帶有面外約束的開縫鋼板墻式阻尼器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種帶有面外約束的開縫鋼板墻式阻尼器，用于房屋建筑的消能減震。本實用新型的金屬阻尼器由帶縫鋼板、L型夾板、面外約束槽鋼、螺栓、銷栓等構成；開縫鋼板受到槽鋼的約束可保證僅在面內變形，耗能能力大；開縫的數量和形式靈活多變，剛度和強度耦合小，設計更加靈活。本實用新型應用在結構層間位置，由結構的層間變形帶動阻尼器變形耗能，從而保護主體承重結構不受地震破壞。
【專利說明】帶有面外約束的開縫鋼板墻式阻尼器
(—)【技術領域】
[0001]本實用新型屬于結構工程抗震【技術領域】，涉及一種利用開縫鋼板面內變形耗能，采用面外約束裝置的墻式金屬阻尼器。
(二)【背景技術】
[0002]結構的被動耗能減震技術是指在結構的某些部位設置耗能裝置，例如阻尼器，通過耗能裝置產生的摩擦、彎曲、彈塑性滯回變形來耗散或吸收地震輸入結構中的能量，減小主體結構的地震反應，從而避免結構產生破壞或倒塌，達到減震控制的目的。金屬的彈塑性變形是消耗地震輸入能量的最有效機制之一。目前常用的金屬耗能器基本上都采用鋼材作成，也有采用鉛材料的金屬阻尼器。采用鋼材的金屬阻尼器加工性好、無毒害，從而得到人們的普遍青睞。鋼阻尼器大多數由軟鋼或低屈服點鋼加工，這是因為軟鋼或低屈服點鋼具有延性好、性能穩定、屈服點低等特點。工程中常用的金屬阻尼器有棒型阻尼器、加勁耗能裝置、U型金屬阻尼器和軟鋼剪切型阻尼器等。加勁耗能裝置具有三角形、X型、菱形、蜂窩形等形式，大部分采用金屬板的面外變形進行耗能的，少數單圓孔形和槽形的加勁耗能器采用面內變形耗能。這些金屬阻尼器強度和剛度偶聯程度高，一旦確定了強度，剛度也就隨之而定了，在應用時，參數可選擇的范圍小。
(三)實用新型內容
[0003]本實用新型提出一種利用鋼板面內耗能的墻式金屬阻尼器。阻尼器的耗能鋼板上帶有豎縫，將鋼板劃分為細長的條帶，在阻尼器變形時，條帶在面內彎曲，塑性在條帶兩端可充分發展，具有較長的塑性區，耗能能力強。耗能鋼板垂直于豎縫的兩側設置夾板，便于與建筑結構的連接，另外兩側可根據阻尼器的類型設置肋板防止阻尼器的面外變形。本實用新型作為耗能元件安裝在結構樓層之間，由于高度較大，鋼板易于面外失穩，因此采用面外約束裝置加強面外剛度。
[0004]本實用新型的墻式金屬阻尼器，包括有帶縫鋼板1，帶縫鋼板加勁肋2，L型夾板3，螺栓4，銷栓5，面外約束槽鋼6，弧形槽7，條形槽8，夾板肋板9，其中帶縫鋼板加勁肋2焊接在帶縫鋼板I平行于縫的兩側，L型夾板3通過螺栓連接在帶縫鋼板I垂直于縫的兩端，L型夾板3裝備有多道夾板肋板9，與帶縫鋼板I相連的螺栓孔為條形槽8，帶縫鋼板I由多道面外約束槽鋼6約束，面外約束槽鋼6中部通過螺栓4與帶縫鋼板I連接，兩端通過銷栓5與帶縫鋼板I連接，帶縫鋼板I裝備有弧形槽7，銷栓5可自由滑動。
[0005]依照本實用新型實施例所述，帶縫鋼板I的開縫可為多排。
[0006]依照本實用新型實施例所述，帶縫鋼板I的開縫可長度、間距不等。
[0007]依照本實用新型實施例所述，帶縫鋼板I帶有加勁肋2。
[0008]依照本實用新型實施例所述，帶縫鋼板I的面外變形由面外約束槽鋼6約束。
[0009]依照本實用新型實施例所述，面外約束槽鋼6與帶縫鋼板I通過螺栓4和銷栓5連接。[0010]依照本實用新型實施例所述，帶縫鋼板I帶有弧形槽7。
[0011]依照本實用新型實施例所述，銷栓5可沿弧形槽7滑動。
[0012]依照本實用新型實施例所述，L型夾板3具有條形槽8。
[0013]依照本實用新型實施例所述，L型夾板3具有夾板肋板9。
[0014]本實用新型解決其技術問題所采用的工作原理:
[0015]本實用新型安裝在結構上下層之間，各部分通過螺栓或焊接相連。本實用新型在工作時，阻尼器兩端夾板隨結構發生相對運動，帶縫鋼板隨之變形，并很快進入塑性，耗散能量。由于開縫增大了縫間板帶的長寬比，阻尼器具有很好的延性。
[0016]本實用新型具有以下優點:(I)地震作用下，帶縫鋼板阻尼器具有良好的延性，力學行為穩定；(2)本實用新型的強度和剛度分別由不同的設計參數控制，通過改變鋼板開縫的形狀，比如間距、長度、數量和開縫的排數，可以設計出在一定強度下，具有不同剛度的阻尼器，反之亦然，從而可滿足不同工程的需求；(3)本實用新型的安裝工藝只需要焊接或螺栓連接，并且制造簡單，成本較低。
(四)【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0018]圖1是本實用新型實施例一的示意圖。
[0019]圖2是本實用新型實施例一的側視圖。
[0020]圖3是本實用新型實施例一的帶縫鋼板。
[0021]圖4是本實用新型實施例一的帶縫鋼板俯視圖。
[0022]圖5是本實用新型實施例一的L型夾板及其肋板。
[0023]圖6是本實用新型實施例一的L型夾板及其肋板的側視圖。
[0024]圖7是本實用新型實施例二的示意圖。
[0025]圖8是本實用新型實施例二的側視圖。
[0026]圖9是本實用新型實施例二的帶縫鋼板。
[0027]圖10是本實用新型實施例二的帶縫鋼板俯視圖。
[0028]圖中1.實施例一帶縫鋼板，2.帶縫鋼板加勁肋，3.L型夾板，4.螺栓，5.銷栓，
6.面外約束槽鋼，7.弧形槽，8.條形槽，9.L型夾板肋板，10.實施例二帶縫鋼板。
(五)【具體實施方式】
[0029]實施例1
[0030]圖1是本實施例的結構示意圖。本實例主要作為隔墻放置于結構層間位置，利用層間的錯動變形耗能。本實施例是由帶縫鋼板1，L型夾板3，螺栓4，銷栓5，面外約束槽鋼6組成。本實施例的帶縫鋼板尺寸較大，很難在同一位置設置多個帶縫鋼板，但在平面內具有足夠的空間開設多排縫，使其強度和剛度仍有較多的選擇。帶縫鋼板垂直于縫的兩邊分別通過兩個L型夾板連接上下層結構。帶縫鋼板通過螺栓與L型夾板連接，從帶縫鋼板中心豎線開始，越往兩側，螺栓數量越多，這種措施可保證阻尼器承受較大的面內彎矩。L型肋板在螺栓位置開設條形槽8，便于安裝，防止阻尼器在安裝時承擔豎向荷載。帶縫鋼板平行于豎縫的兩側焊接有帶縫鋼板加勁肋2，與L型夾板的肋板9 一起增加了帶縫鋼板的面外剛度。為了防止位于帶縫鋼板中心部位的板帶面外變形，在每條豎縫上下兩端各設置一道面外約束裝置。每一個面外約束裝置由兩個槽鋼構成，兩個槽鋼分別放置于帶縫鋼板兩面，垂直于縫放置，在槽鋼中心位置設置一個螺栓將兩道槽鋼固定到帶縫鋼板上，兩個槽鋼在兩端通過銷栓相連，銷栓穿過帶縫鋼板，帶縫鋼板開設弧形槽7，這樣面外約束槽鋼可繞著中心螺栓自由轉動，不提供任何面內的力。采用線切割或激光切割等技術開設縫隙，縫寬根據阻尼器強度、剛度的設計要求，從2毫米到10毫米變化。縫端一般要開直徑稍大于縫寬的圓孔，防止線切割或者激光切割的起始點引起的初始缺陷。縫端距離帶縫鋼板變截面處保持一段距離，防止過多的截面變化引起的應力集中破壞。帶縫鋼板和L型夾板的接觸表面做噴砂處理增強接觸面的摩擦力。
[0031 ] 圖2是本實施例的側視圖。
[0032]圖3是本實施例的帶縫鋼板的示意圖。通過調整開縫長度，開縫排數以及開縫間距可以調整強度以及剛度。鋼板兩側加有翼緣，以提高鋼板面外穩定性。
[0033]圖4是本實施例的帶縫鋼板的俯視圖。
[0034]圖5是本實施例的L型夾板的示意圖。夾板兩側開有條形槽8，與帶縫鋼板連接一側的條形槽可控制阻尼器在安裝時的誤差，與結構連接一側的槽型孔允許帶縫鋼板的厚度在一定范圍內變化。另外，在夾板上焊接相隔一定距離的肋板9。
[0035]圖6是本實施例的L型夾板的側視圖。
[0036]實施例2
[0037]圖7是本實施例的具體結構示意圖。除帶縫鋼板10的形式不同外，其余與實施例一相同。
[0038]圖8是本實施例的具體結構側視圖。
[0039]圖9是本實施例的帶縫鋼板的示意圖。通過調整開縫長度以及開縫間距可以調整強度以及剛度。另外，通過調整每根裂縫的長度，可以使被裂縫分開的每一段鋼板條逐步達到屈服，使其屈服強度和延性可調。
[0040]圖10是本實施例的帶縫鋼板的俯視圖。
【權利要求】
1.一種墻式金屬阻尼器，包括有帶縫鋼板(I)，帶縫鋼板加勁肋(2)，L型夾板(3)，螺栓(4)，銷栓(5)，面外約束槽鋼(6)，弧形槽(7)，條形槽(8)，夾板肋板(9)，其中帶縫鋼板加勁肋(2)焊接在帶縫鋼板(I)平行于縫的兩側，L型夾板(3)通過螺栓連接在帶縫鋼板(I)垂直于縫的兩端，L型夾板(3)裝備有多道夾板肋板(9)，與帶縫鋼板(I)相連的螺栓孔為條形槽(8)，帶縫鋼板(I)由多道面外約束槽鋼(6)約束，面外約束槽鋼(6)中部通過螺栓(4)與帶縫鋼板(I)連接，兩端通過銷栓(5)與帶縫鋼板(I)連接，帶縫鋼板(I)裝備有弧形槽(7)，銷栓(5)可自由滑動。
2.根據權利要求1所述的墻式金屬阻尼器，其特征在于，帶縫鋼板(I)的開縫為多排。
3.根據權利要求2所述的墻式金屬阻尼器，其特征在于，帶縫鋼板(I)的開縫長度、間距不等。
4.根據權利要求3所述的墻式金屬阻尼器，其特征在于，帶縫鋼板(I)帶有加勁肋⑵。
5.根據權利要求4所述的墻式金屬阻尼器，其特征在于，帶縫鋼板(I)的面外變形由面外約束槽鋼(6)約束。
6.根據權利要求5所述的墻式金屬阻尼器，其特征在于，面外約束槽鋼(6)與帶縫鋼板(I)通過螺栓⑷和銷栓(5)連接。
7.根據權利要求6所述的墻式金屬阻尼器，其特征在于，帶縫鋼板(I)帶有弧形槽⑵。
8.根據權利要求7所述的墻式金屬阻尼器，其特征在于，銷栓(5)可沿弧形槽(7)滑動。
9.根據權利要求8所述的墻式金屬阻尼器，其特征在于，L型夾板(3)具有條形槽(8)。
10.根據權利要求9所述的墻式金屬阻尼器，其特征在于，L型夾板(3)具有夾板肋板(9)。
【文檔編號】E04B1/98GK203412134SQ201320073981
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年2月17日 優先權日:2013年2月17日
【發明者】滕睿, 王濤, 杜雨峰 申請人:滕睿, 王濤, 杜雨峰