CN204753871U - 一种金属弯剪型阻尼器 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示一种金属弯剪型阻尼器，其中，所述金属弯剪型阻尼器包括：第一连接板、与所述第一连接板间隔设置的第二连接板；弯剪板，连接于所述第一连接板和所述第二连接板之间；两个侧面约束部件，分别设置于所述弯剪板的前后两侧，且两个所述侧面约束部件的横向两端通过固定件相连接，将所述弯剪板夹紧于中间，所述固定件不穿过所述弯剪板的板面。本实用新型的金属弯剪型阻尼器适用范围广，同时其具有改善现有金属剪切型阻尼器滞回性能、使力学模型更清晰、阻尼器的性能更稳定等优势及特点，具有很好的推广和应用前景。

Description

一种金属弯剪型阻尼器

技术领域

本实用新型涉建筑结构抗震防灾技术领域，特别涉及一种金属弯剪型阻尼器。

背景技术

金属阻尼器在地震作用时先于建筑结构进入塑性耗散能量，其构造简单，力学模型明确，性能稳定。金属阻尼器既可以配合隔震支座或者隔震系统，作为其中的耗能单元，又可以单独用于建筑结构中作为耗能装置，提供附加阻尼和刚度，因此具有广泛的应用前景。

由于金属在进入塑性状态后具有良好的滞回特性，并在弹塑性滞回变形过程中吸收大量能量，因此被广泛用来制造各种不同类型和构造的耗能减震器。金属剪切型阻尼器就是其中的一个典型。

如图1所示，目前金属剪切型阻尼器中，在剪切板3’面内左右两侧均布置有翼缘9，一来为剪切板3’提供较强的边界条件，以提高其屈曲承载力，二来提高阻尼器的抗弯刚度，减小弯曲变形，使整个阻尼器仍以剪切变形为主。

然而，在采用面外约束部件提高阻尼器屈服承载力的情况下，翼缘9的存在往往使得需要在剪切板3’上开设一定数量的长圆孔，以布置螺栓，从而夹紧两侧的面外约束部件。而长圆孔很大程度上会削弱阻尼器的承载力，若位置布置不合理，甚至会改变阻尼器的破坏模式，在螺栓孔间形成薄弱部位，无法充分发挥阻尼器的性能。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种金属弯剪型阻尼器，通过弯剪板的横向两端不设置翼缘，通过在侧面约束部件的横向两端设置螺栓对弯剪板前后两侧的侧面约束部件进行连接，有效地夹紧了两侧的侧面约束部件，从而可以不需要在弯剪板上开设长圆孔，避免了开长圆孔对弯剪板的性能造成不利影响。

根据本实用新型的一个方面提供一种金属弯剪型阻尼器，其特征在于，包括：第一连接板、与所述第一连接板间隔设置的第二连接板；弯剪板，连接于所述第一连接板和所述第二连接板之间；两个侧面约束部件，分别设置于所述弯剪板的前后两侧，且两个所述侧面约束部件的横向两端通过固定件相连接，将所述弯剪板夹紧于中间，所述固定件不穿过所述弯剪板的板面。

优选地，所述弯剪板的局部可相对所述侧面约束部件进行横向屈服位移。

优选地，所述弯剪板与两个所述侧面约束部件通过一第一螺栓连接，所述第一螺栓设置于所述弯剪板的中心。

优选地，位于所述弯剪板前后两侧的两个所述侧面约束部件的横向两端均穿设有作为所述固定件的第二螺栓，夹紧两个所述侧面约束部件。

优选地，所述弯剪板为I型钢板，其横向两端均设有一凹入部。

优选地，所述第二螺栓对应穿设于所述弯剪板的凹入部。

优选地，所述侧面约束部件与所述第一连接板和所述第二连接板之间间隔设置。

优选地，所述侧面约束部件与所述第一连接板之间的间距为10～20mm；所述侧面约束部件与所述第二连接板之间的间距为10～20mm。

优选地，所述金属弯剪型阻尼器还包括轻质材料，所述轻质材料设置于所述侧面约束部件与所述第一连接板之间以及所述侧面约束部件与所述第二连接板之间。

优选地，所述侧面约束部件为槽钢混凝土板或者钢箱。

优选地，所述金属弯剪型阻尼器还包括无粘结材料，所述无粘结材料设置于所述侧面约束部件与所述弯剪板之间，所述无粘结材料的摩擦系数为0.01～0.1。

相比于现有技术，本实用新型实施例提供的金属弯剪型阻尼器至少具有如下有益效果：

1)通过金属弯剪板的横向两端不设置翼缘，可避免在金属弯剪板上开设长圆孔，降低开圆孔对金属弯剪型阻尼器的性能产生的不利影响，从而改善金属弯剪型阻尼器的性能和稳定性；

2)通过在侧面约束部件的横向两端设置螺栓对弯剪板前后两侧的侧面约束部件进行连接，有效地夹紧了两侧的侧面约束部件；

3)侧面约束部件采用槽钢混凝土板或者钢箱等，相对于直接焊接加劲肋来说，更为有效地提高了金属弯剪板的刚度和屈曲承载力，且抑制金属弯剪型阻尼器的面外屈曲。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为现有技术的金属剪切型阻尼器的主视图；

图2a为本实用新型的金属弯剪型阻尼器的主视图；

图2b为本实用新型的金属弯剪型阻尼器的弯剪板的主视图；

图2c为本实用新型的金属弯剪型阻尼器的侧面约束部件的主视图；

图3为图2a中A-A处的纵截面结构示意图；以及

图4为图2a中B-B处的横截面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的技术内容进行进一步地说明。本文中定义的“纵向”为金属弯剪型阻尼器的长度方向(前后方向)，也即图示中的Y轴方向；“横向”为金属弯剪型阻尼器的宽度方向(左右方向)，也即图示中的X轴方向；“竖直”为金属弯剪型阻尼器的高度方向(上下方向)，也即图示中的Z轴方向。

本实用新型中的上方/上、下方/下、竖直、水平等对方向或位置的描述是以附图为例进行的说明，但根据需要也可以做出改变，所做改变均包含在本实用新型保护范围内。此外，术语第一、第二等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

请参见图2a至图4，其分别示出了本实用新型的金属弯剪型阻尼器的主视图、金属弯剪型阻尼器的弯剪板的主视图、金属弯剪型阻尼器的侧面约束部件的主视图、金属弯剪型阻尼器的纵截面结构示意图以及横截面结构示意图。在本实用新型的优选实施例中，金属弯剪型阻尼器主要包括：第一连接板1、第二连接板2、弯剪板3以及两个侧面约束部件6和6’。

第二连接板2相对第一连接板1沿竖直方向间隔设置。在图2a所示实施例中，第一连接板1位于第二连接板2的正上方。优选地，第一连接板1和第二连接板2均为钢板，第一连接板1和第二连接板2的横截面均为矩形，且第一连接板1与第二连接板2的横截面面积相等。第一连接板1与第二连接板2相互平行。

弯剪板3连接于第一连接板1和第二连接板2之间。优选地，弯剪板3与第一连接板1以及第二连接板2相垂直。弯剪板3与第一连接板1和第二连接板2之间通过角焊缝的方式相连接。

弯剪板3由低屈服点钢LY100、低屈服点钢LY160、低屈服点钢LY225或低碳钢Q235等材料中的任一种制成。弯剪板3可以是一块矩形钢板，也可以是一块中心开竖缝的钢板，或者是一块I型钢板。在图2a至图2c所示的实施例中，弯剪板3为I型钢板，其横向(沿X轴方向)的两端均设有一凹入部31，图2a中虚线所示的位置即为凹入部31。同时也可参见图2b，弯剪板3的凹入部31能够使金属弯剪型阻尼器的抗弯性能更好。

弯剪板3的沿X轴方向的宽度以及沿Y轴方向的厚度需要根据实际设计公式，由设计需求决定。优选地，弯剪板3的宽度为，厚度为20mm。进一步地，本实用新型的金属弯剪型阻尼器由于不设置翼缘，因此，金属弯剪型阻尼器的弯曲变形比例相对与现有技术中的金属剪切型阻尼器大。对于屈服位移需求较小的情况，本实用新型的金属弯剪型阻尼器可通过增大弯剪板3宽度的方法来满足需求。

如图3所示，两个侧面约束部件6和6’分别设置于弯剪板3的前后两侧，将弯剪板3夹于中间。侧面约束部件6和侧面约束部件6’的结构相同，并沿弯剪板3前后对称设置。侧面约束部件6和6’优选地为槽钢混凝土板或者钢箱。所述槽钢混凝土板由混凝土、内埋槽钢或者角钢等型钢加劲肋构成。钢箱由外部箱体和内部加劲肋构成，内部加劲肋可以为任意布置，只需满足抗弯刚度要求，使金属弯剪型阻尼器不发生面外屈曲即可。本领域技术人员理解，侧面约束部件6和6’采用槽钢混凝土板或者钢箱，相对于现有技术中的金属剪切型阻尼器直接焊接加劲肋作为约束部件来说，能够更为有效地提高弯剪板3的刚度和屈曲承载力，以及抑制金属弯剪型阻尼器发生面外(沿Y轴方向)屈曲。

如图2a和图3所示，侧面约束部件6和6’与第一连接板1和第二连接板2之间间隔设置。且优选地，侧面约束部件6和6’与第一连接板1之间的间距为10～20mm；侧面约束部件6和6’与第二连接板2之间的间距为10～20mm。侧面约束部件6和6’与第一连接板1和第二连接板2之间间隔设置可使侧面约束部件6和6’不参与金属弯剪型阻尼器的竖直方向的抗压受力过程，使其受力形式和作用更明确，避免其因金属弯剪型阻尼器竖直方向的力而过早破坏。

在图2a所示的优选实施例中，金属弯剪型阻尼器还包括轻质材料4，轻质材料4设置于侧面约束部件6和6’与第一连接板1之间以及侧面约束部件6和6’与第二连接板2之间，用于填满第一连接板1和第二连接板2与侧面约束部件6和6’之间的空隙，防止侧面约束部件6和6’因所述空隙出现转动，而顶到第一连接板1和第二连接板2。轻质材料4优选地采用塑料泡沫或者性能类似的其它材料。

侧面约束部件6和6’与弯剪板3相连接，且弯剪板3的局部可相对侧面约束部件6和6’进行横向屈服位移(沿X轴方向)。具体来说，在本实用新型的金属剪切型阻尼器使用过程中，当建筑结构因地震等原因，产生层间位移时，弯剪板3竖直方向(沿Z轴方向)的上下两端将沿其宽度方向(沿X轴方向)产生屈服位移，可以理解的是，由于第一连接板1和第二连接板2与建筑结构连接，因此，弯剪板3越靠近上下两端的部分屈服位移越大。为了侧面约束部件6和6’不参与金属弯剪型阻尼器的横向的抗拉受力过程，使其受力形式和作用更明确，避免其因金属弯剪型阻尼器横向的拉力而过早破坏，因此，本实用新型的金属弯剪型阻尼器中采用弯剪板3与侧面约束部件6和6’之间可相对进行横向(沿X轴方向)屈服位移的方式实现。弯剪板3与侧面约束部件6和6’之间仅通过一个第一螺栓7连接。

如图2a和图3所示，第一螺栓7优选地设置于弯剪板3的中心。第一螺栓7为高强螺栓。本领域技术人员理解，由于第一螺栓7设置于弯剪板3的中心，而弯剪板3的中心并不发生屈服位移，因此，弯剪板3上可以仅在第一螺栓7的位置开设一个圆孔，同时，又因本实用新型的金属剪切型阻尼器不设置翼缘，无需如现有技术中的金属剪切型阻尼器在剪切板上开设多个长圆孔，所以，使本实用新型的金属剪切型阻尼器避免了在弯剪板3开设多个长圆孔而对其性能造成不利影响，从而改善了金属弯剪型阻尼器的性能和稳定性。

为了便于弯剪板3相对于侧面约束部件6和6’进行横向屈服位移，金属弯剪型阻尼器还包括无粘结材料5。如图3和图4所示，无粘结材料5设置于侧面约束部件6和6’与弯剪板3之间。无粘结材料5的摩擦系数较小，摩擦系数优选地为0.01～0.1。无粘结材料5可以由高强度无收缩混凝土或者高强度无收缩混合砂浆等材料制成。无粘结材料5的通过胶粘的方式贴附于弯剪板3的表面。

侧面约束部件6和6’的横向(沿X轴方向)两端通过固定件相连接，将所述弯剪板夹紧于中间，所述固定件不穿过弯剪板3的板面。在图2a所示的优选实施例中，所述固定件为第二螺栓8，位于弯剪板3前后两侧的两个侧面约束部件6和6’的横向两端均穿设有第二螺栓8，通过第二螺栓8将两个侧面约束部件6和6’的横向两端连接，同时，更有效地夹紧了弯剪板3前后两侧的侧面约束部件6和6’，使侧面约束部件6和6’更好地起到约束弯剪板3的作用。第二螺栓8优选地为高强螺栓。如图2a所示，对于弯剪板3为I型钢板的实施例中，第二螺栓8对应位于弯剪板3横向两端的凹入部31，避免第二螺栓8穿过弯剪板3而对弯剪板3的性能产生影响。

在图2a所示的优选例中，两个侧面约束部件6和6’的横向两端均设有两个第二螺栓8。本领域技术人员理解，在一些变化例中，第二螺栓8的数量是可以变化的，第二螺栓8的数量越多，则越有助于夹紧两个侧面约束部件6和6’，更有利于约束弯剪板3。这些变化例均可予以实现，在此不予赘述。

综上所述，结合上述图2a至图4所示的实施例，本领域技术人员理解，本实用新型的金属弯剪型阻尼器通过金属弯剪板横向两端不设置翼缘，可避免在金属弯剪板上开设过多的孔，降低开孔对金属弯剪型阻尼器的性能产生的不利影响，从而改善金属弯剪型阻尼器的性能和稳定性；通过在侧面约束部件的横向两端设置紧固件，对弯剪板前后两侧的侧面约束部件进行连接，有效地夹紧了两侧的侧面约束部件；侧面约束部件采用槽钢混凝土板或者钢箱等，相对于直接焊接加劲肋来说，更为有效地提高了金属弯剪板的刚度和屈曲承载力，且抑制金属弯剪型阻尼器的面外屈曲。并且其适用范围广，适用于所有金属剪切型阻尼适用的情况，同时其具有改善现有金属剪切型阻尼器滞回性能、使力学模型更清晰、阻尼器的性能更稳定等优势及特点，具有很好的推广和应用前景。

虽然本实用新型已以优选实施例揭示如上，然而其并非用以限定本实用新型。本实用新型所属技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与修改。因此，本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定的范围为准。

Claims (11)

1.一种金属弯剪型阻尼器，其特征在于，包括：

第一连接板、与所述第一连接板间隔设置的第二连接板；

弯剪板，连接于所述第一连接板和所述第二连接板之间；

两个侧面约束部件，分别设置于所述弯剪板的前后两侧，且两个所述侧面约束部件的横向两端通过固定件相连接，将所述弯剪板夹于中间，所述固定件不穿过所述弯剪板的板面。

2.根据权利要求1所述的金属弯剪型阻尼器，其特征在于，所述弯剪板的局部可相对所述侧面约束部件进行横向屈服位移。

3.根据权利要求2所述的金属弯剪型阻尼器，其特征在于，所述弯剪板与两个所述侧面约束部件通过一第一螺栓连接，所述第一螺栓设置于所述弯剪板的中心。

4.根据权利要求2所述的金属弯剪型阻尼器，其特征在于，位于所述弯剪板前后两侧的两个所述侧面约束部件的横向两端均穿设有作为所述固定件的第二螺栓，夹紧两个所述侧面约束部件。

5.根据权利要求4所述的金属弯剪型阻尼器，其特征在于，所述弯剪板为I型钢板，其横向两端均设有一凹入部。

6.根据权利要求5所述的金属弯剪型阻尼器，其特征在于，所述第二螺栓对应穿设于所述弯剪板的凹入部。

7.根据权利要求1或2所述的金属弯剪型阻尼器，其特征在于，所述侧面约束部件与所述第一连接板和所述第二连接板之间间隔设置。

8.根据权利要求7所述的金属弯剪型阻尼器，其特征在于，所述侧面约束部件与所述第一连接板之间的间距为10～20mm；所述侧面约束部件与所述第二连接板之间的间距为10～20mm。

9.根据权利要求7所述的金属弯剪型阻尼器，其特征在于，所述金属弯剪型阻尼器还包括轻质材料，所述轻质材料设置于所述侧面约束部件与所述第一连接板之间以及所述侧面约束部件与所述第二连接板之间。

10.根据权利要求1至6或8或9中任一项所述的金属弯剪型阻尼器，其特征在于，所述侧面约束部件为槽钢混凝土板或者钢箱。

11.根据权利要求1至6或8或9中任一项所述的金属弯剪型阻尼器，其特征在于，所述金属弯剪型阻尼器还包括无粘结材料，所述无粘结材料设置于所述侧面约束部件与所述弯剪板之间，所述无粘结材料的摩擦系数为0.01～0.1。