CN209760483U - 一种波形软钢板与sma组合耗能拉压型阻尼器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种波形软钢板与SMA组合耗能拉压型阻尼器，包括下固定框，波形软钢耗能件，设置在下固定框中部的支撑件，波形软钢耗能件两侧分别并行安装的SMA耗能件及支撑件的顶部安装的上端板。本实用新型的波形软钢板与SMA组合耗能拉压型阻尼器，有抗拉压变形的多向耗能特性，提升阻尼器和应用该阻尼器的剪力墙的抗震、耗能减震的性能；并且上端板可调整安装高度，可适应残余变形后高度及倾角变化的阻尼器安装腔尺寸；阻尼器各部分通过螺栓安装，阻尼器整体在剪力墙中也通过螺栓安装，当阻尼器产生过载变形时，可以快速更换具体损坏部件，并迅速恢复抗震减震功能。
Description
技术领域
本实用新型属于土木工程技术领域，涉及抗震与减震，具体涉及一种波形软钢板与SMA组合耗能拉压型阻尼器。
背景技术
金属阻尼器尤其是软钢阻尼器是一种良好的减震隔震构件，由于金属在进入塑性状态后具有良好的滞回特性，且在弹塑性滞回形变过程中能吸收大量能量，因而被用来制造不同类型和构造的耗能减震器。从受力形式上可分为轴向屈服型、剪切屈服型、弯曲屈服型和扭转屈服型阻尼器，已有的耗能阻尼器有以下这几种：X形和三角形耗能器、扭转梁耗能器、弯曲梁耗能器、 U型钢板耗能器、钢棒耗能器、圆环耗能器、双圆环耗能器、加劲圆环耗能器、蜂窝状耗能器等。相比于其粘弹型、摩擦型、粘滞液体型等其他类型阻尼器，金属阻尼器易加工、滞回性能稳定、耗能大、易于更换、造价及维护费用低廉，因此被广泛应用于工程结构的抗震加固和修复领域。
随着超高层建筑的相继建成，不可忽略的是此类超高层建筑受到地震作用下结构振动幅度过大，影响日常使用，更甚者造成结构的破坏，对人们的生命安全造成威胁，因此，减少大型结构的振幅成为人们要解决的问题。阻尼器，是以提供振动的阻力来耗减振动能量的装置，目前已经被广泛应用于工程实际，但由于技术原因，目前用于建筑结构的阻尼器大多受力不明确，多为单向耗能，不宜安装，抗疲劳能力弱，大大限制了其实际耗能减震的效果。
目前实际工程中的剪力墙结构在地震作用下，剪力墙墙趾发生了严重破坏，虽然剪力墙结构不会发生整体倒塌，然而震后修复工作难以进行，所以剪力墙的减震隔震提出是有必要的，现在的作法通常是在墙趾安装阻尼器以实现减震隔震的效果，然而现在的阻尼器减震效果不明显，而且破坏后不易更换。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于，提供一种波形钢板与SMA组合耗能拉压型软钢阻尼器，以解决现有技术中用于建筑结构的阻尼器抗疲劳能力弱导致其实际耗能减震的不理想的技术问题。
为了实现上述技术任务，本实用新型采用如下技术方案予以实现：
一种波形软钢板与SMA组合耗能拉压型阻尼器，包括下固定框，所述的下固定框包括下底板，下底板的两端同侧垂直设置有一对侧板，下固定框的顶部和另外两侧开放；
所述的一对侧板的内壁上分别安装有一个波形软钢耗能件的一端，波形软钢耗能件的另一端分别与设置在下固定框中部的支撑件的外壁固定相连；
所述的波形软钢耗能件两侧分别并行安装有SMA耗能件；所述的SMA 耗能件包括两条支撑腿，两条支撑腿的一端固定相连，两条支撑腿的另一端相互远离；两条支撑腿固定相连的一端设置有上连接片，两条支撑腿相互远离的量一端分别设置有下连接片，所述的上连接片安装在支撑件上部的侧壁上，所述的下连接片安装在下固定框底部；
所述的支撑腿包括闭合的支撑架，支撑架中间镂空设置为镂空腔，镂空腔的中部向外膨出且两端呈收缩状，镂空腔的中部设置有内部SMA丝，内部SMA丝的两端分别与支撑架相连；
所述的支撑件的顶部安装有上端板。
本实用新型还具有如下技术特征：
所述的两条支撑腿的中间位置之间连接有外部SMA丝。
所述的支撑件包括固定筒，固定筒内套装有调高螺杆，调高螺杆的顶端伸出固定筒的顶部与上端板相连，调高螺杆的底端伸出固定筒的底端，固定筒两端的调高螺杆上分别安装有固定螺母。
所述的侧板的内壁上设置有第一连接肋板，第一连接肋板通过螺栓与波形软钢耗能件相连。所述的固定筒的外壁上设置有连接肋板，连接肋板通过螺栓与波形软钢耗能件相连。
所述的下底板上加工有与调高螺杆同轴设置的通孔，通孔的内径大于调高螺杆的外径。
所述的波形软钢耗能件包括多层叠放的波形软钢板，相邻两个波形软钢板的波峰处相连，相邻两个波形软钢板的波谷处相对设置形成多个阻尼缓冲蜂窝腔。
所述的波形软钢耗能件和支撑件与下底板之间设置有变形缓冲空腔。
所述的下连接片安装在下固定框底部的下底板与侧板相连的位置处。
所述的上端板的宽度小于下底板的宽度。
本实用新型与现有技术相比，具有如下技术效果：
(Ⅰ)本实用新型提供的阻尼器的减震隔震效果好，解决了建筑结构先用运用的阻尼器抗疲劳能力弱，从而导致实际耗能减震不理想的问题，通过波形软钢耗能件的剪切耗能和SMA耗能件的弯曲耗能及张拉耗能的结合实现阻尼器整体耗能，阻尼器的拉压耗能提高，抗疲劳能力增强，进而保护墙体。
(Ⅱ)在减震过程中，阻尼器预先进入塑性，以将墙体塑性变形集中于阻尼器而保护墙体，本实用新型是装配式结构，通过拆卸螺栓或螺杆更换破坏的部件，快速恢复阻尼器的耗能作用而使墙体恢复抗震性能。
(Ⅲ)本实用新型的调高螺杆的高度可调，从而方便拆装，并且，调高螺杆连接的上端板的高度可调，可适应残余变形后高度及倾角变化的阻尼器安装腔尺寸。
附图说明
图1为本实用新型的阻尼器整体结构示意图。
图2为本实用新型的阻尼器耗能连接件拆卸结构示意图。
图3为本实用新型的阻尼器支撑件拆卸结构示意图。
图4为本实用新型的SMA耗能件结构示意图。
图5为本实用新型的调高螺杆与固定桶拆卸结构示意图。
图6为本实用新型的波形软钢耗能件结构示意图。
图7为本实用新型的阻尼器在剪力墙中放置示意图。
图中各个标号的含义为：
1—下固定框，2—波形软钢耗能件，3—支撑件，4—SMA耗能件，5 —上端板，6—通孔，7—变形缓冲空腔，8—剪力墙；
101—下底板，102—侧板，103—第一连接肋板；
201—波形软钢板，202—阻尼缓冲蜂窝腔；
301—固定桶，302—调高螺杆，303—固定螺母，304—第二连接肋板；
401—支撑腿，402—上连接片，403—下连接片；
40101—支撑架，40102—镂空腔，40401—内部SMA丝，40402—外部
SMA丝。
以下结合附图和实施例对本实用新型的具体内容作进一步详细地说明。
具体实施方式
需要说明的是，本申请中的SMA指的是形状记忆合金。
以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。
实施例：
本实施例给出一种波形软钢板与SMA组合耗能拉压型阻尼器，如图1 至6所示，包括下固定框1，下固定框1包括下底板101，下底板101的两端同侧垂直设置有一对侧板102，下固定框1的顶部和另外两侧开放；
一对侧板102的内壁上分别安装有一个波形软钢耗能件2的一端，波形软钢耗能件2的另一端分别与设置在下固定框1中部的支撑件的外壁固定相连；
波形软钢耗能件2两侧分别并行安装有SMA耗能件4；SMA耗能件4 包括两条支撑腿401，两条支撑腿401的一端固定相连，两条支撑腿401的另一端相互远离；两条支撑腿401固定相连的一端设置有上连接片402，两条支撑腿相互远离的量一端分别设置有下连接片403，上连接片402安装在支撑件3上部的侧壁上，下连接片403安装在下固定框1底部；
支撑腿401包括闭合的支撑架40101，支撑架40101中间镂空设置为镂空腔40102，镂空腔40102的中部向外膨出且两端呈收缩状，镂空腔40102 的中部设置有内部SMA丝40401，内部SMA丝40401的两端分别与支撑架 40101相连；
支撑件3的顶部安装有上端板5。
本实施例中SMA耗能件的两条支撑腿401的中间位置之间连接有外部 SMA丝40402，通过张拉变形增强阻尼器整体的拉压耗能。
支撑件3包括固定筒301，固定筒301内套装有调高螺杆302，调高螺杆302 的顶端伸出固定筒301的顶部与上端板5相连，调高螺杆302的底端伸出固定筒301的底端，固定筒301两端的调高螺杆302上分别安装有固定螺母 303。通过调节固定螺母的不同固定位置来调整上端板的安装高度，可适应残余变形后高度及倾角变化的阻尼器安装腔尺寸。
下固定框的侧板102的内壁上设置有第一连接肋板103，第一连接肋板 103通过螺栓与波形软钢耗能件2相连，在固定筒301的外壁上也设置有第二连接肋板304，第二连接肋板304通过螺栓与波形软钢耗能件2相连，从而将波形软钢耗能件2固定，实现均匀受力。
下固定框的下底板101上加工有与调高螺杆302同轴设置的通孔6，通孔6的内径大于调高螺杆302的外径，以用来适用调高螺杆调节的高度，留有充足的活动空间。
波形软钢耗能件2包括多层叠放的波形软钢板201，相邻两个波形软钢板201的波峰处相连，相邻两个波形软钢板的波谷处相对设置形成多个阻尼缓冲蜂窝腔202，以提升剪切耗能增强阻尼器整体的拉压耗能，提升抗震性能。
波形软钢耗能件2和支撑件3与下底板101之间设置有变形缓冲空腔7，在阻尼器发生形变时留有足够的变形空间。
SMA耗能件支撑腿的下连接片403安装在下固定框1底部的下底板101 与侧板102相连的位置处，与安装在支撑件3上部的侧壁上的上连接片402 形成稳定的三角结构，通过弯曲耗能增强阻尼器整体的拉压耗能。
上端板5的宽度小于下底板101的宽度，在更换破坏部件时，方便拆卸，快速恢复阻尼器的耗能作用。
本实施例中，波形软钢板201采用屈服强度为100MPa～190MPa的低屈服点软钢，其余钢材采用屈服强度为235MPa的普通钢，内部SMA丝 40401和外部SMA丝40402的材料为形状记忆合金，螺栓采用高强度螺栓。
如图7所示，剪力墙8的墙趾区域预留阻尼器安置腔，阻尼器安置腔内安装有可拆卸的上述阻尼器。剪力墙8因被挖去一定的空间，承载能力下降，通过平行高度范围内的剪力墙8水平分布钢筋间距来补偿损失的承载力。装入阻尼器的承载力与原剪力墙基本持平，耗能能力远远大于原被替换的柱脚处的耗能能力，其经济性和实用性更强。
本实用新型的拉压型阻尼器使用时，通过波形软钢耗能件2的剪切耗能和SMA耗能件4的弯曲耗能及张拉耗能的结合实现阻尼器整体耗能，使阻尼器的拉压耗能提高，抗疲劳能力增强，进而保护墙体。
Claims (9)
1.一种波形软钢板与SMA组合耗能拉压型阻尼器，包括下固定框(1)，其特征在于，所述的下固定框(1)包括下底板(101)，下底板(101)的两端同侧垂直设置有一对侧板(102)，下固定框(1)的顶部和另外两侧开放；
所述的一对侧板(102)的内壁上分别安装有一个波形软钢耗能件(2)的一端，波形软钢耗能件(2)的另一端分别与设置在下固定框(1)中部的支撑件(3)的外壁固定相连；
所述的波形软钢耗能件(2)两侧分别并行安装有SMA耗能件(4)；所述的SMA耗能件(4)包括两条支撑腿(401)，两条支撑腿(401)的一端固定相连，两条支撑腿(401)的另一端相互远离；两条支撑腿(401)固定相连的一端设置有上连接片(402)，两条支撑腿相互远离的量一端分别设置有下连接片(403)，所述的上连接片(402)安装在支撑件(3)上部的侧壁上，所述的下连接片(403)安装在下固定框(1)底部；
所述的支撑腿(401)包括闭合的支撑架(40101)，支撑架(40101)中间镂空设置为镂空腔(40102)，镂空腔(40102)的中部向外膨出且两端呈收缩状，镂空腔(40102)的中部设置有内部SMA丝(40401)，内部SMA丝(40401)的两端分别与支撑架(40101)相连；
所述的支撑件(3)的顶部安装有上端板(5)。
2.如权利要求1所述的一种波形软钢板与SMA组合耗能拉压型阻尼器，其特征在于，所述的两条支撑腿(401)的中间位置之间连接有外部SMA丝(40402)。
3.如权利要求1所述的一种波形软钢板与SMA组合耗能拉压型阻尼器，其特征在于，所述的支撑件(3)包括固定筒(301)，固定筒(301)内套装有调高螺杆(302)，调高螺杆(302)的顶端伸出固定筒(301)的顶部与上端板(5)相连，调高螺杆(302)的底端伸出固定筒(301)的底端，固定筒(301)两端的调高螺杆(302)上分别安装有固定螺母(303)。
4.如权利要求3所述的一种波形软钢板与SMA组合耗能拉压型阻尼器，其特征在于，所述的侧板(102)的内壁上设置有第一连接肋板(103)，第一连接肋板(103)通过螺栓与波形软钢耗能件(2)相连，所述的固定筒(301)的外壁上设置有第二连接肋板(304)，第二连接肋板(304)通过螺栓与波形软钢耗能件(2)相连。
5.如权利要求1所述的一种波形软钢板与SMA组合耗能拉压型阻尼器，其特征在于，所述的下底板(101)上加工有与调高螺杆(302)同轴设置的通孔(6)，通孔(6)的内径大于调高螺杆(302)的外径。
6.如权利要求1所述的一种波形软钢板与SMA组合耗能拉压型阻尼器，其特征在于，所述的波形软钢耗能件(2)包括多层叠放的波形软钢板(201)，相邻两个波形软钢板(201)的波峰处相连，相邻两个波形软钢板的波谷处相对设置形成多个阻尼缓冲蜂窝腔(202)。
7.如权利要求1所述的一种波形软钢板与SMA组合耗能拉压型阻尼器，其特征在于，所述的波形软钢耗能件(2)和支撑件(3)与下底板(101)之间设置有变形缓冲空腔(7)。
8.如权利要求1所述的一种波形软钢板与SMA组合耗能拉压型阻尼器，其特征在于，所述的下连接片(403)安装在下固定框(1)底部的下底板(101)与侧板(102)相连的位置处。
9.如权利要求1所述的一种波形软钢板与SMA组合耗能拉压型阻尼器，其特征在于，所述的上端板(5)的宽度小于下底板(101)的宽度。
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