CN216240010U - 一种双u型金属阻尼器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种双U型金属阻尼器，包括平行设置的上盖板和下盖板，以及可拆卸设置在上盖板和下盖板之间的X形金属板和U形金板属板，其中，X形金属沿上盖板和下盖板长度方向平行间隔设置多个，X形金属板两侧对称设置有两个U形金属板，U形金属板的开口正对X形金属板设置，U形金属板的一端与上盖板的下端面固定连接，U形金属板的另一端与下盖板的上端面固定连接，本实用新型的阻尼器利用具有不同屈服位移的X形金属板和U形金属板之间的协同作用，其中屈服位移小的金属板在小震下塑性变形耗能，屈服位移大的金属板在大震下为主要耗能单元，保证阻尼器的分阶段屈服，在不同强度地震下均能发挥耗能的作用。

Description

一种双U型金属阻尼器

技术领域

本实用新型属于土木工程结构减震技术领域，具体属于一种双U型金属阻尼器。

背景技术

金属阻尼器作为一种被动消能构件广泛应用于结构工程中，因其良好的塑性应变能力，在安装到结构中会率先屈服耗能，从而保护主体结构。现阶段金属阻尼器存在问题：耗能形式单一，无法实现对屈服位移的控制，使得屈服位移大的阻尼器在弱震下保持弹性，屈服位移小的阻尼器在强震下过多发生破坏，无法发挥其耗能作用，且阻尼器结构复杂，安装不便。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种双U型金属阻尼器，采用X形金属板与U形金属板组合的方式构成分段屈服金属阻尼器，满足在不同强度地震下均发挥耗能的作用。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种双U型金属阻尼器，包括平行设置的上盖板和下盖板，以及可拆卸设置在上盖板和下盖板之间的X形金属板和U形金板属板，其中，X形金属沿上盖板和下盖板长度方向平行间隔设置多个，X形金属板两侧对称设置有两个U形金属板，U形金属板的开口正对X形金属板设置，U形金属板的一端与上盖板的下端面固定连接，U形金属板的另一端与下盖板的上端面固定连接。

进一步的，所述上盖板下端面中间、下盖板上端面中间均焊接有多个固定板，所述X形金属板固定在固定板中。

进一步的，所述X形金属板上开设有螺栓孔，所述X形金属板通过螺栓孔固定在固定板中。

进一步的，所述固定板为梯台状。

进一步的，所述U形金属板的两平直段均与上下盖板的连接。

进一步的，所述U型金属板的两平直段上对称设置有多个通孔，所述U形金属板通过通孔与上下盖板连接。

进一步的，所述X形金属板的高度与所述U形金属板开口处直径相同。

进一步的，所述X形金属板的厚度与所述U形金属板的厚度相同。

进一步的，所述X形金属板和U形金属板的宽度均与上下盖板的宽度相同。

进一步的，所述U形金属板的屈服强度为215MPa～235MPa，所述X形金属板的屈服强度大于352MPa。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：

本实用新型提供的一种双U型金属阻尼器，中间耗能部件采用X形金属板和U形金属板，相较于正方形或长方形节省钢材料从而节约成本；利用具有不同屈服位移的X形金属板和U形金属板之间的协同作用，其中屈服位移小的金属板在小震下塑性变形耗能，屈服位移大的金属板在大震下为主要耗能单元，保证阻尼器的分阶段屈服，在不同强度地震下均能发挥耗能的作用。

本实用新型的金属阻尼器，使用时，上下盖板均焊接在建筑结构中，在阻尼器破被坏后对U型金属板和X形金属板进行拆卸并更换为新的金属板，节省了时间和金属阻尼器的成本。

本实用新型将固定板焊接在上下盖板上，并通过螺栓便将中间所有X形金属板固定在固定板之间，固定板采用梯台状，节省材料和成本。

附图说明

图1为一种双U型金属阻尼器的三维结构示意图；

图2为一种双U型金属阻尼器的前视结构示意图；

图3为一种双U型金属阻尼器的上下盖示意图；

图4为一种双U型金属阻尼器X形金属板和U形金属板的尺寸示意图；

图5为一种双U型金属阻尼器在有限元软件ABAQUS中模拟出来的曲线；其中(a)为滞回曲线、(b)为骨架曲线、(c)为等效黏滞阻尼比曲线。

图中：1、上盖板；2、下盖板；3、U形金属板；4、X形金属板；5、固定板；6、通孔；7、螺栓孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。

如图1-4所示，本实用新型的一种双U型金属阻尼器，包括平行设置的上盖板1和下盖板2，上盖板1和下盖板2之间设置有多个X形金属板4，X形金属板4沿上盖板1和下盖板2长度方向平行间隔设置，X形金属板4两侧对称设置有U形金属板3，U形金属板3弯曲口正向X形金属板4设置，U形金属板3的一端与上盖板1的下端面固定连接，U形金属板3的另一端与下盖板2的上端面固定连接。

优选的，上盖板1和下盖板2中间焊接有多个固定板5，X形金属板4固定在固定板5中，X形金属板4上开设有螺栓孔7，X形金属板4通过螺栓孔7固定在上盖板1和下盖板2中间的固定板5中；

优选的，U形金属板3上设置有通孔6，U形金属板3通过通孔6与上下盖板连接。

优选的，U形金属板3两平直段均与上下盖板的连接，平直段的长度L＝200mm。

如图4所示，U型金属板两平直段上对称设置有多个通孔6，通孔6的直径为r＝10mm，各个通孔6之间的间距为a＝60mm，靠近U型金属板端部的通孔6与U型金属板端部的距离为b＝50mm，U型金属板的厚度为t＝18mm，靠近U型金属板弯曲部分的的通孔6与U型金属板弯曲部分的长度为L’＝90mm。

优选的，U形金属板弯曲半径R与X形金属板的高度h＝336mm相同，U形金属板的宽度与X形金属板的宽度B＝150mm相同。

优选的，为节省材料固定板5为梯台状。

本实用新型的双U型金属阻尼器中，使用时，上下盖板焊接在建筑结构中，U形金属板3作为第一耗能钢板耗能，X形金属板4为第二耗能钢板，在小震下，第一耗能钢板先进入屈服阶段，其圆弧区域利用弯曲塑性变形消耗能量，第二耗能钢板保持弹性；随着地震强度的增加，第二耗能钢板变形消耗能量与第一耗能板一起屈服耗能，地震过后若阻尼器被破坏，仅通过更换U型金属板和X形金属板实现对阻尼器中金属板的更换，拆装方便。

U形金属板3的屈服位移：

X形金属板4的屈服位移：

其中f_y为材料屈服强度，R为U形金属板3弯曲段半径，L'为U形金属板3的有效长度，E为材料弹性模量，t为金属板厚度，h为金属板高度。

其屈服位移根据公式1～2计算出来，两金属板的高度、宽度和厚度均相同，因选取不同材料屈服强度使其屈服位移不同，实现整体阻尼器的分级屈服耗能。

优选的，当U形金属板3的屈服强度为215～235MPa，X形金属板4的屈服强度大于352MPa，金属板间距合理安排即可，不做具体要求。

本实用新型提供一种双U型金属阻尼器，通过两金属板公式中屈服位移不同，选择不同的材料屈服强度，由U形金属板3作为第一耗能板，X形金属板4作为第二耗能板，在小震下，第一耗能板弧形区域开始变形进入屈服阶段，第二耗能板保持弹性阶段，随着地震强度的增加，第二耗能板变形，利用钢材的塑性变形开始耗能。

图5(a)为滞回曲线，滞回曲线是评价抗震力的指标，其滞回曲线比较饱满，说明该双U型金属阻尼器具有良好的耗能性能；图5(b)为骨架曲线，为每次循环加载水平力最大峰值的轨迹曲线，反应阻尼器不同阶段特性，从图中可明显看出有两个转折点，分别对应U形金属板3的屈服点和X形金属板4的屈服点，表现出较好的双阶屈服耗能；图5(c)为等效黏滞阻尼比曲线，其可以合理评估阻尼器耗能能力，其为随加载位移变化的曲线，可看出分级屈服阻尼器在大位移仍具有良好的耗能性能。

Claims (10)

1.一种双U型金属阻尼器，其特征在于，包括平行设置的上盖板(1)和下盖板(2)，以及可拆卸设置在上盖板(1)和下盖板(2)之间的X形金属板(4)和U形金板属板(3)，其中，X形金属(4)沿上盖板(1)和下盖板(2)长度方向平行间隔设置多个，X形金属板(4)两侧对称设置有两个U形金属板(3)，U形金属板(3)的开口正对X形金属板(4)设置，U形金属板(3)的一端与上盖板(1)的下端面固定连接，U形金属板(3)的另一端与下盖板(2)的上端面固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种双U型金属阻尼器，其特征在于，所述上盖板(1)下端面中间、下盖板(2)上端面中间均焊接有多个固定板(5)，所述X形金属板(4)固定在固定板(5)中。

3.根据权利要求2所述的一种双U型金属阻尼器，其特征在于，所述X形金属板(4)上开设有螺栓孔(7)，所述X形金属板(4)通过螺栓孔(7)固定在固定板(5)中。

4.根据权利要求2或3中所述的一种双U型金属阻尼器，其特征在于，所述固定板(5)为梯台状。

5.根据权利要求1所述的一种双U型金属阻尼器，其特征在于，所述U形金属板(3)的两平直段均与上下盖板的连接。

6.根据权利要求5所述的一种双U型金属阻尼器，其特征在于，所述U型金属板(3)的两平直段上对称设置有多个通孔(6)，所述U形金属板(3)通过通孔(6)与上下盖板连接。

7.根据权利要求1所述的一种双U型金属阻尼器，其特征在于，所述X形金属板(4)的高度与所述U形金属板(3)开口处直径相同。

8.根据权利要求1所述的一种双U型金属阻尼器，其特征在于，所述X形金属板(4)的厚度与所述U形金属板(3)的厚度相同。

9.根据权利要求1所述的一种双U型金属阻尼器，其特征在于，所述X形金属板(4)和U形金属板(3)的宽度均与上下盖板的宽度相同。

10.根据权利要求1所述的一种双U型金属阻尼器，其特征在于，所述U形金属板(3)的屈服强度为215MPa～235MPa，所述X形金属板(4)的屈服强度大于352MPa。

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