CN211597165U - 改进弧形构件、水平波纹钢板组合耗能的拉压型阻尼器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种改进弧形构件、水平波纹钢板组合耗能的拉压型阻尼器，包括上端板和下端板，上端板和下端板之间安装有多组沿着纵向并列设置的X形支撑构件，多组X形支撑构件的横向两侧的上端板和下端板之间分别分别安装有水平波纹钢板，横向两侧的上端板的端部和下端板的端部之间分别通过改进弧形构件相连。本实用新型的阻尼器，采用了外部弧形耗能钢板与橡胶垫板、内部水平波纹钢板变形耗能的方式，且内部的X形支撑构件与水平波纹钢板共同承担上部荷载，使得构件受力均匀，不易被压溃。本实用新型的各部分构件加工制造工艺简单，经济效益高。受力均匀，变形对称，可根据不同的工程需要进行串联组装，适用范围更广。

Description

改进弧形构件、水平波纹钢板组合耗能的拉压型阻尼器

技术领域

本实用新型属于土木工程抗震与减震技术领域，涉及拉压型阻尼器，具体涉及一种改进弧形构件、水平波纹钢板组合耗能的拉压型阻尼器。

背景技术

金属阻尼器尤其是软钢阻尼器是一种利用金属屈服时弹塑性变形耗能的减震隔震构件，由于金属在进入塑性状态后具有良好的滞回特性，并在弹塑性变形过程中吸收大量能量，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、加劲圆环耗能器等。相比于其他类型阻尼器，金属阻尼器易加工、滞回性能稳定、易于更换、造价及维护费用低廉，因此被广泛用于工程结构的抗震加固和维修领域。

通过阻尼器有效的吸收和消耗地震能量，可以减轻地震对结构影响，有效的保护结构安全。在实现可恢复功能结构的这几种方法中，目前最具有可操作性的是可更换结构，在结构中设置可更换的结构构件，在强震时使结构的损伤主要集中在可更换构件，不仅可以利用其有效耗散地震输入结构能量，而且有利于震后对受损的可更换构件快速更换，尽快恢复结构的正常使用功能。

将结构某部位强度削弱，或在该部位设置延性耗能构件，将削弱部位或耗能构件设置为可更换构件，并与主体结构通过方便拆卸的装置连接，即为带有可更换构件的结构体系。在地震作用下，结构将破坏集中于可更换构件，通过延性可更换构件发生塑性变形，耗散地震输入能量，保护主体结构不受破坏或只受微小破坏，地震作用后只需更换耗能构件即可恢复结构功能。

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，提供一种改进弧形构件、水平波纹钢板组合耗能的拉压型阻尼器，解决现有技术中的拉压型阻尼器需要整体更换，导致阻尼器使用寿命短，钢材消耗大的技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案予以实现：

一种改进弧形构件、水平波纹钢板组合耗能的拉压型阻尼器，包括上端板和下端板，上端板和下端板之间安装有多组沿着纵向并列设置的X形支撑构件，所述的X形支撑构件包括一对弓形钢板，一对弓形钢板的弓形开口方向反向相对设置，一对弓形钢板的中部通过工字型钢连接件固定；

多组X形支撑构件的横向两侧的上端板和下端板之间分别分别安装有水平波纹钢板，水平波纹钢板沿着纵向平行设置；

横向两侧的上端板的端部和下端板的端部之间分别通过改进弧形构件相连，所述的改进弧形构件包括外弧形耗能软钢和内弧形耗能软钢，外弧形耗能软钢和内弧形耗能软钢之间夹持有弧形橡胶板；

外弧形耗能软钢的内表面和内弧形耗能软钢的外表面分别设置有多个防滑楞，弧形橡胶板的外表面和内表面上分别设置有与防滑楞相配合的防滑槽。

本实用新型还具有如下就特征：

所述的弧形橡胶板的长度小于外弧形耗能软钢的长度，所述的弧形橡胶板的长度小于内弧形耗能软钢的长度。

所述的外弧形耗能软钢和内弧形耗能软钢的弧心角为90°。

所述的弓形钢板端部开设有第一螺栓孔，所述的上端板和下端板上分别开设有与第一螺栓孔相对应的第二螺栓孔，弓形钢板通过螺栓安装在上端板和下端板之间。

所述的水平波纹钢板的焊接在上端板和下端板之间。

所述的上端板的横向两端设置有向下弯曲的上连接部，下端板的横向两端设置有向上弯曲的下连接部，改进弧形构件的外弧形耗能软钢的端部和内弧形耗能软钢的端部均通过高强螺栓连接在上连接部和下连接部之间。

所述的改进弧形构件、水平波纹钢板组合耗能的拉压型阻尼器为面对称结构，对称面为一对弓形钢板的对称面。

所述的上端板、下端板、工字型钢连接件和弓形钢板均采用235MPa的普通钢制成；所述的水平波纹钢板采用屈服强度为235MPa的普通钢制成，波角 135°；所述的外弧形耗能软钢和内弧形耗能软钢均采用屈服强度为100MPa～ 180MPa的低屈服点软钢制成。

本实用新型与现有技术相比，具有如下技术效果：

(Ⅰ)本实用新型的阻尼器，采用了外部弧形耗能钢板与橡胶垫板、内部水平波纹钢板变形耗能的方式，且内部的X形支撑构件与水平波纹钢板共同承担上部荷载，使得构件受力均匀，不易被压溃。

(Ⅱ)本实用新型的阻尼器在利用弧形构件的耗能机制的基础上进行改进，在其易发生疲劳破坏的中间部位采用由弧形耗能钢板与橡胶垫板组成的弧形构件，在保证其具有一定刚度的同时，提高构件的耗能性能及抗疲劳性能，并使其在发生破坏后只需更换采用螺栓连接的改进弧形构件，操作方便，亦可延长阻尼器的使用寿命，节约钢材。

(Ⅲ)本实用新型的各部分构件加工制造工艺简单，经济效益高。受力均匀，变形对称，可根据不同的工程需要进行串联组装，适用范围更广。

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X形支撑构件的结构示意图。

图3是本实用新型的改进弧形构件的结构示意图。

图4是本实用新型的防滑楞和防滑槽的结构示意图。

图5是本实用新型的串联组装示意图。

图6是本实用新型第一应用示意图。

图7是本实用新型第二应用示意图。

图中各个标号的含义为：1-上端板，2-下端板，3-X形支撑构件，4-水平波纹钢板，5-改进弧形构件，6-第一螺栓孔，7-第二螺栓孔，8-上连接部，9-下连接部，10-高强螺栓，11-改进弧形构件、水平波纹钢板组合耗能的拉压型阻尼器，12-支座，13-剪力墙，14-巨柱；

301-弓形钢板，302-工字型钢连接件；

501-外弧形耗能软钢，502-内弧形耗能软钢，503-弧形橡胶板，504-防滑楞，505-防滑槽。

以下结合实施例对本实用新型的具体内容作进一步详细解释说明。

具体实施方式

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1：

遵从上述技术方案，如图1至图4所示，本实施例给出一种改进弧形构件、水平波纹钢板组合耗能的拉压型阻尼器，包括上端板1和下端板2，其特征在于，上端板1和下端板2之间安装有多组沿着纵向并列设置的X形支撑构件3，所述的X形支撑构件3包括一对弓形钢板301，一对弓形钢板301的弓形开口方向反向相对设置，一对弓形钢板301的中部通过工字型钢连接件302固定；

多组X形支撑构件3的横向两侧的上端板1和下端板2之间分别分别安装有水平波纹钢板4，水平波纹钢板4沿着纵向平行设置；

横向两侧的上端板1的端部和下端板2的端部之间分别通过改进弧形构件5 相连，所述的改进弧形构件5包括外弧形耗能软钢501和内弧形耗能软钢502，外弧形耗能软钢501和内弧形耗能软钢502之间夹持有弧形橡胶板503；

外弧形耗能软钢501的内表面和内弧形耗能软钢502的外表面分别设置有多个防滑楞504，弧形橡胶板503的外表面和内表面上分别设置有与防滑楞504 相配合的防滑槽505。外弧形耗能软钢501、内弧形耗能软钢502与弧形橡胶板 503之间还通过sk313冷粘胶水进行粘接。

作为本实施例的一种优选方案，所述的弧形橡胶板503的长度小于外弧形耗能软钢501的长度，所述的弧形橡胶板503的长度小于内弧形耗能软钢502的长度。弧形橡胶板503与上连接部8和下连接部9之间有空隙，所述的外弧形耗能软钢501和内弧形耗能软钢502的弧心角为90°。

作为本实施例的一种优选方案，所述的弓形钢板301端部开设有第一螺栓孔6，所述的上端板1和下端板2上分别开设有与第一螺栓孔6相对应的第二螺栓孔7，弓形钢板301通过螺栓安装在上端板1和下端板2之间。同时也通过螺栓安装在建筑结构上。

作为本实施例的一种优选方案，所述的水平波纹钢板4的焊接在上端板1 和下端板2之间。

作为本实施例的一种优选方案，所述的上端板1的横向两端设置有向下弯曲的上连接部8，下端板2的横向两端设置有向上弯曲的下连接部9，改进弧形构件5的外弧形耗能软钢501的端部和内弧形耗能软钢502的端部均通过高强螺栓10连接在上连接部8和下连接部9之间。

作为本实施例的一种优选方案，所述的改进弧形构件、水平波纹钢板组合耗能的拉压型阻尼器为面对称结构，对称面为一对弓形钢板301的对称面。

作为本实施例的一种优选方案，所述的上端板1、下端板2、工字型钢连接件302和弓形钢板301均采用235MPa的普通钢制成；所述的水平波纹钢板4采用屈服强度为235MPa的普通钢制成，波角135°；所述的外弧形耗能软钢501和内弧形耗能软钢502均采用屈服强度为100MPa～180MPa的低屈服点软钢制成。

如图5、图7所示，本实用新型可根据需要进行串联组装，且组装拆卸方便，适用范围更广。

如图6所示，本实用新型设置于剪力墙13墙趾。在施工时，在剪力墙13的底部区域预留阻尼器安置腔，阻尼器安置腔内安装本实用新型，所述阻尼器安置腔的位置根据地震作用的能量大小和地震作用下剪力墙墙趾处易发生破坏的塑性区域确定。剪力墙13因被挖去一定的空间，承载能力下降，通过减小阻尼器平行高度范围内的剪力墙13水平分布钢筋间距来补偿损失的承载力。装入阻尼器的剪力墙13的承载力与原完好剪力墙13的承载力基本持平，但其耗能能力远远大于原被替换的墙脚处的耗能能力。

如图7所示，本实用新型运用于巨柱14结构中。在巨柱14的底部区域预留阻尼器安置腔，阻尼器安置腔内安装本实用新型，所述阻尼器安置腔的位置根据地震作用的能量大小和地震作用下柱脚易发生破坏的塑性区域确定。

本实用新型的阻尼器，在地震发生后，通过改进弧形构件5、水平波纹钢板4和X形支撑构件3变形耗能来保护主体结构不被破坏或只受到轻微震害。该阻尼器可耗散大量的能量，同时能在发生破坏后进行快速的更换，从而达到对结构的保护，实现安全和经济的目的。

Claims (8)

1.一种改进弧形构件、水平波纹钢板组合耗能的拉压型阻尼器，包括上端板(1)和下端板(2)，其特征在于，上端板(1)和下端板(2)之间安装有多组沿着纵向并列设置的X形支撑构件(3)，所述的X形支撑构件(3)包括一对弓形钢板(301)，一对弓形钢板(301)的弓形开口方向反向相对设置，一对弓形钢板(301)的中部通过工字型钢连接件(302)固定；

多组X形支撑构件(3)的横向两侧的上端板(1)和下端板(2)之间分别分别安装有水平波纹钢板(4)，水平波纹钢板(4)沿着纵向平行设置；

横向两侧的上端板(1)的端部和下端板(2)的端部之间分别通过改进弧形构件(5)相连，所述的改进弧形构件(5)包括外弧形耗能软钢(501)和内弧形耗能软钢(502)，外弧形耗能软钢(501)和内弧形耗能软钢(502)之间夹持有弧形橡胶板(503)；

外弧形耗能软钢(501)的内表面和内弧形耗能软钢(502)的外表面分别设置有多个防滑楞(504)，弧形橡胶板(503)的外表面和内表面上分别设置有与防滑楞(504)相配合的防滑槽(505)。

2.如权利要求1所述的改进弧形构件、水平波纹钢板组合耗能的拉压型阻尼器，其特征在于，所述的弧形橡胶板(503)的长度小于外弧形耗能软钢(501)的长度，所述的弧形橡胶板(503)的长度小于内弧形耗能软钢(502)的长度。

3.如权利要求1所述的改进弧形构件、水平波纹钢板组合耗能的拉压型阻尼器，其特征在于，所述的外弧形耗能软钢(501)和内弧形耗能软钢(502)的弧心角为90°。

4.如权利要求1所述的改进弧形构件、水平波纹钢板组合耗能的拉压型阻尼器，其特征在于，所述的弓形钢板(301)端部开设有第一螺栓孔(6)，所述的上端板(1)和下端板(2)上分别开设有与第一螺栓孔(6)相对应的第二螺栓孔(7)，弓形钢板(301)通过螺栓安装在上端板(1)和下端板(2)之间。

5.如权利要求1所述的改进弧形构件、水平波纹钢板组合耗能的拉压型阻尼器，其特征在于，所述的水平波纹钢板(4)的焊接在上端板(1)和下端板(2)之间。

6.如权利要求1所述的改进弧形构件、水平波纹钢板组合耗能的拉压型阻尼器，其特征在于，所述的上端板(1)的横向两端设置有向下弯曲的上连接部(8)，下端板(2)的横向两端设置有向上弯曲的下连接部(9)，改进弧形构件(5)的外弧形耗能软钢(501)的端部和内弧形耗能软钢(502)的端部均通过高强螺栓(10)连接在上连接部(8)和下连接部(9)之间。

7.如权利要求1所述的改进弧形构件、水平波纹钢板组合耗能的拉压型阻尼器，其特征在于，所述的改进弧形构件、水平波纹钢板组合耗能的拉压型阻尼器为面对称结构，对称面为一对弓形钢板(301)的对称面。

8.如权利要求1所述的改进弧形构件、水平波纹钢板组合耗能的拉压型阻尼器，其特征在于，所述的上端板(1)、下端板(2)、工字型钢连接件(302)和弓形钢板(301)均采用235MPa的普通钢制成；所述的水平波纹钢板(4)采用屈服强度为235MPa的普通钢制成，波角135°；所述的外弧形耗能软钢(501)和内弧形耗能软钢(502)均采用屈服强度为100MPa～180MPa的低屈服点软钢制成。

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