CN205444534U - 一种钢-混凝土组合板约束的板式金属阻尼器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种钢-混凝土组合板约束的板式金属阻尼器,包括金属芯板和两块约束板,金属芯板夹于两块约束板之间,所述金属芯板上开设有若干条形竖孔,条形竖孔将金属芯板的板身分成若干条带;所述约束板包括与金属芯板贴合的混凝土层,以及包覆于混凝土层外的钢盒。本实用新型钢-混凝土组合板约束的板式金属阻尼器具有性能更加稳定、质量更佳、安装方便、适用范围广等优点。
Description
技术领域
本实用新型属于建筑减振技术领域,具体讲是一种钢-混凝土组合板约束的板式金属阻尼器。
背景技术
为控制建筑结构在风荷载和地震荷载下的动力响应,常常需要采用设置机械装置来耗散其振动能量,从而达到减小振动和保护主体结构的目的。结构的振动控制主要分为被动控制、半主动控制、主动控制和混合控制几种。其中,被动控制是在结构适当部位设置起耗能作用的阻尼器,吸收风或地震输入到结构中的能量,达到减小和调整结构动力响应的作用。被动控制技术因其构造简单可靠、耗能性能稳定、价格低廉、维护方便而被广泛应用于工程建设,或用于改善已有老旧建筑物的抗震或抗风性能。目前建筑结构体系中采用的被动耗能减震装置主要分为四大类:粘滞阻尼器、金属阻尼器、粘弹性阻尼器以及摩擦阻尼器。金属阻尼器具有力学性能稳定、耗能能力强、低周疲劳性能好等特点,兼具构造简单、加工便利、经济性好的优点,在现代工程中得到了广泛应用。
目前大多金属阻尼器以芯板面内剪切屈服进行耗能,并采用不同形式的加劲肋来约束耗能芯板的面外变形,使芯板发挥稳定耗能作用。但由于加劲肋需要与芯板焊接,导致芯板自身产生初始应力和缺陷,易对芯板的性能发挥造成明显影响。由于加劲板本身的稳定性等限制,阻尼器的规格与大小尺寸受到很大局限。而且由于加劲肋很大程度上参与了阻尼器的剪切受力,使阻尼器的设计更加复杂。针对上述问题,目前有一种方式,采用独立的一对夹板来约束耗能芯板的面外屈曲,防止面外约束装置对芯板本身的性能造成影响,从而避免了芯板面内耗能与夹板面外约束的相互干扰,实现了芯板设计与约束系统设计的解耦,性能更加稳定,加工、设计更方便。
但是,目前常用的约束板为钢筋混凝土层,存在明显的不足,表现在:(1)由于钢筋保护层厚度的需要和面外受力的影响,约束板厚度较大,导致自重较大,不利于建筑美观和吊装安装。(2)混凝土层容易开裂和磕碰损伤,对加工工艺、运输和吊装方式要求很高,不利于阻尼器的质量控制和应用推广。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足,提供一种性能更加稳定、质量更佳、安装方便、适用范围广的钢-混凝土组合板约束的板式金属阻尼器。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种钢-混凝土组合板约束的板式金属阻尼器,包括金属芯板和两块约束板,金属芯板夹于两块约束板之间,所述金属芯板上开设有若干条形竖孔,条形竖孔将金属芯板的板身分成若干条带;所述约束板包括与金属芯板贴合的混凝土层,以及包覆于混凝土层外的钢盒。
进一步地,所述约束板还包括加劲肋,加劲肋的外端与钢盒的内盒面固接,内端伸入混凝土层内。
进一步地,所述约束板还包括若干抗剪键,抗剪键的外端与钢盒的内盒面固接,内端伸入至混凝土层内。
进一步地,所述金属芯板的上下两端分别设置有用于连接上下部梁的L型连接板。
本实用新型与现有技术相比,具有以下优点:
一、金属芯板上开有条形竖孔,条形竖孔将金属芯板的板身分成若干条带,每个条带独立耗能,如此可有效提高金属芯板的形变和耗能能力,从而改善整个阻尼器的减震性能;通过对金属芯板上条形竖孔的数量、长度和宽度的调节,可以实现金属芯板耗能设计过程中的强度设计和刚度设计的解耦,可有效提高通用性,适用范围更广。
二、针对约束板,钢盒可直接作为混凝土层的模板,构造简单、施工方便;同时,钢盒对内填混凝土起保护作用,避免了内部混凝土层在施工、运输和吊装过程中的开裂和破损,从而有效改善整个阻尼器的质量。
三、钢盒直接代替钢筋受力,摆脱了钢筋最小保护层的板厚限定,极大的减小了约束板的厚度,整个阻尼器可以做得更薄、更轻,可提高建筑的美观性,同时便于吊装安装。
附图说明
图1是本实用新型的整体结构示意图。
图2是本实用新型的横向剖视图。
图3是本实用新型中金属芯板的结构示意图。
图4是本实用新型中约束板的整体结构示意图。
图5是本实用新型中约束板的横向剖视图。
图6是本实用新型中限位角钢的结构示意图。
图中所示:1、金属芯板2、约束板21、混凝土层22、钢盒23、条形竖孔24、加劲肋25、抗剪键3、L型连接板4、限位角钢5、垫板6、螺栓7、长圆孔。
具体实施方式
下面通过附图和实施例对本实用新型作进一步详细阐述。
如图1、图2和图3所示:一种钢-混凝土组合板约束的板式金属阻尼器,包括金属芯板1和两块约束板2,金属芯板1夹于两块约束板2之间。金属芯板1上开设有若干条形竖孔23,条形竖孔23将金属芯板1的板身分成若干条带,每个条带独立耗能。如此可有效提高金属芯板1的形变和耗能能力,从而改善整个阻尼器减震效果。同时,通过对金属芯板1上条形竖孔23的数量、长度和宽度的调节,可以实现金属芯板1耗能设计过程中的强度设计和刚度设计的解耦,可有效提高通用性,适用范围更广。
如图2、图4和图5所示:本实用新型的约束板2包括与金属芯板1贴合的混凝土层21,以及包覆于混凝土层21外的钢盒22。通过钢盒22与混凝土发挥组合作用对金属芯板1的面外变形进行约束,以此提高约束能力,改善阻尼器减震性能。具体实施时,相对的两个钢盒22通过螺栓6固定连接,且连接部位设置有垫板5。
如图2和图5所示:约束板2还包括加劲肋24,加劲肋24的外端与钢盒22的内盒面焊接固定,内端伸入混凝土层21内。加劲肋24能够有效加强钢盒22的强度,同时还具有与抗剪键类似的抗剪作用。约束板2还包括若干抗剪键25,抗剪键25的外端与钢盒22的内盒面焊接固定,内端伸入至混凝土层21内。抗剪键25可采用型钢、栓钉、钢筋或者其他抗剪装置。本实用新型并未对抗剪键25的类型作具体限定。钢盒22和内部混凝土之间的连接协同由抗剪键25和加劲肋24来保证,同时加劲肋24还能增强约束板2的整体刚度,提供更大的面外约束。
如图1和图6所示:此外,金属芯板1的上下两端分别设置L型连接板3,L型连接板3用于将阻尼器连接于上下部的梁上,也可以用焊接代替。金属芯板1上设置有限位角钢4,限位角钢4可以直接固定于金属芯板1上,也可以通过L型连接板3固定于芯板上。连接在一起的两块约束板2通过限位角钢4定位,防止滑脱。限位角钢4与L型连接板3接触的一端开设长圆孔7,便于调节约束板2的约束位置。金属芯板1和L型连接板3的接触面均做喷砂处理,组装好的阻尼器主体通过L型连接板3与结构预埋件摩擦型连接。
通过以上结构设计,钢盒22可直接作为混凝土层21的模板,构造简单、施工方便;同时,钢盒22对内填混凝土起保护作用,避免了内部混凝土层21在施工、运输和吊装过程中的开裂和破损,从而有效改善整个阻尼器的质量;同时,钢盒22直接代替钢筋受力,摆脱了钢筋最小保护层的板厚限定,极大的减小了约束板2的厚度,整个阻尼器可以做得更薄、更轻,可提高建筑的美观性,同时便于吊装安装。
Claims (4)
1.一种钢-混凝土组合板约束的板式金属阻尼器,包括金属芯板和两块约束板,金属芯板夹于两块约束板之间,其特征在于:所述金属芯板上沿着长度方向开设有若干条形竖孔,条形竖孔将金属芯板的板身分成若干条带;所述约束板包括与金属芯板贴合的混凝土层,以及包覆于混凝土层外的钢盒。
2.根据权利要求1所述的一种钢-混凝土组合板约束的板式金属阻尼器,其特征在于:所述约束板还包括加劲肋,加劲肋的外端与钢盒的内盒面固接,内端伸入混凝土层内。
3.根据权利要求1所述的一种钢-混凝土组合板约束的板式金属阻尼器,其特征在于:所述约束板还包括若干抗剪键,抗剪键的外端与钢盒的内盒面固接,内端伸入至混凝土层内。
4.根据权利要求1所述的一种钢-混凝土组合板约束的板式金属阻尼器,其特征在于:所述金属芯板的上下两端分别设置有用于连接上下部梁的L型连接板。
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CN105484381A (zh) * | 2015-12-30 | 2016-04-13 | 浙江建科减震科技有限公司 | 一种钢-混凝土组合板约束的板式金属阻尼器 |
CN108442560A (zh) * | 2018-05-31 | 2018-08-24 | 上海宝冶集团有限公司 | 一种u形钢面外增强型的全装配式阻尼器 |
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