CN206174179U - 低屈服点钢耗能与粘滞耗能阻尼器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种低屈服点钢耗能与粘滞耗能阻尼器，包括：相对设置的上连接板和下连接板；固设于所述上连接板和所述下连接板之间的多个横向耗能板；固设于所述下连接板上的竖向围护板，挡设于所述横向耗能板的两侧，并与相邻的两个横向耗能板之间围合形成有空腔；封盖所述空腔的盖板；填充于所述空腔内的粘滞流体；以及固设于所述上连接板的粘滞耗能钢板，底部穿设所述盖板并置于对应的所述空腔内。本实用新型的阻尼器具有低屈服点钢屈服耗能和粘滞耗能两种耗能方式，在小震作用下耗能板产生屈服，随后利用粘滞耗能措施对耗能板的小震屈服进行补偿，解决了金属阻尼器在小震下耗能能力过早发挥而降低了中震和大震下的耗能性能的问题。

Description

低屈服点钢耗能与粘滞耗能阻尼器

技术领域

本实用新型涉及结构工程技术领域，特指一种低屈服点钢耗能与粘滞耗能阻尼器。

背景技术

金属阻尼器是一类耗能性能优越、构造简单的建筑消能减震(振)装置，其耗能机理是金属材料屈服后，产生滞回变形来耗散输入结构中的能量，从而达到消能减震的目的。金属阻尼器的优点包括：滞回耗能性能稳定，低周疲劳特性好，构造简单，造价低廉，不受环境影响，耗能性能明显。

低屈服点钢是指屈服强度在100Mpa-235Mpa之间的钢材。低屈服点钢的屈服强度低，变形能力强，塑性耗能性能好。采用低屈服点钢制造阻尼器，在地震和风振作用下，金属耗能部件在主体结构进入弹塑性阶段前屈服，从而吸收地震和风振能量。

然而，金属阻尼器在设计和性能方面仍有许多缺陷，其主要难点在于阻尼器的屈服点与主体结构弹性阶段和弹塑性阶段的临界点难以匹配，难以同时满足小震和风振，中震和大震下的结构设计要求。部分金属阻尼器的设计屈服位移偏大，在中震作用下，阻尼器尚未屈服，没有起到消能减震作用。部分金属阻尼器的屈服位移较小，在小震和风振作用下阻尼器即屈服耗能，耗能能力过早发挥降低了中震和大震下的耗能性能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种低屈服点钢耗能与粘滞耗能阻尼器，解决现有技术中金属阻尼器设计屈服位移偏大而导致的在中震作用下阻尼器尚未屈服并没有起到消耗减震作用的问题，及金属阻尼器屈服位移较小而导致在小震和风振作用下阻尼器即屈服耗能，使得耗能能力过早发挥而降低了中震和大震下的耗能性能的问题。

实现上述目的的技术方案是：

本实用新型提供了一种低屈服点钢耗能与粘滞耗能阻尼器，包括：

相对设置的上连接板和下连接板；

固设于所述上连接板和所述下连接板之间的多个横向耗能板，所述横向耗能板与所述上连接板连接的侧边中部设有呈倒梯形的凹槽；

固设于所述下连接板上的竖向围护板，所述竖向围护板挡设于所述横向耗能板的两侧，并与相邻的两个横向耗能板之间围合形成有空腔；

封盖所述空腔的盖板，所述盖板设于所述凹槽的底部处；

填充于所述空腔内的粘滞流体；以及

固设于所述上连接板的粘滞耗能钢板，所述粘滞耗能钢板的底部穿设所述盖板并置于对应的所述空腔内。

本实用新型的阻尼器具有低屈服点钢屈服耗能和粘滞耗能两种耗能方式，在小震作用下耗能板产生屈服，随后利用粘滞耗能措施(包括粘滞流体和粘滞耗能钢板)对耗能板的小震屈服进行补偿，解决了金属阻尼器在小震下耗能能力过早发挥而降低了中震和大震下的耗能性能的问题。在横向耗能板上开设有倒梯形的凹槽，耗能板的侧边于凹槽两侧形成了梯形脚，该梯形脚与上连接板连接，在震动作用下，梯形脚屈服产生塑性耗能，以达到减震的作用。通过耗能板围合形成空腔，空腔内填充有粘滞流体，且粘滞流体内插设有粘滞耗能钢板，粘滞耗能钢板与粘滞流体产生相对速度后进行耗能，以达到减震的作用。

本实用新型低屈服点钢耗能与粘滞耗能阻尼器的进一步改进在于，所述盖板的底面覆设有阻燃橡胶层。

本实用新型低屈服点钢耗能与粘滞耗能阻尼器的进一步改进在于，所述粘滞耗能钢板位于所述空腔内的部分的表面设有多个凸条。

本实用新型低屈服点钢耗能与粘滞耗能阻尼器的进一步改进在于，所述空腔内还填设有金属颗粒。

本实用新型低屈服点钢耗能与粘滞耗能阻尼器的进一步改进在于，所述金属颗粒为球形状。

本实用新型低屈服点钢耗能与粘滞耗能阻尼器的进一步改进在于，所述粘滞流体为液压油、有机硅油或者硅基胶。

本实用新型低屈服点钢耗能与粘滞耗能阻尼器的进一步改进在于，所述横向耗能板为低屈服点钢耗能板。

本实用新型低屈服点钢耗能与粘滞耗能阻尼器的进一步改进在于，所述粘滞耗能钢板与其两侧的所述横向耗能板和所述竖向围护板之间留设有设定间距。

本实用新型低屈服点钢耗能与粘滞耗能阻尼器的进一步改进在于，所述粘滞耗能钢板与所述下连接板之间留设有设定间距。

附图说明

图1为本实用新型低屈服点钢耗能与粘滞耗能阻尼器的正视图。

图2为本实用新型低屈服点钢耗能与粘滞耗能阻尼器的侧视图。

图3为图1中的A-A剖视图。

图4为图1中的B-B剖视图。

图5为本实用新型的低屈服点钢耗能与粘滞耗能阻尼器应用于建筑结构的第一种连接方式的结构示意图。

图6为本实用新型的低屈服点钢耗能与粘滞耗能阻尼器应用于建筑结构的第二种连接方式的结构示意图。

图7为本实用新型的低屈服点钢耗能与粘滞耗能阻尼器应用于建筑结构的第三种连接方式的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

本实用新型提供了一种低屈服点钢耗能与粘滞耗能阻尼器，用于建筑结构的减震耗能，当结构处于弹性阶段时，低屈服点钢屈服耗能，同时粘滞耗能作用也得到发挥，保证了结构处于弹塑性阶段时阻尼器具有较高的耗能性能。粘滞耗能是利用粘滞液体的粘滞阻尼消散振动能量、抑制振动幅度的耗能措施。粘滞耗能措施的主要优点在于：能够给结构提供较大的附加阻尼，显著减小结构振动；在提供附加阻尼的同时并不对结构提供附加刚度，不会增大结构所受水平地震力。本实用新型的阻尼器包括连接在上连接板和下连接板之间的横向耗能板，设于下连接板的竖向围护板，该竖向围护板与横向耗能板之间围合形成空腔，空腔内装填有粘滞流体，在上连接板上固设有粘滞耗能钢板，该粘滞耗能钢板伸入到粘滞流体中。本实用新型的阻尼器的耗能原理为：在小震作用下，低屈服点钢耗能板(横向耗能板)屈服产生塑性耗能，同时粘滞耗能钢板与粘滞流体间产生相对速度，形成粘滞耗能，对金属阻尼器在小震下屈服耗能进行补偿。下面结合附图对本实用新型低屈服点钢耗能与粘滞耗能阻尼器进行说明。

如图1和图2所示，本实用新型提供了一种低屈服点钢耗能与粘滞耗能阻尼器，包括上连接板21、下连接板22、横向耗能板23、竖向围护板24、盖板26、以及粘滞耗能钢板27，上连接板21和下连接板22相对设置，在上连接板21和下连接板22上均设有连接孔，用于安装阻尼器。横向耗能板23固设在上连接板21和下连接板22之间，该横向耗能板23为多个，且间隔设置，横向耗能板23与上连接板21连接的侧边中部设有呈倒梯形的凹槽231，该横向耗能板23的侧边于凹槽231两侧形成有梯形脚，该梯形脚与上连接板21连接固定。竖向围护板24固设在下连接板22上，竖向围护板24挡设于横向耗能板23的两侧，结合图3和图4所示，且竖向围护板24与横向耗能板24之间围合形成有空腔25，盖板26封盖于空腔25的顶部，该盖板26设于横向耗能板23上的凹槽231的底部处，通过盖板26的封盖使得空腔25为封闭的腔体，在空腔25内填充有粘滞流体。粘滞耗能钢板27固设在上连接板21上，该粘滞耗能钢板27设有多个，且间隔设置，粘滞耗能钢板27的底部穿设盖板26并置于对应的空腔25内。粘滞耗能钢板27设置的数量与所形成的空腔25的数量相同。

本实用新型中的横向耗能板的一侧边形成的梯形脚与上连接板连接，在小震时，该梯形脚产生屈服，产生塑性耗能，同时粘滞耗能钢板与粘滞流体产生相对速度，形成粘滞耗能，对梯形脚在小震下的屈服耗能进行补偿，避免了其在小震作用下屈服耗能使得耗能能力过早发挥而降低中震和大震下的耗能性能的问题。

作为本实用新型的一较佳实施方式，如图3所示，盖板26的底面覆设有阻燃橡胶层261，盖板26的底面为位于空腔25内的面。在盖板26上开设有供粘滞耗能钢板27穿过的槽，通过在底面设置阻燃橡胶层261，对盖板26上开的槽起到了密封的作用，使得空腔25呈密闭结构。阻燃橡胶层261还起到了阻燃的作用，防止粘滞流体因摩擦碰撞而导致热量过高引发安全危险。

作为本实用新型的一较佳实施方式，粘滞耗能钢板27位于空腔25内的部分的表面设有多个凸条271，凸条271呈半圆形状，凸条271沿着粘滞耗能钢板27的长度方向设置。通过在粘滞耗能钢板27上设置凸条271，增加粘滞耗能钢板27与粘滞流体间的挤压耗能作用。较佳地，在粘滞流体中还填加有金属颗粒，即在空腔25内填设有金属颗粒。粘滞耗能钢板27上设置的凸条271，增加了粘滞耗能钢板27与金属颗粒间的摩擦和碰撞耗能，提高了耗能能力和耗能效果。所添加的金属颗粒为球形状颗粒。该金属颗粒采用钢、铜、铝、铅等金属材料。

作为本实用新型的一较佳实施方式，粘滞流体为液压油、有机硅油或者硅基胶。

作为本实用新型的一较佳实施方式，横向耗能板23采用低屈服点钢耗能板。上连接板21和下连接板22采用普通钢板制作，钢板的屈服强度在235Mpa以上，粘滞耗能钢板27采用普通钢板制作，钢板的屈服强度在235Mpa以上。粘滞耗能钢板27伸入到空腔25内的部分与其两侧的横向耗能钢板23和竖向耗能钢板24之间留设有设定间距，粘滞耗能钢板27的底部与下连接板22之间也留设有设定间距。

如图5所示，显示了本实用新型低屈服点钢耗能与粘滞耗能阻尼器应用于建筑结构的第一种连接方式的结构示意图。该框架结构包括横向构件11和竖向构件12，阻尼器通过上连接板21与横向构件11连接固定。在框架结构内部设置有承托构件13，该承托构件13通过支撑连接件14支设于框架结构内，该支撑连接件14一端固定在框架结构的角部，另一端与承托构件13连接固定。阻尼器通过下连接板22与承托构件13连接固定，将阻尼器安装于框架结构。在框架结构受到地震作用时，小震下，低屈服点耗能钢板与上连接板相邻的梯形脚屈服，产生塑性耗能，同时粘滞耗能钢板与粘滞流体间产生相对速度，形成粘滞耗能，对梯形脚屈服耗能进行补偿。在中震和大震下，低屈服点钢耗能板进行屈服，产生塑性耗能，同时粘滞耗能钢板与粘滞流体产生相对速度，形成粘滞耗能，且粘滞耗能板的表面设置有凸条，增强了粘滞耗能钢板与粘滞流体间的挤压耗能作用，增加了粘滞耗能钢板与金属颗粒间的摩擦和碰撞耗能。本实用新型的粘滞流体中增加了金属颗粒，增加了粘滞流体与金属颗粒之间，金属颗粒之间，及金属颗粒与腔体四壁之间的摩擦和碰撞耗能。该阻尼器能够有效耗散输入结构的地震动能量。

如图6所示，显示了本实用新型低屈服点钢耗能与粘滞耗能阻尼器应用于建筑结构的第二种连接方式的结构示意图。该框架结构包括横向构件11和竖向构件12，在框架结构内部支设有两个承托构件13，承托构件13通过支撑连接件14悬置于框架结构内，支撑连接件14的一端固设于框架结构的角部，另一端与对应的承托构件13固定连接。阻尼器通过上连接板21与上部的承托构件13固定连接，通过下连接板22与下部的承托构件13固定连接，将阻尼器安装于框架结构。在框架结构受到地震作用时，小震下，低屈服点耗能钢板与上连接板相邻的梯形脚屈服，产生塑性耗能，同时粘滞耗能钢板与粘滞流体间产生相对速度，形成粘滞耗能，对梯形脚屈服耗能进行补偿。在中震和大震下，低屈服点钢耗能板进行屈服，产生塑性耗能，同时粘滞耗能钢板与粘滞流体产生相对速度，形成粘滞耗能，且粘滞耗能板的表面设置有凸条，增强了粘滞耗能钢板与粘滞流体间的挤压耗能作用，增加了粘滞耗能钢板与金属颗粒间的摩擦和碰撞耗能。本实用新型的粘滞流体中增加了金属颗粒，增加了粘滞流体与金属颗粒之间，金属颗粒之间，及金属颗粒与腔体四壁之间的摩擦和碰撞耗能。该阻尼器能够有效耗散输入结构的地震动能量。

如图7所示，显示了本实用新型低屈服点钢耗能与粘滞耗能阻尼器应用于建筑结构的第三种连接方式的结构示意图。该框架结构包括横向构件11和竖向构件12，在横向构件11的下方设置有墙体15，墙体15位于框架结构内部，安装阻尼器时，将上连接板21与横向构件11固定连接，将下连接板22与墙体15固定连接，将阻尼器安装于框架结构上。在框架结构受到地震作用时，小震下，低屈服点耗能钢板与上连接板相邻的梯形脚屈服，产生塑性耗能，同时粘滞耗能钢板与粘滞流体间产生相对速度，形成粘滞耗能，对梯形脚屈服耗能进行补偿。在中震和大震下，低屈服点钢耗能板进行屈服，产生塑性耗能，同时粘滞耗能钢板与粘滞流体产生相对速度，形成粘滞耗能，且粘滞耗能板的表面设置有凸条，增强了粘滞耗能钢板与粘滞流体间的挤压耗能作用，增加了粘滞耗能钢板与金属颗粒间的摩擦和碰撞耗能。本实用新型的粘滞流体中增加了金属颗粒，增加了粘滞流体与金属颗粒之间，金属颗粒之间，及金属颗粒与腔体四壁之间的摩擦和碰撞耗能。该阻尼器能够有效耗散输入结构的地震动能量。

本实用新型低屈服点钢耗能与粘滞耗能阻尼器的有益效果为：

由于金属阻尼器屈服耗能的阈值难以控制，为避免其在中震和大震下尚未屈服，本实用新型阻尼器设计中使低屈服点钢耗能板在小震作用下屈服，随后采用粘滞耗能措施对低屈服点钢耗能板小震屈服耗能进行补偿。

采用低屈服点钢制作耗能板，耗能板形状近似为V形，通过与上连接板相连的“梯形脚”屈服产生塑性耗能。同时低屈服点钢耗能板围护形成腔体。

在粘滞流体中放置球形金属颗粒，增加了粘滞流体与球形颗粒之间、球形颗粒之间、球形颗粒与腔体四壁之间的摩擦和碰撞耗能。

在腔体中间设置粘滞耗能钢板，粘滞耗能钢板与粘滞流体产生相对速度后耗能。粘滞耗能钢板表面设置半圆形凸条，增加了粘滞耗能钢板与粘滞流体间的挤压耗能作用，增加了粘滞耗能钢板与金属颗粒间的摩擦和碰撞耗能。

根据设计需要，可以改变低屈服点钢耗能板的厚度，“梯形脚”的宽度，低屈服点钢耗能板的数量等，使阻尼器耗能性能满足设计要求。

以上结合附图实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本实用新型做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本实用新型的限定，本实用新型将以所附权利要求书界定的范围作为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种低屈服点钢耗能与粘滞耗能阻尼器，其特征在于，包括：

相对设置的上连接板和下连接板；

固设于所述上连接板和所述下连接板之间的多个横向耗能板，所述横向耗能板与所述上连接板连接的侧边中部设有呈倒梯形的凹槽；

固设于所述下连接板上的竖向围护板，所述竖向围护板挡设于所述横向耗能板的两侧，并与相邻的两个横向耗能板之间围合形成有空腔；

封盖所述空腔的盖板，所述盖板设于所述凹槽的底部处；

填充于所述空腔内的粘滞流体；以及

固设于所述上连接板的粘滞耗能钢板，所述粘滞耗能钢板的底部穿设所述盖板并置于对应的所述空腔内。

2.如权利要求1所述的低屈服点钢耗能与粘滞耗能阻尼器，其特征在于，所述盖板的底面覆设有阻燃橡胶层。

3.如权利要求1或2所述的低屈服点钢耗能与粘滞耗能阻尼器，其特征在于，所述粘滞耗能钢板位于所述空腔内的部分的表面设有多个凸条。

4.如权利要求1所述的低屈服点钢耗能与粘滞耗能阻尼器，其特征在于，所述空腔内还填设有金属颗粒。

5.如权利要求4所述的低屈服点钢耗能与粘滞耗能阻尼器，其特征在于，所述金属颗粒为球形状。

6.如权利要求1或4所述的低屈服点钢耗能与粘滞耗能阻尼器，其特征在于，所述粘滞流体为液压油、有机硅油或者硅基胶。

7.如权利要求1所述的低屈服点钢耗能与粘滞耗能阻尼器，其特征在于，所述横向耗能板为低屈服点钢耗能板。

8.如权利要求1所述的低屈服点钢耗能与粘滞耗能阻尼器，其特征在于，所述粘滞耗能钢板与其两侧的所述横向耗能板和所述竖向围护板之间留设有设定间距。

9.如权利要求1所述的低屈服点钢耗能与粘滞耗能阻尼器，其特征在于，所述粘滞耗能钢板与所述下连接板之间留设有设定间距。