CN112900670A - 一种可更换的分段屈服金属耗能阻尼器 - Google Patents

一种可更换的分段屈服金属耗能阻尼器 Download PDF

Info

Publication number
CN112900670A
CN112900670A CN202110084818.6A CN202110084818A CN112900670A CN 112900670 A CN112900670 A CN 112900670A CN 202110084818 A CN202110084818 A CN 202110084818A CN 112900670 A CN112900670 A CN 112900670A
Authority
CN
China
Prior art keywords
energy
damper
shaped
energy dissipation
replaceable
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110084818.6A
Other languages
English (en)
Inventor
王城泉
夏雨
邹昀
张震
张光磊
渠政
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangnan University
Original Assignee
Jiangnan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangnan University filed Critical Jiangnan University
Priority to CN202110084818.6A priority Critical patent/CN112900670A/zh
Publication of CN112900670A publication Critical patent/CN112900670A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • 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
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)
  • Vibration Dampers (AREA)
  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)

Abstract

一种可更换的分段屈服耗能阻尼器，包括耗能构件、连接导杆和U型连接端板，连接导杆的一端伸入U型连接端板内，连接导杆与U型连接端板之间可拆卸的固定有若干耗能构件，各耗能构件分别位于连接导杆两侧；耗能构件包括环形耗能构件和开孔耗能构件，开孔耗能构件两端固定在环形耗能构件内。本发明的金属阻尼器不仅能满足建筑消能减震的需求，并且拆卸方便，能够更换部分构件以继续高效工作，能够实现分阶段屈服。首先，通过开孔耗能钢板的剪切塑性变形进行耗能，进而，内U型钢板产生塑性变形，进行第二阶段耗能，进而，外U型钢板进行第三阶段耗能，提高了该金属阻尼器的安全性及减震效果。

Description

一种可更换的分段屈服金属耗能阻尼器
技术领域
本发明涉及一种金属阻尼器，具体涉及一种可更换的分段屈服金属耗能阻尼器。
背景技术
在经济及科技的不断发展下，高层建筑不断涌现，建筑的抗震防风设计就显得极为重要。强震及强风均会引起结构振动，过大的振动会引起结构破坏，带来严重后果。因此，消能减震技术得到了人们的关注和重视，其主要是在结构上设置消能部件为结构附加有效阻尼来减少主体结构的动力响应，典型的消能装置有粘滞阻尼器、摩擦耗能器、软钢阻尼器等。摩擦阻尼器构造简单、制作成本相对低，但其摩擦系数会随着时间与荷载循环次数的增大而减小。软钢阻尼器利用了软钢材料较好的屈服后性能及进入塑性后良好的滞回特性，达到良好的耗能效果。但软钢阻尼器的可恢复性差，且造价较高难以普及。其他类型阻尼器也都具有相应的优缺点，大多不可修复，一旦损坏无法继续使用，必须更换阻尼器，耗能部件单一，阻尼器的性能无法满足建筑在不同地震情况下的需求，实际工程应用中都存在一定的局限性。
发明内容
本发明的技术问题为：现有的消能装置耗能部件单一，不可修复。
[技术方案]
本发明的目的提供了一种可修复的且分阶段屈服的剪切耗能金属阻尼器，以弥补大部分典型消能装置耗能部件单一，不可替换的不足。
为实现上述发明目的，本发明的技术方案具体如下：
一种可更换的分段屈服耗能阻尼器，包括耗能构件、连接导杆和U型连接端板，连接导杆的一端伸入U型连接端板内，连接导杆与U型连接端板之间可拆卸的固定有若干耗能构件，各耗能构件分别位于连接导杆两侧；耗能构件包括环形耗能构件和开孔耗能构件，开孔耗能构件两端固定在环形耗能构件内。
进一步的，所述连接导杆为T型连接导杆，T型连接导杆包括连接端和固定端，T型连接导杆的连接端伸入U型连接端板内。
进一步的，所述耗能构件为四个，四个耗能构件于连接导杆两侧对称分布。
进一步的，所述耗能构件的两侧分别螺接于U型连接端板和连接导杆。
进一步的，所述环形耗能构件包括内U型板和外U型板，内U型板和外U型板开口相对叠合，内U型板的外径与外U型板的内径相同。
进一步的，所述开孔耗能构件为两个，两个开孔耗能构件并列内接于所述内U型板。
进一步的，开孔耗能构件为两个，开孔耗能构件的两端分别固定在两块端板上，两块端板分别固定在所述内U型板内侧。
进一步的，所述开孔耗能构件为两端宽中间窄的耗能钢板。
进一步的，所述开孔耗能构件上的孔为椭圆形。
进一步的，还包括用于防止阻尼器发生侧向失稳屈曲的辅助限位件，辅助限位件位于阻尼器一侧。
进一步的，所述耗能构件、连接导杆和U型连接端板均为钢构件。
[有益效果]
本发明的阻尼器能够弥补大部分典型消能装置耗能部件单一，不可替换的问题。该阻尼器能够在小震和大震下都具有足够的耗能能力，充分发挥剪切变形能力，提供满足需求的附加阻尼，同时为结构提供一定的附加刚度，减小结构变形。在耗能后能够更换部分元件以继续高效工作。同时，该阻尼器的极限位移设置能够保证结构发生超出阻尼器正常运行行程范围之外的大变形时，仍能正常运行而不会突然破坏失去对结构的控制保护作用，即在罕遇地震的大变形作用下，仍能够持续耗能。
本发明的金属阻尼器不仅能满足建筑消能减震的需求，并且拆卸方便，能够更换部分构件以继续高效工作，能够实现分阶段屈服。首先，通过开孔耗能钢板的剪切塑性变形进行耗能，进而，内U型钢板产生塑性变形，进行第二阶段耗能，进而，外U型钢板进行第三阶段耗能，提高了该金属阻尼器的安全性及减震效果。
附图说明
图1是本发明实施例1中金属耗能阻尼器的结构示意图；
图2是本发明实施例1中金属耗能阻尼器的正面立体图；
图3是本发明实施例1中金属耗能阻尼器的背面立体图；
图4是本发明实施例1中耗能构件的结构示意图；
图5是本发明实施例2中金属耗能阻尼器中的局部结构示意图；
图6是本发明实施例2中开孔耗能钢板与端板的结构示意图；
图7是本发明实施例2中耗能构件的结构示意图；
图8是本发明实施例3中金属耗能阻尼器的分阶段耗能效果数值仿真计算结果(第一阶段)；
图9是金属耗能阻尼器的分阶段耗能效果数值仿真计算结果(第二阶段)；
图10是金属耗能阻尼器的滞回曲线。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
如图1-3所示，一种可更换的分段屈服金属耗能阻尼器，包括耗能构件、与建筑结构相连的连接板。与建筑结构相连的连接板包括T型连接导杆1和U型连接端板2，T型连接导杆1和U型连接端板2上均设有螺栓孔3。T型连接导杆1通过耗能构件与U型连接端板2相连，T型连接导杆1与U型连接端板2之间预留一定空间。进一步的，U型连接端板2上还具有通过螺栓固定有辅助限位件4，已避免阻尼器整体发生侧向失稳屈曲破坏，保证阻尼器始终发生剪切变形。T型连接导杆1和U型连接端板2间连接有若干耗能构件。耗能构件的数量可以有多个，优选的，耗能构件的数量为偶数，各耗能构件对称分布于T型连接导杆1两侧。
如图4所示，耗能构件由环形耗能构件内接开孔耗能钢板5形成，环形耗能构件由内外两个U型钢板反向叠合水平段形成，内U型钢板6的其外径与外U型钢板7的内径相同，内U型钢板和外U型钢板上均设有相同大小的螺栓孔8。开孔耗能钢板5平行于T型连接导杆，数量为两个，两个开孔耗能钢板5并列内接于所述内U型板。开孔耗能钢板5的数量也可以是一个或更多。开孔耗能钢板5上的开孔为椭圆形、方形、菱形、多边形或其他形状，开孔数量也可以为多个，比如并列的两个椭圆形孔等等。
安装时，通过螺栓分别固定T型连接导杆1、耗能构件和连接U型连接端板2。T型连接导杆1和U型连接端板2再分别固定在建筑物上。辅助限位件4固定在阻尼器外侧，也就是不靠建筑物的一侧。
实施例2
如图5-7所示，本实施例与实施例1不同之处在于，内接开孔耗能钢板5的两端固定有端板9，端板9上具有螺栓孔，端板9上的螺栓孔、内U型钢板6和外U型钢板7上的螺栓孔均为相互贯通的螺栓孔8。安装时，先通过螺栓固定端板9、内U型钢板6和外U型钢板7组装好耗能构件，再通过螺栓分别固定T型连接导杆1、耗能构件和连接U型连接端板2。T型连接导杆1和U型连接端板2再分别固定在建筑物上。辅助限位件4固定在阻尼器外侧。在耗能后，开孔耗能钢板5和端板9可以一起更换。
实施例3
本实施例通过ABAQUS有限元数值仿真软件对实施例1中的分段屈服金属耗能阻尼器分阶段耗能效果进行数值仿真计算，结果如图8-10所示。在建筑物上在受荷载较小或遇小地震时，仅开孔耗能钢板5发生塑性变形，大震作用时，开孔耗能钢板5发生塑性变形进行耗能，剪切变形发生到一定程度，内U型钢板6发生塑性变形，进一步耗能，进而，外U型钢板7进行第三阶段耗能。最终实现小震、大震均能耗能的效果，当结构发生超出阻尼器正常运行行程范围之外的大变形时，T型连接导杆1与U型连接端板2之间预留的一定空间控制阻尼器的最大位移限值，使得阻尼器仍能正常运行而不会突然破坏失去对结构的控制保护作用。
本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡是在本发明构思的精神和原则之内，本领域的专业人员能够做出的任何修改、等同替换和改进等均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可更换的分段屈服耗能阻尼器，其特征在于，包括耗能构件、连接导杆和U型连接端板，连接导杆的一端伸入U型连接端板内，连接导杆与U型连接端板之间可拆卸的固定有若干耗能构件，各耗能构件分别位于连接导杆两侧；耗能构件包括环形耗能构件和开孔耗能构件，开孔耗能构件两端固定在环形耗能构件内。
2.根据权利要求1所述的一种可更换的分段屈服耗能阻尼器，其特征在于，所述连接导杆为T型连接导杆，T型连接导杆包括连接端和固定端，T型连接导杆的连接端伸入U型连接端板内。
3.根据权利要求1所述的一种可更换的分段屈服耗能阻尼器，其特征在于，所述耗能构件为四个，四个耗能构件于连接导杆两侧对称分布。
4.根据权利要求1所述的一种可更换的分段屈服耗能阻尼器，其特征在于，所述耗能构件的两侧分别螺接于U型连接端板和连接导杆。
5.根据权利要求1所述的一种可更换的分段屈服耗能阻尼器，其特征在于，所述环形耗能构件包括内U型板和外U型板，内U型板和外U型板开口相对叠合，内U型板的外径与外U型板的内径相同。
6.根据权利要求5所述的一种可更换的分段屈服耗能阻尼器，其特征在于，所述开孔耗能构件为两个，两个开孔耗能构件并列内接于所述内U型板。
7.根据权利要求5所述的一种可更换的分段屈服耗能阻尼器，其特征在于，所述开孔耗能构件为两个，开孔耗能构件的两端分别固定在两块端板上，两块端板分别固定在所述内U型板内侧。
8.根据权利要求6或7所述的一种可更换的分段屈服耗能阻尼器，其特征在于，所述开孔耗能构件为两端宽中间窄的耗能钢板。
9.根据权利要求8所述的一种可更换的分段屈服耗能阻尼器，其特征在于，所述开孔耗能构件上的孔为椭圆形。
10.根据权利要求1所述的一种可更换的分段屈服耗能阻尼器，其特征在于，还包括用于防止阻尼器发生侧向失稳屈曲的辅助限位件，辅助限位件位于阻尼器一侧。
CN202110084818.6A 2021-01-22 2021-01-22 一种可更换的分段屈服金属耗能阻尼器 Pending CN112900670A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110084818.6A CN112900670A (zh) 2021-01-22 2021-01-22 一种可更换的分段屈服金属耗能阻尼器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110084818.6A CN112900670A (zh) 2021-01-22 2021-01-22 一种可更换的分段屈服金属耗能阻尼器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112900670A true CN112900670A (zh) 2021-06-04

Family

ID=76118256

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110084818.6A Pending CN112900670A (zh) 2021-01-22 2021-01-22 一种可更换的分段屈服金属耗能阻尼器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112900670A (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101836010A (zh) * 2007-10-26 2010-09-15 新日铁工程技术株式会社 用于构造物的隔震装置、用于安装该装置的方法和隔震部件
CN107060124A (zh) * 2016-11-30 2017-08-18 海南大学 多水准减震分级屈服金属阻尼器
WO2018208307A1 (en) * 2017-05-11 2018-11-15 Portland State University Energy dissipators with rotated members
CN110206184A (zh) * 2019-06-20 2019-09-06 海南大学 一种复合型减震分级屈服阻尼器
CN111691566A (zh) * 2020-07-10 2020-09-22 西安建筑科技大学 一种双重耗能型阻尼器
CN111877583A (zh) * 2020-07-20 2020-11-03 中国船舶重工集团国际工程有限公司 一种非对称u形带波折双层开斜缝钢板阻尼器
CN111945915A (zh) * 2020-07-20 2020-11-17 北京工业大学 一种嵌套式u形分阶段屈服阻尼器

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101836010A (zh) * 2007-10-26 2010-09-15 新日铁工程技术株式会社 用于构造物的隔震装置、用于安装该装置的方法和隔震部件
CN107060124A (zh) * 2016-11-30 2017-08-18 海南大学 多水准减震分级屈服金属阻尼器
WO2018208307A1 (en) * 2017-05-11 2018-11-15 Portland State University Energy dissipators with rotated members
CN110206184A (zh) * 2019-06-20 2019-09-06 海南大学 一种复合型减震分级屈服阻尼器
CN111691566A (zh) * 2020-07-10 2020-09-22 西安建筑科技大学 一种双重耗能型阻尼器
CN111877583A (zh) * 2020-07-20 2020-11-03 中国船舶重工集团国际工程有限公司 一种非对称u形带波折双层开斜缝钢板阻尼器
CN111945915A (zh) * 2020-07-20 2020-11-17 北京工业大学 一种嵌套式u形分阶段屈服阻尼器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN215253615U (zh) 一种阶段式屈服软钢阻尼减震装置
CN112962807B (zh) 一种摩擦型自复位现浇梁柱节点
CN101413296A (zh) 软钢剪切滞回阻尼器
CN111962704B (zh) 一种多阶自复位防屈曲支撑及其消能方法和应用
CN213087101U (zh) 一种金属复合剪切型阻尼器
CN113152717B (zh) 一种分阶段屈服型软钢阻尼器及其施工方法
CN112392163B (zh) 一种多级自恢复型消能支撑及其消能方法
CN113187118A (zh) 摩擦-弯曲双功能阻尼器
CN114718204A (zh) 一种柱间连接型自复位变摩擦阻尼器
CN203188399U (zh) 利用钢板面内变形耗能的金属阻尼器
CN113700362B (zh) 一种基于sma装配式易复位转动耗能节点
CN210369407U (zh) 一种建筑减震耗能结构
CN112900670A (zh) 一种可更换的分段屈服金属耗能阻尼器
CN113152730A (zh) 一种装配式复合耗能剪力墙
CN113338465B (zh) 一种带侧向支撑的开孔软钢阻尼器
CN214574816U (zh) 一种金属耗能阻尼器
CN109296102B (zh) 一种能够实现刚度退化与耗能的剪力键阻尼支撑
CN217537393U (zh) 一种装配式金属阻尼器
CN112431318B (zh) 一种多阶拉索式消能支撑及其消能方法
CN214272474U (zh) 一种多级自恢复型消能支撑
CN108843727B (zh) 一种可拆卸式齿状摩擦板型阻尼器
CN209742120U (zh) 三向受力情况下耗能性能强的防屈曲剪切型阻尼器
CN111705944B (zh) 一种两级防屈曲消能支撑及其消能方法和应用
CN220928282U (zh) 一种抗震用剪切型阻尼器
CN218292330U (zh) 一种角位移型金属屈服耗能阻尼器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210604