CN207974267U - 一种竖向弱约束的金属屈服耗能阻尼器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种竖向弱约束的金属屈服耗能阻尼器，属于土木结构工程减震技术领域。金属屈服耗能阻尼器包括两块翼缘钢板和多个耗能钢腹板，耗能钢腹板2是折板采用低屈服点软钢制成，垂直焊接在两块翼缘钢板之间，两块翼缘钢板与均匀分布的数片耗能钢腹板构成耗能屈服阻尼器。本实用新型与现有弯曲型低屈服点金属阻尼器相比，耗能钢腹板2的构造形式弱化了阻尼器的竖向约束，减小了地震时由于整体结构层间竖向变形与阻尼器竖向变形不协调引起的对阻尼器的竖向拉压力，从而减少了主体结构构件及阻尼器的损伤，能更有效地进行结构减震耗能，有广阔的市场推广应用前景。
Description
技术领域
本实用新型属于土木结构工程减震技术领域，尤其是涉及一种竖向弱约束的金属屈服耗能阻尼器。
背景技术
目前已经开发的阻尼器种类繁多，主要类型有位移型的金属屈服耗能阻尼器和摩擦阻尼器、速度型的粘滞阻尼器以及速度位移混合型的粘弹性阻尼器等。在这几种阻尼器之中，金属屈服耗能阻尼器因为其性能稳定，价格低廉，可靠性高而得到广泛的应用。
目前使用的金属阻尼器大多属于剪切加载型阻尼器，其上下端面钢板通过锚固螺栓或焊接连接到框架梁底及下部人字形支撑顶部，如中国专利CN201485988U公布了一种剪切型金属弯曲耗能阻尼器，它由上下两块连接钢板通过螺栓锚固到框架结构中，在剪力作用下使金属腹板剪切耗能。但是框架结构层间侧移引起的竖向位移量与阻尼器的竖向变形量一般不相同，这样容易导致主体结构连接构件损坏或给阻尼器施加了附加作用力。
减少地震作用时竖向约束可能产生的对主体结构构件损坏以及阻尼器的损伤，研制一种竖向弱约束的金属屈服耗能阻尼器有重要工程应用价值，这也是现在亟待解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了克服框架结构层间侧移引起的竖向位移量与阻尼器的竖向变形量不相同而导致主体结构构件损坏以及阻尼器受压的损坏，提供一种适用于减震结构的金属耗能阻尼器，其结构简单，安装方便，地震时减轻对所连接的主体结构构件以及阻尼器的损伤。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种竖向弱约束的金属屈服耗能阻尼器，包括：
两块翼缘钢板，
连接在两块翼缘钢板之间的数个耗能钢腹板，所述的耗能钢腹板为折板结构，由上下对称的连接板以及连接两个连接板的连接杆组成。设置成折板结构是为了弱化耗能钢腹板的竖向约束，克服框架结构层间侧移引起的竖向位移量与阻尼器的竖向变形量不相同而导致主体结构构件损坏以及阻尼器的损坏。
所述的耗能钢腹板相互之间呈平行设置。
所述的连接板为三角形结构，从与翼缘钢板端向连接杆端边长逐渐减小。
所述的连接板垂直焊接在两块翼缘钢板之间。
所述的连接杆呈水平设置，两端分别连接两块连接板。
所述的耗能钢腹板至少设有三个。
所述的耗能钢腹板为软钢或低屈服点碳钢材质的钢板。
所述的翼缘钢板的厚度大于20mm。
所述的翼缘钢板通过焊接或螺栓连接于房屋构件上。
与现有技术相比，本实用新型完全具有类似金属阻尼器的使用功能，并克服了类似构造金属阻尼器具有竖向约束的缺点，地震时减少结构构件以及阻尼器造成损伤。具有如下特点。
1、采用折板型耗能钢腹板，折板中间段的水平板传递水平力的刚度很大，竖向刚度很小、弱化耗能腹板的竖向约束，减小地震时由于整体结构的竖向位移与阻尼器的竖向位移不协调引起的阻尼器损伤或房屋构件损伤。
2、结构简单，经济实用，安装及操作方便，地震时减轻对所连接的主体结构构件的损伤，造价低廉。
3、可设计性强。本实用新型可以通过改变耗能钢腹板数量、宽度、厚度实现在较大范围内任意变化的屈服力、屈服位移，可以满足各类结构的减震需求。
附图说明
图1为本实用新型的主视结构示意图；
图2为本实用新型的侧视结构示意图；
图3为本实用新型应用在框架结构房屋中的结构示意图。
图中，1-翼缘钢板、2-耗能钢腹板、21-连接板、22-连接杆、3-人字撑、4-柱、5-梁、6-螺栓、7-连接钢板。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。
实施例：
一种竖向弱约束的金属屈服耗能阻尼器，其结构如图1～3所示，该阻尼器包括两块翼缘钢板1、设置在翼缘钢板1之间的三个折板型耗能钢腹板2，耗能钢腹板2与翼缘钢板1焊接构成阻尼器。折板型耗能钢腹板2还可以根据实际需要设置更多，工程上常见的一般3个以上，最多的有二十多个。
本实施例中，两块翼缘钢板1的板厚需经计算，常规宜在20mm以上。翼缘钢板1由普通钢材制成；耗能钢腹板2由低屈服点软钢或普通钢材制成，耗能钢腹板2为折板型，几何尺寸为：厚度约5mm，高度约120mm，最宽处宽度约110mm，折板长度35mm，宽度10mm，相邻耗能钢腹板2之间的最小间距满足焊接施工要求。
耗能钢腹板设置成折板结构是为了弱化耗能钢腹板的竖向约束，克服框架结构层间侧移引起的竖向位移量与阻尼器的竖向变形量不相同而导致主体结构构件损坏以及阻尼器的损坏。耗能钢腹板2由上下对称的连接板21以及连接两个连接板21的连接杆22组成，连接板21为三角形结构，从与翼缘钢板端向连接杆端边长逐渐减小。连接板21垂直焊接在两块翼缘钢板1之间，连接,22呈水平设置，两端分别连接两块连接板21。
以下结合本实施例在钢筋混凝土框架结构耗能减震工程中的应用，作进一步的说明。
如图3所示，钢筋混凝土框架由两根柱4和一根梁5构成，框架层间安装人字撑3，连接钢板7通过连接螺栓6与人字撑3连接，梁5底预埋连接钢板7。地震作用时，混凝土框架产生层间变形，阻尼器承受剪切力作用下，耗能钢腹板2会屈服，产生塑性变形，利用塑性变形可消耗地震能量，减少层间变形和地震作用。与常见类似金属阻尼器相比，耗能钢腹板2采用折板的形式，弱化了耗能钢腹板2的竖向约束，减小地震时由于整体结构的竖向位移与阻尼器的竖向位移不协调而引起的阻尼器损伤或房屋结构构件破坏。
上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用本实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这个实施例做出各种修改，如布置的形式和数量，可以根据工程实际进行优化选择，也都可以起到相同的作用，把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种竖向弱约束的金属屈服耗能阻尼器，其特征在于，该阻尼器包括：
两块翼缘钢板，
连接在两块翼缘钢板之间的数个耗能钢腹板，所述的耗能钢腹板为折板结构，由上下对称的连接板以及连接两个连接板的连接杆组成。
2.根据权利要求1所述的一种竖向弱约束的金属屈服耗能阻尼器，其特征在于，所述的耗能钢腹板相互之间呈平行设置。
3.根据权利要求1所述的一种竖向弱约束的金属屈服耗能阻尼器，其特征在于，所述的连接板为三角形结构，从与翼缘钢板端向连接杆端边长逐渐减小。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种竖向弱约束的金属屈服耗能阻尼器，其特征在于，所述的连接板垂直焊接在两块翼缘钢板之间。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的一种竖向弱约束的金属屈服耗能阻尼器，其特征在于，所述的连接杆呈水平设置，两端分别连接两块连接板。
6.根据权利要求1所述的一种竖向弱约束的金属屈服耗能阻尼器，其特征在于，所述的耗能钢腹板至少设有三个。
7.根据权利要求1所述的一种竖向弱约束的金属屈服耗能阻尼器，其特征在于，所述的耗能钢腹板为软钢或低屈服点碳钢材质的钢板。
8.根据权利要求1所述的一种竖向弱约束的金属屈服耗能阻尼器，其特征在于，所述的翼缘钢板的厚度大于20mm。
9.根据权利要求1所述的一种竖向弱约束的金属屈服耗能阻尼器，其特征在于，所述的翼缘钢板通过焊接或螺栓连接于房屋构件上。
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| CN112982713A (zh) * | 2021-03-17 | 2021-06-18 | 石河子大学 | 基于受拉屈服变形控制的耗能装置及工作方法 |
| CN115450343A (zh) * | 2022-09-06 | 2022-12-09 | 华东交通大学 | 一种三向运动箱型软钢阻尼器及其应用 |
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