CN215630795U - 一种用于悬臂结构的复合型金属阻尼器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于悬臂结构的复合型金属阻尼器，其主要构件包括弧形耗能钢板，软钢棒，高强螺栓，滑动钢板，连接钢板，螺栓孔板以及复位弹簧等。螺栓孔板焊接于阻尼器两端后可连接与悬臂构件的上下端连接，在小震时，剪切型软钢棒在较小的位移下开始屈服耗能；大震时弯曲型的弧形软钢板开始屈服耗能，由此实现了分阶段屈服耗能的目的。此种金属阻尼器构造形式简单，制作方便，可以进行模块化的设计组装，耗能材料的参数可以根据不同的抗震需求进行设计加工，从而极大地提高结构的抗震能力。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于悬臂结构的复合型金属阻尼器，应用于土木工程结构消能减震技术领域。
背景技术
近些年来，在土木工程结构减震控制技术不断地发展与研究过程中，被动控制作为一种无外部能源输入的减震控制技术被广泛地应用于结构的减震控制之中，在结构中安装阻尼器装置形成消能减震结构成为了建筑抗震设计的主要趋势。
阻尼器在建筑结构作为抗侧力系统的一部分具有较强的独立性，在其屈服破坏后不会影响主体结构的稳定性，同时阻尼器的使用也会增加结构的阻尼比。金属阻尼器由于其简单的构造措施和稳定的滞回耗能特性在工程结构中应用较为广泛，然而传统金属阻尼器的耗能形式单一，并且由于无法对屈服位移进行灵活的设计从而导致屈服位移大的阻尼器在低强度地震中始终处于弹性状态，无法进行耗能工作；屈服位移小的阻尼器在强震作用下会因为塑性形变累积损伤，导致耗能能力降低。因此，如何设计能够根据不同强度的地震作用进行分阶段屈服耗能的阻尼器成为了阻尼器应用领域亟待解决的问题。
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种用于悬臂结构的复合型金属阻尼器，该阻尼器构造简单，组合连接较为方便，更换维修成本低廉，耗能部分由剪切型软钢棒和弯曲型弧形钢板共同构成，一般应用于悬臂结构的节点处，实现了在不同地震等级下分阶段屈服耗能的目的，弥补了金属阻尼器耗能形式单一的缺点，耗能减震效果较为显著。
本实用新型采用如下技术方案：
一种用于悬臂结构的复合型金属阻尼器，是由滑动钢板与连接钢板通过弧形软钢板与软钢棒体通过高强螺栓相连接的，在滑动钢板与连接钢板相接触的部位设置有滚筒，可减小摩擦；螺纹孔板分别焊接于阻尼器的滑动钢板与连接钢板上，复位弹簧设置于限位钢筒中。
作为优选，所述阻尼器由于弧形软钢板特殊的耗能减震性能，一般适用于建筑结构中的悬臂部位，通过两端已经焊接的螺纹孔板与结构节点处连接构件相连；
作为优选，所述阻尼器设置复位弹簧于滑动钢板与连接钢板之间，在发生变形时具有自复位功能，并且增加了阻尼器的刚度，补充了阻尼器的出力；
作为优选，所述阻尼器在滑动钢板与连接钢板相对的部位设置了限位钢筒限制了复位弹簧的非纵向位移；
作为优选，所述阻尼器是一种分阶段屈服耗能的金属阻尼器，其耗能元件包括剪切屈服型的软钢棒体与弯曲屈服型的弧形耗能软钢板，在不同的地震作用下可以通过分阶段屈服来耗散地震能量。
本实用新型的有益效果体现在：选取两种不同屈服类型的金属软钢阻尼器进行组合安装，设计出了具有两阶段屈服机制的剪切弯曲组合型软钢阻尼器，其中剪切型软钢棒在较小地震下开始屈服耗能，弯曲型弧形钢板在较大地震下开始屈服耗能，实现了两设防水准的抗震理念，具有较强的变形能力和耗能能力。
附图说明
图1是所述阻尼器的三维模型示意图
图2是所述阻尼器复位弹簧的连接示意图
图3是所述阻尼器的左视图
图中，1.滑动钢板；2.连接钢板；3.螺纹孔板；4.复位弹簧；5.限位钢筒；6.软钢棒体；7.弧形耗能钢板；8.高强螺栓；9.滚筒。
具体实施方式
以下结合附图通过具体实施例对本实用新型做进一步解释说明。
如图1所示，一种用于悬臂结构的复合型金属阻尼器，主体部分包括滑动钢板1、连接钢板2、若干剪切软钢棒6与两端弯曲弧形钢板7，其中弯曲弧形钢板的两端由高强螺栓9分别固定于滑动钢板1和连接钢板2的外侧端部，形成弯曲型金属耗能器；滑动钢板1嵌入连接钢板2后，剪切软钢棒6伸入对应的孔槽中并用高强螺栓8固定，将两块钢板进行二次连接，形成剪切型金属耗能器；同时在连接钢板2与滑动钢板1相接触的部位设有滚筒9，可以减小二者相对运动时的摩擦。限位钢筒5的细部构造如图2所示，分别焊接于图中钢板的的相对位置处，并内置复位弹簧4，增加阻尼器的出力，实现自复位功能。螺栓孔板3焊接于阻尼器的两端，用于与结构节点处上下连接。
本实用新型提供的金属阻尼器，其耗能段由初始刚度大，屈服位移小的软钢棒和初始刚度小，屈服位移大的弧形软钢板组成。由于这两种形状的软钢有着不同的力学特点，在合理设计软钢棒直径与数量以及弧形钢板的弧度与厚度的前提下，此阻尼器可以较好的体现分阶段屈服耗能的特征。在本实施例中，结构处于小震情况下，剪切型软钢棒在较小位移下开始屈服耗能，而弧形软钢板处于弹性阶段为结构提供侧向刚度，并作为较大地震下的安全储备，这是第一阶段耗能；在大震的情况下，弯曲型弧形钢板开始屈服耗能，与剪切型软钢棒共同耗散地震能量，这是第二阶段耗能。
本实用新型提供的金属阻尼器在设计制作以及使用的过程中应注意以下几点：1.此复合型金属阻尼器的耗能元件均由LY160的低屈服点软钢加工形成，其屈服强度在140Mpa-180Mpa，其余连接固定的钢板零件均选用Q235钢进行加工；2.由于弧形软钢板的受力在拉压两种情况下有所不同，故此阻尼器一般多适用于悬臂结构；3.弧形软钢板由于其弧度的可调性区别于圆环阻尼器，但弧形软钢板的弧度有一定的合理范围，这需要在设计过程中根据结构抗震的需求来进行确定。
最后所应说明的是，以上具体实施方式作为本实用新型较佳实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，凡对本实用新型的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的原理，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (5)
1.一种用于悬臂结构的复合型金属阻尼器，其特征在于：所述阻尼器的滑动钢板(1)与连接钢板(2)通过弧形软钢板(7)与软钢棒体(6)通过高强螺栓(8)相连接，滑动钢板(1)与连接钢板(2)相接触的部位设置有圆柱形滚筒(9)，螺纹孔板(3)分别焊接于阻尼器的滑动钢板(1)与连接钢板(2)上，复位弹簧(4)设置于限位钢筒(5)中。
2.根据权利要求1所述的一种用于悬臂结构的复合型金属阻尼器，其特征在于：所述阻尼器由于弧形软钢板(7)特殊的耗能减震性能，一般适用于建筑结构中的悬臂部位，通过两端的螺纹孔板(3)与结构构件相连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于悬臂结构的复合型金属阻尼器，其特征在于：所述阻尼器设置复位弹簧(4)于滑动钢板(1)与连接钢板(2)之间，在发生变形时具有自复位功能，并且增加了阻尼器的刚度，补充了阻尼器的出力。
4.根据权利要求3所述的一种用于悬臂结构的复合型金属阻尼器，其特征在于：所述阻尼器在滑动钢板(1)与连接钢板(2)相对的部位设置了限位钢筒(5)限制了复位弹簧的非纵向位移。
5.根据权利要求1所述的一种用于悬臂结构的复合型金属阻尼器，其特征在于：所述阻尼器是一种分阶段屈服耗能的金属阻尼器，其耗能元件包括剪切屈服型的软钢棒体(6)与弯曲屈服型的弧形耗能软钢板(7)，在不同的地震作用下可以通过分阶段屈服来耗散地震能量。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115404985A (zh) * | 2022-10-10 | 2022-11-29 | 重庆大学 | 一种摩擦耗能铰接组件、多阶段耗能系统及耗能减震方法 |
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2021
- 2021-07-06 CN CN202121526478.XU patent/CN215630795U/zh not_active Expired - Fee Related
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