CN211572241U - 一种耗能型连梁 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种耗能型连梁，包括与非耗能段可拆卸连接的两个端板和与端板连接的耗能装置，所述的耗能装置包括软钢组件和阻尼器，所述的软钢组件包括第一软钢件和第二软钢件，所述第一软钢件的一端连接一个端板，所述第二软钢件的一端连接另一个端板，所述第一软钢件和第二软钢件之间连接阻尼器，所述的阻尼器为电涡流阻尼器和黏弹性阻尼器组成的复合体。与现有技术相比，提高了结构舒适度，实现全阶段耗能。
Description
技术领域
本实用新型涉及土木工程结构抗震与防灾减灾领域，尤其是涉及一种耗能型连梁。
背景技术
随着我国社会经济快速发展，高层建筑越来越普遍出现，剪力墙结构作为高层建筑主要抗侧力结构形式在地震中容易发生应力凝聚，墙肢屈服发生脆性破坏，会造成巨大的灾难和损失。为此规范中提出了剪力墙结构的延性设计，要求连梁作为联肢剪力墙抗震体系的第一道防线，在遭遇地震作用时率先进入屈服循环塑性变形，耗散地震输入能量保护剪力墙主体结构安全。但是如果连梁部分塑性损伤累积没有及时加固或修复将不可避免的导致连梁损伤破坏，剪力墙将会遭到巨大余震威胁，灾后修复不易且不经济。
电涡流阻尼器利用导体质量块在磁场中运动切割磁感线产生感应电动势，产生电涡流从而引起电阻热效应消耗振动能量，同时产生的电涡流生成与原磁场方向相反的新磁场，由此产生与导体运动方向相反的阻尼力也起到了减振作用。黏弹性材料是一种以高分子聚合物为基体，配合添加剂、填料制作而成的复合阻尼材料。典型的黏弹性阻尼器由三块钢板之间硫化黏结两层黏弹性材料制成，在变形过程中阻尼器的两块约束钢板与中间钢板产生相对变形导致黏弹性材料层产生剪切变形耗能。软钢材料因其本构关系明确，性能稳定，滞回环饱满，在工程界被大量应用到耗能阻尼器中。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种耗能型连梁。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种耗能型连梁，包括与非耗能段可拆卸连接的两个端板和与端板连接的耗能装置，所述的耗能装置包括软钢组件和阻尼器，所述的软钢组件包括第一软钢件和第二软钢件，所述第一软钢件的一端连接一个端板，所述第二软钢件的一端连接另一个端板，所述第一软钢件和第二软钢件之间连接阻尼器，所述的阻尼器为电涡流阻尼器和黏弹性阻尼器组成的复合体。
所述的第一软钢件和第二软钢件为工字型钢，所述工字型钢的工字面与端板连接。
所述的第一软钢件和第二软钢件的翼缘为边缘设有凹陷的翼缘。
所述的第一软钢件和第二软钢件的腹板设有孔洞。
所述的孔洞为多个平行排列的矩形孔洞。
所述的复合体包括铜板层和磁铁层，所述铜板层包括多个铜板，所述磁铁层包括多个嵌入磁铁的磁铁嵌固板，所述铜板与磁铁嵌固板通过黏弹性材料交叉固定连接，所述的铜板与第一软钢件固定连接，所述的磁铁嵌固板与第二软钢件固定连接。
所有所述磁铁的嵌入方式为磁极同向嵌入。
所述铜板层包括连接于第一软钢件的腹板的两侧的内层铜板和与内层铜板连接的外层铜板，所述的磁铁层包括连接于第二软钢件的腹板的两侧的内层磁铁嵌固板和与内层磁铁嵌固板连接的外层磁铁嵌固板，所述的内层磁铁嵌固板和外层磁铁嵌固板伸出腹板的部分嵌入磁铁，所述铜板层的伸出腹板部分和磁铁层的伸出腹板部分通过黏弹性材料交叉固定连接，所述内层铜板的未伸出腹板部分与外层铜板的未伸出腹板部分通过垫板固定连接，所述内层磁铁嵌固板的未伸出腹板部分与外层磁铁嵌固板的未伸出腹板部分通过垫板固定连接。
所述内层铜板的未伸出腹板部分、外层铜板的未伸出腹板部分和垫板通过螺栓连接，所述内层磁铁嵌固板的未伸出腹板部分、外层磁铁嵌固板的未伸出腹板部分和垫板通过螺栓连接。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
(1)全阶段耗能：黏弹性阻尼器与电涡流阻尼器组成的复合体在小震下就可以开始耗能，而金属软钢阻尼器在大震下开始耗能，提高了结构舒适度，实现全阶段耗能。
(2)剪切耗能强度大：结合三种阻尼器的剪切耗能优势，综合形成剪切耗能强度大的可更换连梁。
(3)高效耗能：在传统连梁有限的操作空间内，通过黏弹性阻尼器与电涡流阻尼器组合再与金属阻尼器串联全阶段耗能，实现可更换连梁的高效耗能。
(4)可更换：有利于震后修复更换，本实用新型的多阶段组合耗能阻尼器通过端板与非消能段端板可拆卸连接，易于震后拆卸更换。
(5)所有磁铁磁极同向嵌入，可最大范围增大电涡流阻尼器产生的反向力，从而增大耗能。
(6)第二软钢件为工字型钢，有较好的经济性以及稳定的耗能能力。
(7)翼缘为边缘设有凹陷的翼缘，控制耗能位置。
(8)第一软钢件和第二软钢件的腹板设有孔洞，提高耗能能力的同时提高了构件的延性。
(9)孔洞为多个平行排列的矩形孔洞，施工操作方便、简单。
(10)电涡流阻尼器与黏弹性阻尼器以交叉嵌合的方式形成复合体，区别于二者机械性地排列，具有在有限空间提升耗能能力的优点。
附图说明
图1为本实用新型的主视结构示意图；
图2为本实用新型的俯视结构示意图；
附图标记：
1为端板；2为第一软钢件；3为高强度螺栓；41为内层铜板；42为外层铜板；51为内层磁铁嵌固板；52为外层磁铁嵌固板；6为垫板；7为黏弹性材料；8为磁铁；9为第二软钢件。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
实施例
本实施例提供一种黏弹性、电涡流组合全阶段高效耗能型可更换连梁，包括与非耗能段可拆卸连接的两个端板1和与端板1连接的耗能装置，耗能装置包括软钢组件(金属阻尼器)和阻尼器，软钢组件包括第一软钢件2和第二软钢件9，第一软钢件2的一端连接一个端板1，第二软钢件9的一端连接另一个端板1，第一软钢件2和第二软钢件9之间连接阻尼器，阻尼器为电涡流阻尼器和黏弹性阻尼器组成的复合体。结合三种阻尼器的剪切耗能优势，综合形成剪切耗能强度大的可更换连梁；电涡流阻尼器与黏弹性阻尼器以交叉嵌合的方式形成复合体，区别于二者机械性地排列，具有在有限空间提升耗能能力的优点。
复合体包括铜板层和磁铁层，铜板层包括多个铜板，磁铁层包括多个嵌入磁铁8的磁铁嵌固板，铜板与磁铁嵌固板通过黏弹性材料7交叉固定连接，铜板与第一软钢件2固定连接，所述的磁铁嵌固板与第二软钢件9固定连接。
铜板层包括连接于第一软钢件2的腹板的两侧的内层铜板41和与内层铜板41连接的外层铜板42，磁铁层包括连接于第二软钢件9的腹板的两侧的内层磁铁嵌固板51和与内层磁铁嵌固板51连接的外层磁铁嵌固板52，内层磁铁嵌固板51和外层磁铁嵌固板52伸出腹板的部分嵌入磁铁8，铜板层伸出腹板的部分和磁铁层伸出腹板的部分通过黏弹性材料7交叉固定连接，内层铜板41未伸出腹板的部分与外层铜板42未伸出腹板的部分通过垫板6固定连接，内层磁铁嵌固板51未伸出腹板的部分与外层磁铁嵌固板52未伸出腹板的部分通过垫板6固定连接。
端板1与非耗能段通过螺栓连接。
第一软钢件2和第二软钢件9为工字型钢，工字型钢的工字面与端板1连接。工字型钢力学性能稳定，具有优良的经济性。
第一软钢件2和第二软钢件9的翼缘为边缘设有凹陷的翼缘。具有耗能位置可控的优点。
第一软钢件2和第二软钢件9的腹板设有孔洞，孔洞为多个平行排列的矩形孔洞。具有耗能集中、耗能能力强、屈服后性能稳定、施工方便等优点。
所有的磁铁8磁极同向嵌入，可最大范围增大电涡流阻尼器产生的反向力，从而增大耗能。
内层铜板41未伸出腹板的部分、外层铜板42未伸出腹板的部分和垫板6通过高强度螺栓3连接，内层磁铁嵌固板51未伸出腹板的部分、外层磁铁嵌固板52未伸出腹板的部分和垫板6通过高强度螺栓3连接。
电涡流阻尼器的原理是当铜板与磁铁8产生相对位移时，位于磁场中的铜板不断切割磁感线形成电涡流，产生电阻热效应；黏弹性材料阻尼器的原理是当黏弹性材料随着两侧的约束板产生相对剪切变形发生拉伸变形耗能，同时可以提供一定的侧向刚度。电涡流与黏弹性材料耗能与振动速度相关，速度越大耗能越大，所以这两种阻尼器都是速度型阻尼器，在小震结构位移很小时就可以发挥作用，与位移型的金属阻尼器串联可以实现全阶段耗能，同时保证了小震和风振下结构的舒适度和大震下主体结构的安全。
施工时，端板1、工字型钢，铜板和磁铁嵌固板可以预先拼装完成，定位之后将磁铁8嵌入固定在磁铁嵌固板中，将黏弹性材料设置于铜板和磁铁嵌固板之间。
Claims (9)
1.一种耗能型连梁，包括与非耗能段可拆卸连接的两个端板(1)和与端板(1)连接的耗能装置，其特征在于，所述的耗能装置包括软钢组件和阻尼器，所述的软钢组件包括第一软钢件(2)和第二软钢件(9)，所述第一软钢件(2)的一端连接一个端板(1)，所述第二软钢件(9)的一端连接另一个端板(1)，所述第一软钢件(2)和第二软钢件(9)之间连接阻尼器，所述的阻尼器为电涡流阻尼器和黏弹性阻尼器组成的复合体。
2.根据权利要求1所述的一种耗能型连梁，其特征在于，所述的第一软钢件(2)和第二软钢件(9)为工字型钢，所述工字型钢的工字面与端板(1)连接。
3.根据权利要求2所述的一种耗能型连梁，其特征在于，所述的第一软钢件(2)和第二软钢件(9)的翼缘为边缘设有凹陷的翼缘。
4.根据权利要求2所述的一种耗能型连梁，其特征在于，所述的第一软钢件(2)和第二软钢件(9)的腹板设有孔洞。
5.根据权利要求4所述的一种耗能型连梁，其特征在于，所述的孔洞为多个平行排列的矩形孔洞。
6.根据权利要求2所述的一种耗能型连梁，其特征在于，所述的复合体包括铜板层和磁铁层，所述铜板层包括多个铜板，所述磁铁层包括多个嵌入磁铁(8)的磁铁嵌固板，所述铜板与磁铁嵌固板通过黏弹性材料(7)交叉固定连接，所述的铜板与第一软钢件(2)固定连接，所述的磁铁嵌固板与第二软钢件(9)固定连接。
7.根据权利要求6所述的一种耗能型连梁，其特征在于，所有所述磁铁(8)的嵌入方式为磁极同向嵌入。
8.根据权利要求6所述的一种耗能型连梁，其特征在于，所述铜板层包括连接于第一软钢件(2)的腹板的两侧的内层铜板(41)和与内层铜板(41)连接的外层铜板(42)，所述的磁铁层包括连接于第二软钢件(9)的腹板的两侧的内层磁铁嵌固板(51)和与内层磁铁嵌固板(51)连接的外层磁铁嵌固板(52)，所述的内层磁铁嵌固板(51)和外层磁铁嵌固板(52)伸出腹板的部分嵌入磁铁(8)，所述铜板层的伸出腹板部分和磁铁层的伸出腹板部分通过黏弹性材料(7)交叉固定连接，所述内层铜板(41)的未伸出腹板部分与外层铜板(42)的未伸出腹板部分通过垫板(6)固定连接，所述内层磁铁嵌固板(51)的未伸出腹板部分与外层磁铁嵌固板(52)的未伸出腹板部分通过垫板(6)固定连接。
9.根据权利要求8所述的一种耗能型连梁，其特征在于，所述内层铜板(41)的未伸出腹板部分、外层铜板(42)的未伸出腹板部分和垫板(6)通过螺栓连接，所述内层磁铁嵌固板(51)的未伸出腹板部分、外层磁铁嵌固板(52)的未伸出腹板部分和垫板(6)通过螺栓连接。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN110965661A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-04-07 | 同济大学 | 一种耗能型连梁 |
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- 2019-11-28 CN CN201922085861.5U patent/CN211572241U/zh not_active Expired - Fee Related
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