宽比的0.5-0.8倍，其宽厚比同样控制在1-2区间。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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