CN206600039U - 一种高延性全金属轴向抗震阻尼器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种高延性全金属轴向抗震阻尼器，包括：供外部结构连接的第一连接件和第二连接件；约束套筒，设于所述第一连接件与所述第二连接件之间，所述约束套筒的第一端固接于所述第一连接件上，所述约束套筒的第二端设有开口；耗能件，所述耗能件插设于所述约束套筒的开口并固接于所述第一连接件与所述第二连接件之间；所述耗能件上靠近所述第一连接件的一侧设有第一加劲板组，所述耗能板上靠近所述第二连接件的一侧设有第二加劲板组。通过在耗能件外设置约束套筒，防止耗能件发生整体面外屈曲，同时在耗能件上靠近第一连接件和第二连接件的两侧分别设置第一加劲板组和第二加劲板组来提供耗能件与外界的弹性连接段。

Description

一种高延性全金属轴向抗震阻尼器

技术领域

本实用新型涉及建筑减震领域，尤其涉及一种高延性全金属轴向抗震阻尼器。

背景技术

金属阻尼器从受力方式来看一般可分为剪切型和轴向拉压型，目前一般的轴向拉压型金属阻尼器一般均采用屈曲约束支撑，但是一般的屈曲约束支撑(以下简称为BRB)具有如下不足之处：

一、难以形成标准化产品——由于受具体建筑条件的限制(层高、跨度、主体结构构件截面尺寸等)，BRB的长度难以形成标准化，因此在不同工程中不得不根据实际情况进行定制，生产效率低、质量控制难。

二、在提高产品延性方面，仅考虑提高材料延性，未考虑屈服耗能部件局部屈曲和材料局部缺陷对延性的影响。

三、为了实现早耗能的目标，弹性段截面面积较大，但由于受芯板屈服段截面形式的限制，弹性段往往采用稳定性较差的开口截面，防屈曲套管必须基本完全覆盖弹性段，造成套管用钢量较大。

四、几何尺寸长、重量大，对产品的运输、安装都带来一定困难。

五、安装进度要求高，由于主体结构的土建施工精度和产品精度要求不一，因此工程中经常会出现产品尺寸与现场实际尺寸不符的情况。

因此，为了提供一种便于标准化、尺寸及重量较小、延性较高且钢材用量较低的用于轴向受力耗能的金属阻尼器。本实用新型应运而生。

实用新型内容

鉴于上述情况，现本实用新型提供一种轴向抗震阻尼器，来安装于建筑中，抵消或者减缓建筑震动时带来的动能。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：

一种高延性全金属轴向抗震阻尼器，包括：

供外部结构连接的第一连接件和第二连接件，所述第一连接件与所述第二连接件相对地设置；

约束套筒，设于所述第一连接件与所述第二连接件之间，所述约束套筒的第一端固接于所述第一连接件上，所述约束套筒的第二端设有开口；

耗能件，所述耗能件插设于所述约束套筒的开口并固接于所述第一连接件与所述第二连接件；所述耗能件上靠近所述第一连接件的一侧设有第一加劲板组，所述耗能板上靠近所述第二连接件的一侧设有第二加劲板组。

本实用新型的有益效果在于，本实用新型通过在耗能件外设置约束套筒，防止耗能件发生整体面外屈曲，同时在耗能件上靠近第一连接件和第二连接件的两侧分别设置第一加劲板组和第二加劲板组来提供耗能件与外界的弹性连接段。

本实用新型高延性全金属轴向抗震阻尼器的进一步改进在于，所述耗能件呈工字型，所述耗能件包括耗能腹板和设于所述耗能腹板两侧翼缘上的翼缘板；所述耗能腹板和翼缘板连接于所述第一连接件与所述第二连接件。

本实用新型高延性全金属轴向抗震阻尼器的进一步改进在于，所述第一加劲板组包括垂直设于所述耗能腹板上的第一加劲板和连接于所述耗能腹板与所述翼缘板的第二加劲板。

本实用新型高延性全金属轴向抗震阻尼器的进一步改进在于，所述第二加劲板组包括连接于所述耗能腹板两侧翼缘的翼缘板之间的第三加劲板和连接于所述第三加劲板与所述耗能腹板之间第四加劲板，所述第三加劲板和第四加劲板连接于所述第二连接件。

本实用新型高延性全金属轴向抗震阻尼器的进一步改进在于，所述约束套筒的开口设有封口板，所述封口板围设于所述翼缘板与所述第三加劲板的外侧。

本实用新型高延性全金属轴向抗震阻尼器的进一步改进在于，所述耗能腹板两侧翼缘的翼缘板之间还设有多个斜向加劲肋，多个所述斜向加劲肋呈X型交叉设置并连接于所述耗能腹板两侧翼缘的翼缘板之间，呈X 型交叉设置的所述多个斜向加劲肋连接于所述耗能腹板。

本实用新型高延性全金属轴向抗震阻尼器的进一步改进在于，所述翼缘板与所述耗能腹板之间还设有翼缘加劲肋，所述翼缘加劲肋布置于所述第一加劲板组与所述第二加劲板组之间。

上述斜向加劲肋和翼缘加劲肋对阻尼器的轴向刚度基本无影响，但在很大程度上防止了金属耗能件的局部屈曲以及由于材料的局部缺陷引起的应力集中问题，提高了耗能件的延性。

本实用新型高延性全金属轴向抗震阻尼器的进一步改进在于，所述斜向加劲肋与所述约束套筒之间设有套筒垫，所述套筒垫固接于所述约束套筒。

本实用新型高延性全金属轴向抗震阻尼器的进一步改进在于，所述套筒垫与所述斜向加劲肋之间设有隔离垫层。

本实用新型高延性全金属轴向抗震阻尼器的进一步改进在于，所述约束套筒与所述翼缘板之间设有隔离垫层。

附图说明

图1是本实用新型高延性全金属轴向抗震阻尼器的结构示意图。

图2是图1中A-A的剖面图。

图3是图1中B-B的剖面图。

图4是图1中C-C的剖面图。

图5是图1中D-D的剖面图。

具体实施方式

鉴于上述目的，本实用新型旨在于提供一种便于标准化、尺寸及重量较小、延性较高且钢材用量较低的用于轴向受力耗能的金属抗震阻尼器。

请参阅图1、图2、图3以及图4，本实用新型提供了一种高延性全金属轴向抗震阻尼器，包括：供外部结构连接的第一连接件1和第二连接件 2，第一连接件1与第二连接件2相对设置；设于第一连接件1与第二连接件2之间的约束套筒9，约束套筒9的第一端固接于第一连接件1上，约束套筒9的第二端设有开口；以及插设于约束套筒9的开口并固接于第一连接件1与第二连接件2之间的耗能件；耗能件上靠近第一连接件1的一侧设有第一加劲板组，耗能板上靠近第二连接件2的一侧设有第二加劲板组。本实用新型通过在耗能件外设置约束套筒9，防止耗能件发生整体面外屈曲，同时在耗能件上靠近第一连接件1和第二连接件2的两侧分别设置第一加劲板组和第二加劲板组来提供耗能件与外界的弹性连接段。

以下结合附图以及较佳实施例对以上组件进行详细说明：

较佳的，第一连接件1为第一连接板，第二连接件2为第二连接板；该第一连接板的板面与该第二连接板的板面相对设置，即第一连接板与第二连接板平行相间地设置。此为本实施例中一较佳的实施方式，人员进行具体的安装时，可根据实际需求对第一连接板和第二连接板的位置进行调整。

较佳的，耗能件旨在于以自身延性来抵消或者减缓建筑震动产生的动能。耗能件的形状可为一字形、T字形、工字形或者矩形。在本实施例中，为方便描述，采用耗能件呈工字形为例，进行详细说明。

该耗能件包括耗能腹板31和设于耗能腹板31两侧翼缘上的翼缘板 32；翼缘板32连接于第一连接件1与第二连接件2之间。优选的，翼缘板32、耗能腹板31均采用全钢材质。为方便安装选材和提高施工人员在安装本实用新型的主观能动性，工字形的耗能件不应局限于单个板体之间的安装和连接，例如，工字形的耗能件可以为两个双拼的槽钢槽口相背连接而成；T字形的耗能件可以为两个双拼的角钢相背连接而成。此均可作为本实施例的可行实施方式，不应作为本实用新型结构上的限定。

请结合图1和图2，较佳的，针对耗能件包括耗能腹板31和翼缘板 32时，第一加劲板组包括垂直设于耗能腹板31上的第一加劲板41和连接于耗能腹板31与翼缘板32之间的第二加劲板42。优选的，第一加劲板 41与第二加劲板42均选用全钢材质。

请结合图1和图2，较佳的，针对耗能件包括耗能腹板31和翼缘板 32时，第二加劲板组包括连接于耗能腹板31两侧翼缘的翼缘板32之间的第三加劲板51和连接于第三加劲板51与耗能腹板31之间第四加劲板52，第三加劲板51和第四加劲板52连接于第二连接件2。

较佳的，耗能件采用与轴向拉压方向斜交或者垂直(对应第一加劲板组和第二加劲板组)的加劲肋进行加劲，由于加劲肋与阻尼器受力方向有一定夹角，因此对阻尼器的刚度基本无影响，且在芯材进入屈服耗能状态后，加劲肋仍然保持弹性，从而起到约束芯材的局部屈曲，同时分散材料局部缺陷引起的引力集中问题，因此耗能件的延性较好。

请结合图1和图4，较佳的，约束套筒9的开口设有封口板，封口板围设于翼缘板32与第三加劲板51的外侧。封口板一方面可以保持阻尼器内部的相对密闭，另一方面可以防止耗能件发生扭转。当约束套筒9为方柱形套筒时，封口板为设置于方柱型套筒并与其开口形状相适配的矩形框。

请结合图1和图3较佳的，为加强第一加劲板组与第二加劲板组之间的耗能件的抗局部屈曲能力和减少材料局部缺陷的影响，从而提高耗能件的延性，耗能腹板31两侧翼缘的翼缘板32之间还设有多个斜向加劲肋6，多个斜向加劲肋6呈X型交叉设置并连接于耗能腹板31两侧翼缘的翼缘板32之间，呈X型交叉设置的多个斜向加劲肋6连接于耗能腹板31。优选的，斜向加劲肋6选用钢板；翼缘板32与耗能腹板31之间还设有翼缘加劲肋7，翼缘加劲肋7布置于第一加劲板组与第二加劲板组之间。旨在于对耗能件中部位置的耗能腹板31与翼缘板32之间的加劲支撑。较佳的，为防止耗能件在垂直耗能腹板31方向的整体屈曲，斜向加劲肋6与约束套筒9之间设有套筒垫8，套筒垫8固接于约束套筒9。优选的，套筒垫8 为设置在约束套筒9上并抵靠于斜向加劲肋6的长钢条。

较佳的，套筒垫8与斜向加劲肋6之间设有受力缓冲、隔离的隔离垫层91。优选的，隔离垫层91为硅胶板。

较佳的，约束套筒9与翼缘板32之间设有受力缓冲的隔离垫层91。优选的隔离垫层91为硅胶板。

本实用新型采用以上技术方案，具备以下有益效果：

一、阻尼器长度＝设计位移/耗能芯材允许应变+连接端，设计位移一般可取固定包络值，耗能件允许应变可根据材料及加劲形式取固定值，因此阻尼器长度可以实现标准规格；

二、耗能件采用与轴向拉压方向斜交(或者垂直)的加劲肋进行加劲，由于加劲肋与阻尼器受力方向有一定夹角，因此对阻尼器的刚度基本无影响，且在芯材进入屈服耗能状态后，加劲肋仍然保持弹性，从而起到约束芯材的局部屈曲，同时分散材料局部缺陷引起的引力集中问题，因此芯材的延性较好；

三、由于产品尺寸较小且直接与主体结构相连，靠近与主体结构固定的固定端，屈曲力较小，对约束套筒强度和刚度需求相对较低，同时约束套筒仅在屈服耗能段设置，长度也较小，因此约束套筒用钢量较小；

四、由于阻尼器延性好，且全长几乎为屈服耗能段，因此阻尼器总体长度较短；同时阻尼器采用全钢构造，因此阻尼器重量也较小；

五、阻尼器一端(第一连接件)可与具有较好稳定性截面(例如方管) 的普通钢支撑直接连接，可通过在支撑钢管上设置可调节连接长度的连接缝以协调产品设计尺寸与现场实际尺寸之间的误差；

六、通过与轴向拉压方向斜交(或者垂直)的加劲肋对耗能件进行加劲，约束芯材的局部屈曲，分散材料局部缺陷引起的应力集中，同时对阻尼器的刚度基本无影响。

以上结合附图实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本实用新型做出多种变化。因而，在不违反本实用新型的权利要求宗旨的前提下，实施例中的某些细节不应构成对本实用新型的限定，本实用新型将以所附权利要求书界定的范围作为保护范围。

Claims (10)

1.一种高延性全金属轴向抗震阻尼器，其特征在于，包括：

供外部结构连接的第一连接件和第二连接件，所述第一连接件与所述第二连接件相对地设置；

约束套筒，设于所述第一连接件与所述第二连接件之间，所述约束套筒的第一端固接于所述第一连接件上，所述约束套筒的第二端设有开口；

耗能件，所述耗能件插设于所述约束套筒的开口并固接于所述第一连接件与所述第二连接件；所述耗能件上靠近所述第一连接件的一侧设有第一加劲板组，所述耗能板上靠近所述第二连接件的一侧设有第二加劲板组。

2.根据权利要求1所述的高延性全金属轴向抗震阻尼器，其特征在于：所述耗能件呈工字型，所述耗能件包括耗能腹板和设于所述耗能腹板两侧翼缘上的翼缘板；所述翼缘板连接于所述第一连接件与所述第二连接件。

3.根据权利要求2所述的高延性全金属轴向抗震阻尼器，其特征在于：所述第一加劲板组包括垂直设于所述耗能腹板上的第一加劲板和连接于所述耗能腹板与所述翼缘板的第二加劲板。

4.根据权利要求2所述的高延性全金属轴向抗震阻尼器，其特征在于：所述第二加劲板组包括连接于所述耗能腹板两侧翼缘的翼缘板之间的第三加劲板和连接于所述第三加劲板与所述耗能腹板之间第四加劲板，所述第三加劲板和第四加劲板连接于所述第二连接件。

5.根据权利要求4所述的高延性全金属轴向抗震阻尼器，其特征在于：所述约束套筒的开口设有封口板，所述封口板围设于所述翼缘板与所述第三加劲板的外侧。

6.根据权利要求2所述的高延性全金属轴向抗震阻尼器，其特征在于：所述耗能腹板两侧翼缘的翼缘板之间还设有多个斜向加劲肋，多个所述斜向加劲肋呈X型交叉设置并连接于所述耗能腹板两侧翼缘的翼缘板之间，呈X型交叉设置的所述多个斜向加劲肋连接于所述耗能腹板。

7.根据权利要求6所述的高延性全金属轴向抗震阻尼器，其特征在于：所述斜向加劲肋与所述约束套筒之间设有套筒垫，所述套筒垫固接于所述约束套筒。

8.根据权利要求7所述的高延性全金属轴向抗震阻尼器，其特征在于：所述套筒垫与所述斜向加劲肋之间设有隔离垫层。

9.根据权利要求2所述的高延性全金属轴向抗震阻尼器，其特征在于：所述翼缘板与所述耗能腹板之间还设有翼缘加劲肋，所述翼缘加劲肋布置于所述第一加劲板组与所述第二加劲板组之间。

10.根据权利要求2所述的高延性全金属轴向抗震阻尼器，其特征在于：所述约束套筒与所述翼缘板之间设有隔离垫层。