CN116290437A - 一种双阶屈服金属弯曲阻尼器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双阶屈服金属弯曲阻尼器，包括上层钢板、下层钢板、带滑槽连接板、X型钢板、三角形钢板、滑动轴、连接螺钉、螺钉垫片。多块三角形钢板顶部置入上层钢板开槽当中，并与上层钢板焊接连接；三角形钢板下部预先开槽，并置入滑动轴，滑动轴两侧分别置入两块连接板中，两块连接板焊接在下层钢板上；在小震作用下阻尼器上下相对位移小，外侧两块X型钢板首先受弯进入屈服状态耗能，而中间三角形钢板在小震作用下处于弹性状态，未进入屈服阶段；在阻尼器受到大震作用时，上下两层钢板相对位移增大，三角形钢板也进入受弯屈服状态，两种钢板共同耗能。通过控制两种钢板的相关参数，本发明可起到在大震小震分别作用下分阶耗能的效果。
Description
技术领域
本发明属于土木工程防震减灾领域，是一种应用于结构工程领域中的减震构件。
背景技术
地震是地壳快速释放能量过程中造成的振动，期间会产生地震波的一种自然现象，也是人类社会发展过程中始终面临的一大难题，地震灾害及地震所引发的次生灾害会给结构及桥梁建筑带来巨大的破坏，从而给人类社会带来巨大的财产损失，也因此对于结构及桥梁建筑的抗震措施也越来越得到各个国家的重视。
传统的建筑物抗震方法是通过结构中梁和柱的非弹性变形来耗散结构在地震作用下所输入的能量，虽然使用范围广，但结构损伤很大，而在建筑结构的某些部位设置阻尼器来耗散地震能量是一种更合理有效的办法。
目前已有多种阻尼器，主要以金属、摩擦、粘弹性、粘滞阻尼器为主。普通钢板阻尼器具有塑性变形大、耐久性好、滞回曲线饱满、性能稳定等优点，但阻尼器设计出为达到能够抵抗大震作用的效果，在小震作用下阻尼器中钢板不能达到屈服点，阻尼器产生反力较大，且耗能能力较弱；本发明中组合使用X型钢板与三角形钢板，由于两种钢板形状、尺寸、材料等相关参数不同，故两种钢板受弯时屈服点不同，进入塑性变形时受到的力不同，两种钢板将先后进入受弯屈服状态，组合使用能够有效的达到分阶耗能的目的。
发明内容
普通金属阻尼器并不能达到分阶耗能的效果，本发明提出一种双阶屈服金属弯曲阻尼器，与普通金属阻尼器相比，该阻尼器能够分阶抵抗大震小震的作用，可有效提高建筑抗震能力。
一种双阶屈服金属弯曲阻尼器，包括：上层钢板、下层钢板、带滑槽连接板、X型钢板、三角钢板、滑动轴、连接螺钉和螺钉垫片。所述上层钢板开有与三角形钢板顶部等大凹槽，多块三角形钢板顶部置入上层钢板开有的凹槽中，并与上层钢板焊接连接，以此来提高三角形钢板与顶层钢板的连接强度；滑动轴置入三角形钢板下部预先开好的孔洞中，滑动轴两侧置入带滑槽连接板的槽口中，带滑槽连接板与下层钢板焊接连接；两块X型钢板分别置于上层钢板与下层钢板两侧，X型钢板开有与上层钢板、下层钢板相同的螺钉孔洞，上下两组螺钉依次穿过钢板垫片、X型钢板与上层钢板或下层钢板相连，将钢板垫片、X型钢板与上层钢板，或者钢板垫片、X型钢板与下层钢板固定；上层钢板留有上部结构相连的螺栓孔洞，下层钢板留有下部结构相连的螺栓孔洞。
进一步地，滑动轴***到三角形钢板下部预先开有的孔洞中，并将滑动轴两侧分别置入到两侧连接板的预先开有的槽口中。
进一步地，带滑槽连接板的槽口为直槽口，滑动轴能够沿直槽口轨道中上下移动，随着上层钢板、下层钢板错动，始终保持三角形钢板处于纯弯状态，不受拉力作用。
进一步地，本发明提供的双阶屈服金属弯曲阻尼器，在受到水平向地震作用较小时，X型钢板与中间三角形钢板由于上下两层钢板发生相对位移进入受弯状态，通过设计三角形钢板与X型钢板的相关参数，使X型钢板先达到屈服点，钢板屈服耗能；使三角形钢板在小震作用下受弯，且处于弹性状态，下部的滑动轴始终置于连接板的滑动槽当中，阻尼器耗能能力由X型钢板提供。在大震作用下，X型钢板首先进入屈服状态，三角形钢板在上下钢板相对位移持续加大情况下也进入受弯屈服状态，其下部滑动轴在连接板槽口中滑动，保证三角形钢板处于纯弯状态，两种钢板先后进入屈服状态，为结构提供良好的耗能性能，且达到了分阶耗能的目的。
本发明有益效果：
1.两种不同的钢板可以达到在分别在大震小震的作用下分阶耗能的目的。
2.X型钢板与普通钢板相比，其截面受到了削弱，具有滞回曲线饱满，耗能能力强，塑性分布均匀的特点，可以充分发挥材料性能，提高材料利用率。
3.两侧的螺钉垫片可保证X型钢板的连接强度。
4.本发明下层钢板上连接板采用加厚处理，避免连接板被滑动轴破坏，从而影响阻尼器工作。
5.本发明在连接板处开有滑槽，从而使上下两层钢板发生相对位移时，中间三角形钢板始终处于纯弯状态，不受拉力作用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明整体示意图。
图2是双阶屈服金属弯曲阻尼器正视图。
图3是双阶屈服金属弯曲阻尼器俯视图。
图4是双阶屈服金属弯曲阻尼器仰视图。
图5是三角形钢板滑动轴组合示意图。
图6是上层钢板开槽示意图。
图7是X型钢板示意图。
图8是下层钢板及连接板示意图。
图中：1.上层钢板、2.下层钢板、3.带滑槽连接板、4.滑动轴、5.三角形钢板、6.X型钢板、7.连接螺钉、8.螺钉垫片、9.上部结构连接螺栓孔、10.下部结构连接螺栓孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明所述的双阶屈服金属弯曲阻尼器，包括：上层钢板1、下层钢板2、带滑槽连接板3、滑动轴4、三角形钢板5、X型钢板6、连接螺钉7、螺钉垫片8；双阶金属弯曲阻尼器中，上层钢板1底部开有凹槽，凹槽大小与三角形钢板顶部等大，将多块三角形钢板顶部垂直置入上层钢板1开槽当中，将三角形钢板与上层钢板1焊接连接，此种***式的焊接方式可以有效地提高三角形钢板5与上层钢板1之间的连接强度，使得二者不会在上下两层钢板相对位移较大时结构遭到破坏；三角形钢板5底部开有用于置入滑动轴的孔洞4，将滑动轴***到三角形钢板5下部孔洞中，滑动轴4两侧置入焊接在下层钢板上预先开槽的连接板槽口中，连接板与下层钢板焊接连接；两块X型钢板分别置于上下两层钢板两侧，X型钢板两头开有与上下层钢板相同的螺钉孔洞，上下两组螺钉依次穿过钢板垫片、X型钢板与上下两层钢板相连，将三者固定；上层钢板留有上部结构相连的螺栓孔洞，下层钢板留有下部结构相连的螺栓孔洞。
Claims (4)
1.一种双阶屈服金属弯曲阻尼器，其特征在于，包括：上层钢板、下层钢板、带滑槽连接板、X型钢板、三角钢板、滑动轴、连接螺钉和螺钉垫片；所述上层钢板开有与三角形钢板顶部等大凹槽，多块三角形钢板顶部置入上层钢板开有的凹槽中，并与上层钢板焊接连接，以此来提高三角形钢板与顶层钢板的连接强度；滑动轴置入三角形钢板下部预先开好的孔洞中，滑动轴两侧置入带滑槽连接板的槽口中，带滑槽连接板与下层钢板焊接连接；两块X型钢板分别置于上层钢板与下层钢板两侧，X型钢板开有与上层钢板、下层钢板相同的螺钉孔洞，上下两组螺钉依次穿过钢板垫片、X型钢板与上层钢板或下层钢板相连，将钢板垫片、X型钢板与上层钢板，或者钢板垫片、X型钢板与下层钢板固定；上层钢板留有上部结构相连的螺栓孔洞，下层钢板留有下部结构相连的螺栓孔洞。
2.根据权利要求1所述的一种双阶屈服金属弯曲阻尼器，其特征在于，滑动轴***到三角形钢板下部预先开有的孔洞中，并将滑动轴两侧分别置入到两侧连接板的预先开有的槽口中。
3.根据权利要求1所述的一种双阶屈服金属弯曲阻尼器，其特征在于，带滑槽连接板的槽口为直槽口，滑动轴能够沿直槽口轨道中上下移动，随着上层钢板、下层钢板错动，始终保持三角形钢板处于纯弯状态，不受拉力作用。
4.根据权利要求1所述的一种双阶屈服金属弯曲阻尼器，其特征在于，在受到水平向地震作用较小时，X型钢板与中间三角形钢板由于上下两层钢板发生相对位移进入受弯状态，通过设计三角形钢板与X型钢板的相关参数，使X型钢板先达到屈服点，钢板屈服耗能；使三角形钢板在小震作用下受弯，且处于弹性状态，下部的滑动轴始终置于连接板的滑动槽当中，阻尼器耗能能力由X型钢板提供；在大震作用下，X型钢板首先进入屈服状态，三角形钢板在上下钢板相对位移持续加大情况下也进入受弯屈服状态，其下部滑动轴在连接板槽口中滑动，保证三角形钢板处于纯弯状态，两种钢板先后进入屈服状态，为结构提供良好的耗能性能，实现分阶耗能。
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