CN213268436U - 两种耗能原理协同工作的软钢消能器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供两种耗能原理协同工作的软钢消能器，包括顶板、底板、槽型钢板耗能件、多片三角形钢板耗能件、耳板、套筒以及螺栓。顶板与底板平行相对设置，槽型钢板耗能件纵向垂直设置于顶板和底板之间；多片三角形钢板耗能件沿槽型钢板耗能件的延伸方向层叠平行间隔横向设置于顶板和底板之间，且同时垂直于槽型钢板耗能件、顶板和底板；多片三角形钢板耗能件对称均匀的设置于槽型钢板耗能件的两侧，其窄边朝向底板，窄边端部与套筒焊接；耳板平行于槽型钢板耗能件且对称设置于套筒两端；螺栓穿过耳板及套筒。本实用新型的软钢消能器结合槽型钢板耗能件和三角形钢板耗能件两种不同屈服耗能的受力特点，实现软钢效能器在多种地震工况下的抗震性能目标。
Description
技术领域
本实用新型涉及两种耗能原理协同工作的软钢消能器，属于建筑结构消能减震与振动控制技术领域。
背景技术
在建筑结构系统中附加适当的消能阻尼装置，既能改善结构侧向刚度，又能达到耗散地震能和降低结构地震响应的效果，对提高结构的耐震性能具有重要意义。
槽型钢板阻尼器在地震过程中腹板将因其上下两端的相对位移产生弹塑性滞回变形而耗能。如果在塑性变形区按弯曲比例分配各截面的尺寸，就能使在截面全长上都能屈服耗能。对此耗能器进行低周反复加载试验的结果表明，该耗能器的滞回曲线光滑饱满，呈纺锤形，有较强的耗能能力。
三角形钢板阻尼器在顶点受到钢板平面外侧向力作用时，每片钢板横截面抗弯刚度及其所承受的弯矩沿钢板高度方向均呈线性变化，且每片钢板沿高度方向曲率均相同。因此，当三角形钢板阻尼器受力屈服时，整块钢板会同时沿高度方向全截面屈服而非集中于固定端屈服。这种屈服形式具有较大的变形与耗能能力。
实用新型内容
本实用新型目的在于提供两种耗能原理协同工作的软钢消能器，解决现有消能器耗能形式单一，无法同时满足小震工况、中震工况、大震工况的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案如下：
本实用新型提供了两种耗能原理协同工作的软钢消能器，包括顶板、底板、槽型钢板耗能件、多片三角形钢板耗能件、四块耳板、套筒以及螺栓。所述顶板与所述底板平行相对设置，所述槽型钢板耗能件纵向垂直设置于所述顶板和所述底板之间；多片所述三角形钢板耗能件沿所述槽型钢板耗能件的延伸方向层叠平行间隔横向设置于所述顶板和所述底板之间，并且，所述三角形钢板耗能件同时垂直于所述槽型钢板耗能件、所述顶板和所述底板；多片所述三角形钢板耗能件对称均匀的设置于所述槽型钢板耗能件的两侧；所述三角形钢板耗能件窄边朝向所述底板，窄边端部与所述套筒焊接；四块所述耳板平行于所述槽型钢板耗能件且对称设置于所述套筒两端；所述螺栓穿过所述耳板及所述套筒并将所述套筒固定在相邻的两块所述耳板之间。
进一步的，所述顶板和底板的材料为普通钢材。
优选的，所述顶板设有两列长条形孔洞。
进一步的，所述槽型钢板耗能件的材料为低屈服点钢，所述槽型钢板耗能件与所述顶板和所述底板之间采用全熔透对接焊缝连接。
优选的，所述槽型钢板耗能件由矩形钢板槽型开洞制成。
进一步的，所述三角形钢板耗能件的材料为低屈服点钢，上端嵌入所述顶板中并采用塞焊与所述顶板连接，下端采用全熔透对接焊缝与所述套筒连接。
优选的，所述槽型钢板耗能件厚度为12～24mm，槽型洞口面积占所述槽型钢板耗能件表面积的25％～40％。
进一步的，所述三角形钢板耗能件的数量为10～18片，且形状和尺寸相同。
优选的，所述耳板采用全熔透对接焊缝与所述底板连接，且所述耳板设有长圆孔，所述螺栓穿过所述耳板的长圆孔及所述套筒，并将所述套筒固定在相邻的两块所述耳板之间。
与现有技术相比，本实用新型的优势在于：
本实用新型提供的两种耗能原理协同工作的软钢消能器，结合弯曲屈服型消能器和剪切屈服型消能器的各自力学特点，使槽型钢板耗能件和三角形钢板耗能件在小震工况、中震工况和大震工况协同工作，实现软钢消能器在多种工况下均可减震耗能的目标。小震工况下，槽型钢板耗能件率先进入塑性状态，开始屈服耗能，三角形钢板耗能件保持弹性状态。中震工况和大震工况下，槽型钢板耗能件与三角形钢板耗能件均进入塑性状态，屈服耗能。因此，本实用新型提供的两种耗能原理协同工作的软钢消能器能够实现在多种地震工况作用下的抗震性能目标。
附图说明
图1为本实用新型一实施例提供的两种耗能原理协同工作的软钢消能器的立体示意图；
图2为本实用新型一实施例提供的两种耗能原理协同工作的软钢消能器的侧视结构示意图；
图3为本实用新型一实施例提供的两种耗能原理协同工作的软钢消能器的分解示意图；
图中：
1：顶板；2：底板；3：槽型钢板耗能件；4：三角形钢板耗能件；5：耳板；6：套筒；7：螺栓
具体实施方式
以下结合附图和具体实例对本实用新型提出的两种耗能原理协同工作的软钢消能器作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施的目的。
如图1-3所示，为本实用新型提供的两种耗能原理协同工作的软钢消能器，包括顶板1、底板2、槽型钢板耗能件3、多片三角形钢板耗能件4、四块耳板5、套筒6以及螺栓7，所述顶板1与所述底板2平行相对设置，所述槽型钢板耗能件3纵向垂直设置于所述顶板1和所述底板2之间，并且所述槽型钢板耗能件3的延伸方向与所述顶板1的延伸方向相同；多片所述三角形钢板耗能件4沿所述槽型钢板耗能件3的延伸方向层叠平行间隔横向设置于所述顶板1和所述底板2之间，且所述三角形钢板耗能件4同时垂直于所述槽型钢板耗能件3、所述顶板1和所述底板2；多片所述三角形钢板耗能件4对称均匀的设置于所述槽型钢板耗能件3的两侧；所述三角形钢板耗能件4窄边朝向所述底板2，窄边端部与所述套筒6焊接；四块所述耳板5平行于所述槽型钢板耗能件3且对称设置于所述套筒6两端；所述螺栓7穿过所述耳板5及所述套筒6并将所述套筒6固定在相邻的两块所述耳板5之间。在本方案中，同时设置槽型钢板耗能件3和三角形钢板耗能件4，结合了弯曲屈服型消能器和剪切屈服型消能器的各自力学特点，使两者协同工作。小震工况下，槽型钢板耗能件3率先进入塑性状态，开始屈服耗能，三角形钢板耗能件4保持弹性状态。中震工况和大震工况下，槽型钢板耗能件3与三角形钢板耗能件4均进入塑性状态，屈服耗能。以此实现了软钢消能器在小震工况、中震工况和大震工况下的抗震性能目标。
作为优选的，所述顶板1和底板2的材料为普通钢材。
优选的，所述顶板1设有两列长条形孔洞。
优选的，所述槽型钢板耗能件3的材料为低屈服点钢，采用全熔透对接焊缝分别与所述顶板1和所述底板2连接。
优选的，所述槽型钢板耗能件3为矩形钢板槽型开洞制成，其厚度为12～24mm，槽型洞口面积占所述槽型钢板耗能件3表面积的25％～40％。
作为本申请的一种实现方式，所述三角形钢板耗能件4的材料为低屈服点钢，上端嵌入所述顶板1的长条形孔洞中并采用塞焊与所述顶板1连接，下端采用全熔透对接焊缝与所述套筒6连接。优选的，所述三角形钢板耗能件4的数量为10～18片，且形状和尺寸相同，保证软钢消能器在中震工况和大震工况下具有足够的耗能能力，实现多种抗震性能目标。
优选的，所述耳板5采用全熔透对接焊缝与所述底板2连接，且所述耳板5设有长圆孔，所述螺栓7穿过所述耳板5的长圆孔及所述套筒6，并将所述套筒6固定在相邻的两块所述耳板5之间。
综上所述，本实用新型提供了一种两种耗能原理协同工作的软钢消能器，结合弯曲屈服型消能器和剪切屈服型消能器的各自力学特点，使槽型钢板耗能件3和三角形钢板耗能件4在小震工况、中震工况和大震工况下协同工作、共同耗能，实现软钢消能器在多种地震工况下的抗震性能目标。小震工况下，槽型钢板耗能件3率先进入塑性状态，开始屈服耗能，三角形钢板耗能件4保持弹性状态。中震工况和大震工况下，槽型钢板耗能件3与三角形钢板耗能件4均进入塑性状态，屈服耗能。因此，本实用新型提供的两种耗能原理协同工作的软钢消能器能够实现在多种地震工况作用下的抗震性能目标。
上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本技术领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
Claims (10)
1.两种耗能原理协同工作的软钢消能器，其特征在于，包括顶板(1)、底板(2)、槽型钢板耗能件(3)、多片三角形钢板耗能件(4)、四块耳板(5)、套筒(6)以及螺栓(7)，
所述顶板(1)与所述底板(2)平行相对设置，所述槽型钢板耗能件(3)纵向垂直设置于所述顶板(1)和所述底板(2)之间；
多片所述三角形钢板耗能件(4)沿所述槽型钢板耗能件(3)的延伸方向层叠平行间隔横向设置于所述顶板(1)和所述底板(2)之间，并且，所述三角形钢板耗能件(4)同时垂直于所述槽型钢板耗能件(3)、所述顶板(1)和所述底板(2)；
多片所述三角形钢板耗能件(4)对称均匀的设置于所述槽型钢板耗能件(3)的两侧；
所述三角形钢板耗能件(4)窄边朝向所述底板(2)，窄边端部与所述套筒(6)焊接；四块所述耳板(5)平行于所述槽型钢板耗能件(3)且对称设置于所述套筒(6)两端；所述螺栓(7)穿过所述耳板(5)及所述套筒(6)并将所述套筒(6)固定在相邻的两块所述耳板(5)之间。
2.根据权利要求1所述的两种耗能原理协同工作的软钢消能器，其特征在于，所述顶板(1)和所述底板(2)的材料为普通钢材。
3.根据权利要求1所述的两种耗能原理协同工作的软钢消能器，其特征在于，所述顶板(1)设有两列长条形孔洞。
4.根据权利要求1所述的两种耗能原理协同工作的软钢消能器，其特征在于，所述槽型钢板耗能件(3)的材料为低屈服点钢，采用全熔透对接焊缝与所述的顶板(1)和所述的底板(2)连接。
5.根据权利要求1所述的两种耗能原理协同工作的软钢消能器，其特征在于，所述槽型钢板耗能件(3)由矩形钢板槽型开洞制成。
6.根据权利要求1所述的两种耗能原理协同工作的软钢消能器，其特征在于，所述三角形钢板耗能件(4)的材料为低屈服点钢，上端嵌入所述顶板(1)中并采用塞焊与所述顶板(1)连接，下端采用全熔透对接焊缝与所述套筒(6)连接。
7.根据权利要求1所述的两种耗能原理协同工作的软钢消能器，其特征在于，所述槽型钢板耗能件(3)厚度为12～24mm，槽型洞口面积占所述槽型钢板耗能件(3)表面积的25％～40％。
8.根据权利要求1所述的两种耗能原理协同工作的软钢消能器，其特征在于，所述三角形钢板耗能件(4)的厚度为10～16mm。
9.根据权利要求1所述的两种耗能原理协同工作的软钢消能器，其特征在于，所述三角形钢板耗能件(4)的数量为10～18片，且形状和尺寸相同。
10.根据权利要求1所述的两种耗能原理协同工作的软钢消能器，其特征在于，所述耳板(5)采用全熔透对接焊缝与所述底板(2)连接，且所述耳板(5)设有长圆孔，所述螺栓(7)穿过所述耳板(5)的长圆孔及所述套筒(6)，并将所述套筒(6)固定在相邻的两块所述耳板(5)之间。
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2020
- 2020-09-02 CN CN202021891105.8U patent/CN213268436U/zh active Active
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