CN102966195B - 一种tjs金属剪切型阻尼器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及TJS金属剪切型阻尼器。所述TJS金属剪切型阻尼器包括：一上连接板、一下连接板、以及一耗能芯板，其中所述耗能芯板连接于所述上连接板与所述下连接板之间，其还包括侧面约束构件以及端部约束构件，其中所述侧面约束构件设置于所述耗能芯板的两个侧面，所述端部约束构件设置于所述耗能芯板的两端，所述侧面约束构件以及所述端部约束构件将所述耗能芯板夹紧于中间，以约束所述耗能芯板。

Description

一种TJS金属剪切型阻尼器

技术领域

本发明涉及建筑物结构支撑领域，具体地，涉及在建筑结构体系中用于支撑的金属剪切型阻尼器。

背景技术

耗能减震结构引入工程界以来得到了广泛的研究与使用，耗能减震作为一种被动控制方式，其主要原理是通过在结构中设置特定的附加耗能元件，将地震动输入给结构的能量引向耗能元件，从而吸收大部分地震动输入能量，减轻结构的损伤程度。

由于钢材进入塑性以后具有良好的滞回性能，因而被用来制作各种类型的耗能装置。钢板阻尼器是由低屈服点或者极低屈服点钢板和其定位装置组装成的一种被动耗能减震装置，其消能机理简单，造价低，效果显著，同时耗能装置一般是作为非承重构件安装在结构中，在正常使用状态下其能够提高结构的整体刚度；在小震情况下建筑结构本身就能够满足抗震设防要求，金属阻尼器不进入或较小部分进入塑性阶段；在遇到中震或罕遇地震时，阻尼器要率先进入塑性阶段，依靠其产生的塑性变形来降低结构的地震反应，其自身的破坏不会影响整体结构的使用。阻尼器既可以用于新建工程结构的消能减震设计也可以用于既有建筑的改造和抗震加固，具有良好的技术效果。

而实际上钢材不但有良好的塑性滞回耗能性能，在未屈服以前具有一定的初始刚度，如何利用钢材的初始刚度，并在其屈服后发挥塑性耗能的双重性具有重要意义。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明的目的是提供一种TJS金属剪切型阻尼器。

根据本发明的一个方面，提供一种TJS金属剪切型阻尼器，用于在建筑物的墙体中起减震作用，其包括：一上连接板、一下连接板、以及一耗能芯板，其中所述耗能芯板连接于所述上连接板与所述下连接板之间，其特征在于，还包括侧面约束构件以及端部约束构件，其中所述侧面约束构件设置于所述耗能芯板的两个侧面，所述端部约束构件设置于所述耗能芯板的两端，所述侧面约束构件以及所述端部约束构件将所述耗能芯板夹紧于中间，以约束所述耗能芯板。

优选地，所述上连接板与所述下连接板互相平行，所述耗能芯板垂直于所述上连接板以及所述下连接板，且所述耗能芯板与所述上连接板以及所述下连接板之间通过角焊缝相连接。

优选地，所述端部约束构件由两块高度与所述耗能芯板相适应的第一加劲板组成，所述耗能芯板的两端分别顶住一块所述第一加劲板，两块所述第一加劲板与所述耗能芯板互相垂直并将其夹于中间，所述第一加劲板的一端垂直连接所述上连接板，其另一端垂直连接所述下连接板。

优选地，所述侧面约束构件包括第二加劲板、第三加劲板以及第四加劲板，其中，所述第二加劲板的面积与所述耗能芯板的面积相适应，且与所述耗能芯板相平行，两块所述第二加劲板分别从两个侧面将所述耗能芯板夹紧于中间；所述第三加劲板分别垂直连接两块所述第一加劲板，所述第四加劲板的两端分别垂直连接所述上连接板以及所述下连接板，且所述第三加劲板与所述第四加劲板均垂直连接所述第二加劲板。

优选地，所述侧面约束构件包括一块第三加劲板以及一块第四加劲板，所述第三加劲板以及所述第四加劲板互相垂直，呈十字形。

优选地，所述侧面约束构件包括多块第三加劲板以及多块第四加劲板，每块所述第三加劲板与每块所述第四加劲板均互相垂直看，呈一个或多个井字形。

优选地，所述耗能芯板与所述第二加劲板之间还涂有无粘结材料，用以减小所述耗能芯板与所述第二加劲板之间的摩擦力。

优选地，所述耗能芯板包括凹入部以及未凹入部，所述凹入部位于所述耗能芯板两端中部，所述凹入部与所述未凹入部之间通过圆弧过渡。

优选地，所述上连接板以及所述下连接板上还设有若干通孔，所述通孔通过螺栓或螺钉将所述上连接板以及下连接板连接于墙体中。

优选地，所述耗能芯板由低屈服点钢LY100、低屈服点钢LY160、低屈服点钢LY225或低碳钢Q235等材料中的任一种制成。

优选地，所述第一加劲板、第二加劲板、第三加劲板以及第四加劲板由低碳钢Q235或低碳钢Q345等材料中的任一种制成。

本发明通过提供一种TJS金属剪切型阻尼器，可为结构提供较大的附加阻尼，从而减小结构地震力，进而减轻地震灾害。其在耗能芯板的两边以及两端设计加劲板，将耗能芯板夹在加劲板之间约束住耗能芯板，改变传统阻尼器的受力方式，通过约束耗能钢板剪切时发生面外屈曲，使其处于剪切平面应力状态，具有安装灵活方便、加工成本低、制作工艺简单、经济效益好、施工快捷方便等优点，同时也提高了整个阻尼器抗疲劳性，不易产生鼓曲现象，使阻尼器的性能更稳定。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1示出根据本发明的第一实施例的，所述TJS金属剪切型阻尼器的侧部的剖面结构示意图；

图2示出根据本发明的第一实施例的，所述TJS金属剪切型阻尼器的正视剖面结构示意图；

图3示出根据本发明的第二实施例的，所述TJS金属剪切型阻尼器施工中连接钢筋混凝土墙体的连接结构示意图；以及

图4示出根据本发明的第三实施例的，所述TJS金属剪切型阻尼器的施工中连接支撑的连接结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术内容进行进一步地说明：

图1示出了根据本发明的第一实施例的，所述TJS金属剪切型阻尼器的侧部的剖面结构示意图。具体地，所述TJS金属剪切型阻尼器8，用于在钢筋混凝土墙体中起减震作用，其包括一上连接板1、一下连接板2以及一耗能芯板3。其中所述耗能芯板3连接于所述上连接板1与所述下连接板2之间。在图1示出的优选例中，所述上连接板1与所述下连接板2互相平行。更具体地，所述耗能芯板3分别垂直连接所述上连接板1以及所述下连接板2。并且所述耗能芯板3与所述上连接板1以及所述下连接板2之间通过角焊缝相连接。

进一步地，根据图1所示实施例，所述TJS金属剪切型阻尼器8包括侧面约束构件以及端部约束构件，其中所述侧面约束构件设置于图1所示的所述耗能芯板3的左右两边，所述端部约束构件设置于图1所示的所述耗能芯板3的前后两端(可参考图2)，所述侧面约束构件以及所述端部约束构件将所述耗能芯板3夹于中间，以约束所述耗能芯板3。

更具体地，所述端部约束构件包括第一加劲板51和51’(参考图2)，所述侧面约束构件包括第二加劲板41、第三加劲板42以及第四加劲板43，其中，所述第二加劲板41的面积与所述耗能芯板3的面积相适应，且与所述耗能芯板3相平行，两块所述第二加劲板41分别从所述耗能芯板3两个侧面将所述耗能芯板3夹紧于中间；所述第三加劲板42的两端分别延伸至顶住两块所述第一加劲板51，并且垂直连接两块所述第一加劲板51。所述第四加劲板43的两端分别延伸至所述上连接板1以及所述下连接板2，且垂直连接所述上连接板1以及所述下连接板2。更具体地，所述第三加劲板42与所述第四加劲板43也同时垂直连接所述第二加劲板41，所述第三加劲板42与所述第四加劲板43之间也互相垂直。此时，所述第三加劲板42与所述上连接板1以及所述下连接板2平行，所述第三加劲板42与所述第一加劲板51相垂直，所述第三加劲板42与所述耗能芯板3之间也互相垂直。所述第四加劲板43与两块所述第一加劲板51互相平行，且所述第三加劲板42与所述上连接板1、所述耗能芯板3之间以及与所述下连接板2之间均为互相垂直，此处不予赘述。

更为具体地，在本实施例中，优选地，所述第一加劲板51、第二加劲板41、第三加劲板42、第四加劲板43、上连接板1、下连接板2以及耗能芯板3之间都是通过角焊缝的方式互相连接，互相之间也均夹紧，以提高整个所述TJS金属剪切型阻尼器8的强度，此处不予赘述。

更进一步地，在图1示出的优选例中，所述耗能芯板3的左侧设有三块所述第三加劲板42以及两块所述第四加劲板43，所述耗能芯板3的右侧也设有三块所述第三加劲板42以及两块所述第四加劲板43(为简洁起见，图1只示出一块所述第四加劲板43)。每块所述第三加劲板42均与所述第四加劲板43垂直连接，其构成多个井字形(可参考图2)。所耗能芯板3的另一个侧面对称地设有所述第三加劲板42以及所述第四加劲板43。

进一步地，在本实施例中，所述耗能芯板3还包括凹入部31以及未凹入部32，所述未凹入部32的尺寸大于所述凹入部31的尺寸。更具体地，所述凹入部31位于所述耗能芯板3的中间段，所述凹入部31与所述未凹入部32之间的连接处为圆弧形。其中，所述凹入部31的设置能够使所述TJS金属剪切型阻尼器8的抗弯性能更好。

进一步地，所述耗能芯板3由低屈服点钢LY100、低屈服点钢LY160、低屈服点钢LY225或低碳钢Q235等材料中的任一种制成。

进一步地，根据图1所示实施例，所述耗能芯板3与所述第二加劲板41之间还设有无粘结材料6，所述无粘结材料6用于减小所述耗能芯板3与所述第二加劲板41之间的摩擦力。更为具体地，所述无粘结材料6由高强度无收缩混凝土或者高强度无收缩混合砂浆材料制成，所述无粘结材料6的一面胶粘在所述耗能芯板3的表面。

图2示出了根据本发明的第一实施例的，所述TJS金属剪切型阻尼器的正视剖视结构示意图。具体地，所述耗能芯板3位于所述上连接板1与所述下连接板2之间。所述上连接板1与所述下连接板2互相平行。所述耗能芯板3分别垂直连接所述上连接板1以及所述下连接板2。并且所述耗能芯板3与所述上连接板1以及所述下连接板2之间通过角焊缝相连接。进一步地，所述侧面约束构件设置于所述耗能芯板3的两边，所述端部约束构件设置于所述耗能芯板3的两端，所述侧面约束构件以及所述端部约束构件将所述耗能芯板3夹于中间，以约束所述耗能芯板3。

更具体地，所述侧面约束构件包括第二加劲板41、第三加劲板42以及第四加劲板43。在图2所示实施例中，每块所述第三加劲板42均与所述第四加劲板43垂直连接，其构成多个井字形。所耗能芯板3的另一个侧面对称地设有所述第三加劲板42以及所述第四加劲板43。而本领域技术人员理解，在一个变化例中，所述侧面约束构件也可以由一块所述第三加劲板42和一块所述第四加劲板43垂直连接组成，在此变化例中所述侧面约束构件构成十字形。在另一些变化例中，所述侧面约束构件可以由更多块所述第三加劲板42以及更多块所述第四加劲板43构成，如五块所述第三加劲板42以及五块所述第四加劲板43，所述第三加劲板42的数量和所述第四加劲板43的数量可以是相同的，也可以是不同的。其中，每块所述第三加劲板42都与每块所述第四加劲板43相垂直。这些变化例均可以结合图1所示实施例予以实现，可以理解的是，所述第三加劲板42和所述第四加劲板43的数量越多，使所述TJS金属剪切型阻尼器8的支撑性能越好，此处不予赘述。

更具体地，所述端部约束构件包括两块第一加劲板51和51’，所述第一加劲板51和51’的高度与所述耗能芯板3相适应，所述耗能芯板3的一端顶住所述第一加劲板51，另一端顶住所述第一加劲板51’，两块所述第一加劲板51和51’与所述耗能芯板3互相垂直并将其夹于中间，所述第一加劲板51和51’的一端垂直连接所述上连接板1，其另一端垂直连接所述下连接板2。

更进一步地，所述第一加劲板51和51’的一端垂直连接所述上连接板1，其另一端垂直连接所述下连接板2。在此实施例中，所述上连接板1、所述耗能芯板3相垂直，所述第一加劲板51和51’与所述上连接板1垂直的同时也与所述耗能芯板3相垂直；与所述上连接板1相同的，所述下连接板2也与所述耗能芯板3相垂直，所述第一加劲板51和51’与所述下连接板2垂直。更为具体地，所述第一加劲板51和51’与所述上连接板1以及下连接板2之间也通过角焊缝的方式相连接，此处不予赘述。

更进一步地，在图2所示的优选例中，所述第三加劲板42与所述第四加劲板43的宽度与所述上连接板1以及下连接板2相适应，从而所述TJS金属剪切型阻尼器8的侧部截面为矩形，以便于施工与安装。

更为进一步地，根据图1以及图2所示实施例，所述上连接板1以及所述下连接板2之间还设有若干通孔7，所述通孔7通过螺丝或栓将所述上连接板1以及下连接板2连接于钢筋混凝土墙体中，以固定整个所述TJS金属剪切型阻尼器8。

图3示出了根据本发明的第二实施例的，所述TJS金属剪切型阻尼器8施工中连接钢筋混凝土墙体的连接结构示意图。具体地，通常房屋的构架包括横梁91、立柱92以及钢筋混凝土墙体93。所述钢筋混凝土墙体93位于多根所述横梁91与多根所述立柱92之间，所述TJS金属剪切型阻尼器8则通过所述上连接板1以及所述下连接板2上的所述通孔7利用若干螺丝或螺栓安装于所述横梁91与所述钢筋混凝土墙体之间，以起到减震的目的。

进一步地，在图3所示实施例中，所述横梁91与所述钢筋混凝土墙体93之间只设有一个所述TJS金属剪切型阻尼器8。而在一些变化例中，所述横梁91与所述钢筋混凝土墙体93之间可以设有多个所述TJS金属剪切型阻尼器8，例如两个、三个或更多。本领域技术人员理解，所述TJS金属剪切型阻尼器8的数量可以根据建筑的实际的需要合理选择，其均可以结合图3所示实施例予以实现，此处不予赘述。

图4示出了根据本发明的第三实施例的，所述TJS金属剪切型阻尼器8的施工中连接支撑的连接结构示意图。具体地，在本实施例中，所述横梁91与所述立柱92之间并不设有所述钢筋混凝土墙体93，而在多根所述横梁91与多根所述立柱92之间通过若干支撑构件95连接。如图4所示，所述多根所述横梁91与多根所述立柱92之间通过两根所述支撑构件95组成人字形，所述TJS金属剪切型阻尼器8则连接于两根所述支撑构件95的连接端与所述横梁91之间。其中，所述TJS金属剪切型阻尼器8同样通过所述上连接板1与所述下连接板2上的通孔7利用若干螺丝或螺栓连接所述横梁91以及所述支撑构件95。更具体地，所述支撑构件95为现有支撑构件中的任一种，其同样可以起到支撑建筑物的作用，并不影响本发明的实质内容，此处不予赘述。

更为具体地，本发明通过在所述TJS金属剪切型阻尼器8的耗能芯板3的周围设置加劲板，利用所述加劲板夹紧所述耗能芯板3，从而提高了整个阻尼器抗疲劳性，不易产生鼓曲现象，使阻尼器的性能更稳定。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (8)

1.一种TJS金属剪切型阻尼器，包括：

一上连接板、一下连接板、以及一耗能芯板，其中，所述耗能芯板连接于所述上连接板与所述下连接板之间，所述上连接板与所述下连接板互相平行，所述耗能芯板垂直于所述上连接板以及所述下连接板，且所述耗能芯板与所述上连接板以及所述下连接板之间通过角焊缝相连接；

其特征在于，所述TJS金属剪切型阻尼器还包括：

端部约束构件，所述端部约束构件设置于所述耗能芯板的两端，所述端部约束构件由两块高度与所述耗能芯板相适应的第一加劲板组成，所述耗能芯板的两端分别顶住一块所述第一加劲板，两块所述第一加劲板与所述耗能芯板互相垂直并将其夹于中间，所述第一加劲板的一端垂直连接所述上连接板，其另一端垂直连接所述下连接板；以及

侧面约束构件，所述侧面约束构件设置于所述耗能芯板的两个侧面，所述侧面约束构件包括第二加劲板、第三加劲板以及第四加劲板，其中，所述第二加劲板的面积与所述耗能芯板的面积相适应，且与所述耗能芯板相平行，所述第二加劲板与所述上连接板以及所述下连接板相连接，两块所述第二加劲板分别从两个侧面将所述耗能芯板夹紧于中间，且所述第一加劲板、第二加劲板、第三加劲板、第四加劲板、上连接板、下连接板以及耗能芯板之间都是通过角焊缝的方式互相连接；所述第三加劲板分别垂直连接两块所述第一加劲板，所述第四加劲板的两端分别垂直连接所述上连接板以及所述下连接板，且所述第三加劲板与所述第四加劲板均垂直连接所述第二加劲板；

所述侧面约束构件以及所述端部约束构件将所述耗能芯板夹紧于中间，约束所述耗能芯板。

2.根据权利要求1所述的TJS金属剪切型阻尼器，其特征在于，所述侧面约束构件包括一块所述第三加劲板以及一块所述第四加劲板，所述第三加劲板以及所述第四加劲板互相垂直，呈十字形。

3.根据权利要求1所述的TJS金属剪切型阻尼器，其特征在于，所述侧面约束构件包括多块所述第三加劲板以及多块所述第四加劲板，每块所述第三加劲板与每块所述第四加劲板均互相垂直看，呈一个或多个井字形。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的TJS金属剪切型阻尼器，其特征在于，所述耗能芯板与所述第二加劲板之间还涂有无粘结材料，其减小所述耗能芯板与所述第二加劲板之间的摩擦力。

5.根据权利要求1所述的TJS金属剪切型阻尼器，其特征在于，所述耗能芯板包括凹入部以及未凹入部，所述凹入部位于所述耗能芯板两端中部，所述凹入部与所述未凹入部之间通过圆弧过渡。

6.根据权利要求1所述的TJS金属剪切型阻尼器，其特征在于，所述上连接板以及所述下连接板上还设有若干通孔，所述通孔通过螺栓或螺钉将所述上连接板以及下连接板连接于墙体中。

7.根据权利要求1所述的TJS金属剪切型阻尼器，其特征在于，所述耗能芯板由低屈服点钢LY100、低屈服点钢LY160、低屈服点钢LY225或低碳钢Q235中的任一种制成。

8.根据权利要求1所述的TJS金属剪切型阻尼器，其特征在于，所述第一加劲板、第二加劲板、第三加劲板以及第四加劲板由低碳钢Q235或低碳钢Q345中的任一种制成。