CN214941249U - 一种具有组合式削弱结构的钢板剪切型阻尼器 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种具有组合式削弱结构的钢板剪切型阻尼器，包括耗能钢板和垂直连接于所述耗能钢板上下两边缘的连接板；所述耗能钢板上开设有至少一个削弱孔；所述耗能钢板具有位于所述削弱孔一侧的薄弱部；所述薄弱部的厚度小于所述耗能钢板的厚度，且其周向边沿与所述薄弱部之间通过曲型过渡沿一体式连接。本申请提供的具有组合式削弱结构的钢板剪切型阻尼器在耗能钢板上设置有薄弱部和削弱孔，薄弱部的设置使得耗能钢板具有明显的受力薄弱面，薄弱部和削弱孔相结合，既能使该阻尼器在受力变形截面出现多点屈服的现象，又可以实现两阶段耗能，提高了阻尼器的变形耗能性能。
Description
技术领域
本申请涉及土木工程中抗震与减震技术领域，尤其涉及一种具有组合式削弱结构的钢板剪切型阻尼器。
背景技术
消能减震技术是在结构中某些相对变形较大的部位安装设置阻尼器，通过阻尼器的变形耗散或吸收大部分的地震能量，来达到减震的目的。钢材在不发生断裂的情况下，能够表现出饱满的滞回曲线，具有良好的耗能能力；具有组合式削弱结构的钢板剪切型阻尼器就是利用软钢屈服强度低和塑性变形能力强的特点来实现耗能的。
现有的具有组合式削弱结构的钢板剪切型阻尼器，一部分采用在耗能钢板平面内的单侧或双侧设置加劲钢板，这些加劲钢板与耗能钢板采用焊接连接，由焊缝所引起残余应力、应变以及焊接所导致的耗能钢板平面外变形，都会对耗能钢板的稳定性产生不利影响；还有一部分在耗能钢板上通过开缝或开孔洞来提高软钢板的变形能力，优化应力分布，避免焊接加劲钢板所引起的不利影响，但是由于缝隙和孔洞的存在，耗能钢板的初始刚度相对下降，阻尼器容易发生塑性变形直至破坏，耗能性能较差。
发明内容
本申请的目的是针对以上问题，提供一种具有组合式削弱结构的钢板剪切型阻尼器。
第一方面，本申请提供一种具有组合式削弱结构的钢板剪切型阻尼器，包括：
耗能钢板和垂直连接于所述耗能钢板上下两边缘的连接板；
所述耗能钢板上开设有至少一个削弱孔；
所述耗能钢板具有位于所述削弱孔一侧的薄弱部；
所述薄弱部的厚度小于所述耗能钢板的厚度，且其周向边沿与所述薄弱部之间通过曲型过渡沿一体式连接。
根据本申请某些实施例提供的技术方案，当所述耗能钢板上具有多个所述薄弱部和多个所述削弱孔时，所述薄弱部和所述削弱孔沿所述耗能钢板的长度方向间隔设置。
根据本申请某些实施例提供的技术方案，当所述耗能钢板上具有多个所述薄弱部和多个所述削弱孔时，所述薄弱部和所述削弱孔沿所述耗能钢板的高度方向间隔设置。
根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述削弱孔的形状为圆形或椭圆形。
根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述耗能钢板的左右两侧具有对称设置的圆弧内凹面或圆弧外凸面。
第二方面，本申请提供另一种具有组合式削弱结构的钢板剪切型阻尼器，包括：
耗能钢板和垂直连接于所述耗能钢板上下两边缘的连接板；
所述耗能钢板具有至少一个薄弱部；所述薄弱部上开设有至少一个削弱孔；
所述薄弱部的厚度小于所述耗能钢板的厚度，且其周向边沿与所述薄弱部之间通过曲型过渡沿一体式连接。
根据本申请某些实施例提供的技术方案，当所述薄弱部上开设有多个所述削弱孔时，多个所述削弱孔沿所述薄弱部的长度方向分布。
根据本申请某些实施例提供的技术方案，当所述耗能钢板上具有多个所述薄弱部时，多个所述薄弱部沿所述耗能钢板的长度方向阵列分布，或，沿所述耗能钢板的高度方向阵列分布。
第三方面，本申请提供另一种具有组合式削弱结构的钢板剪切型阻尼器，包括：
耗能钢板和垂直连接于所述耗能钢板上下两边缘的连接板；
所述耗能钢板上具有多个所述薄弱部和多个所述削弱孔，所述削弱孔包括：开设在所述薄弱部上的第一削弱孔和开设在所述薄弱部一侧的第二削弱孔；
所述薄弱部的厚度小于所述耗能钢板的厚度，且其周向边沿与所述薄弱部之间通过曲型过渡沿一体式连接。
根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述第一削弱孔的形状和所述第二削弱孔的形状不同。
第四方面，本申请提供另一种具有组合式削弱结构的钢板剪切型阻尼器，包括：平行设置的两个连接板以及垂直连接在两个所述连接板之间的并排放置的若干耗能钢板；相邻的两个所述耗能钢板之间设置有间隙；所述耗能钢板上具有至少一个薄弱部；所述薄弱部上开设有至少一个削弱孔；所述薄弱部的厚度小于所述耗能钢板的厚度，且其周向边沿与所述薄弱部之间通过曲型过渡沿一体式连接。
与现有技术相比，本申请的有益效果：该具有组合式削弱结构的钢板剪切型阻尼器，在耗能钢板上设置有薄弱部和削弱孔，薄弱部的设置使得耗能钢板具有明显的受力薄弱面，薄弱部和削弱孔相结合，既能使该阻尼器在受力变形截面出现多点屈服的现象，又可以实现两阶段耗能，提高了阻尼器的变形耗能性能：当阻尼器进入弹塑性状态时，薄弱部的薄钢板先达到屈服变形进行耗能，然后刚度退化，退出工作；随着外部载荷或位移的增加，耗能钢板上未削弱部分的厚钢板开始屈服，继续变形耗能，从而达到全截面进行剪切耗能。
附图说明
图1～图6为本申请实施例1提供的具有组合式削弱结构的钢板剪切型阻尼器的结构示意图；
图7～图8为本申请实施例2提供的具有组合式削弱结构的钢板剪切型阻尼器的结构示意图；
图9为本申请实施例3提供的具有组合式削弱结构的钢板剪切型阻尼器的结构示意图；
图10为本申请实施例4提供的具有组合式削弱结构的钢板剪切型阻尼器的结构示意图。
图中所述文字标注表示为：
1、耗能钢板；2、连接板；3、削弱孔；4、薄弱部；5、翼缘板。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本申请的技术方案，下面结合附图对本申请进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本申请的保护范围有任何的限制作用。
实施例1
本实施例提供一种具有组合式削弱结构的钢板剪切型阻尼器，包括：耗能钢板1和垂直连接于所述耗能钢板1上下两边缘的连接板2；其中，所述耗能钢板1的钢材为软钢、低屈服点钢或不锈钢；所述耗能钢板1与所述连接板2之间采用焊接或螺栓连接的方式相连，也可以是一体成型的方式，比如采用H型钢，H型钢的腹板相当于耗能钢板1，其上下翼缘相当于连接板2，整体性好。
所述耗能钢板1上开设有至少一个削弱孔3；所述削弱孔3的形状为圆形或椭圆形；所述耗能钢板1还具有位于所述削弱孔3一侧的薄弱部4；所述薄弱部4是通过在所述耗能钢材1的两面对应位置进行局部削弱而得到的；所述薄弱部4的厚度小于所述耗能钢板1的厚度，且其周向边沿与所述薄弱部4之间通过曲型过渡沿一体式连接，即所述耗能钢板1在加工过程中，耗能钢板1与薄弱部4的相连处采用圆弧过渡，可防止应力集中；所述薄弱部4上两侧壁与所述耗能钢板1上与其分别对应的侧壁之间的间距相等，如图1所示。
如图2所示的耗能钢板1上设置有两个所述削弱孔3和一个所述薄弱部4；两个所述削弱孔3上下分布，所述薄弱部4位于两个所述削弱孔3之间；图2所示的耗能钢板1的左右两侧具有对称设置的圆弧内凹面。
如图3所示的耗能钢板1上设置有六个所述削弱孔3和一个所述薄弱部4；六个所述削弱孔3三三为一组共分成两组，每组包括三个水平分布的所述削弱孔3，两组削弱孔上下分布，所述薄弱部4位于两组削弱孔之间；图3所示的耗能钢板1的左右两侧具有对称设置的圆弧外凸面。
在一优选实施例中，当所述耗能钢板1上具有多个所述薄弱部4和多个所述削弱孔3时，所述薄弱部4和所述削弱孔3沿所述耗能钢板1的长度方向间隔设置。
如图4所示的耗能钢板1具有五个所述薄弱部4和八个所述削弱孔3，五个所述薄弱部4沿耗能钢板1的长度方向分布，相邻的两个所述薄弱部4 之间设置有两个所述削弱孔3，两个所述削弱孔3上下分布。所述耗能钢板 1的形状为矩形，其左右两边缘分别垂直连接有翼缘板5，所述耗能钢板1 和所述翼缘板5采用焊缝连接。
在一优选实施例中，当所述耗能钢板1上具有多个所述薄弱部4和多个所述削弱孔3时，所述薄弱部4和所述削弱孔3沿所述耗能钢板1的高度方向间隔设置。
如图5所示的耗能钢板1具有三个所述薄弱部4和六个所述削弱孔3，三个所述薄弱部4沿所述耗能钢板1的高度方向分布，相邻的两个所述薄弱部4之间设置有两个所述削弱孔3，两个所述削弱孔3水平分布。所述耗能钢板1的形状为矩形，其左右两边缘分别垂直连接有翼缘板5，所述耗能钢板1和所述翼缘板5采用焊缝连接。
当所述耗能钢板1上具有多个所述薄弱部4和多个所述削弱孔3时，个所述薄弱部4和多个所述削弱孔3还可以具有其他的排列组合方式，如图6所示的耗能钢板1上具有相同数量的所述薄弱部4和所述削弱孔3，其中一个所述薄弱部4和一个所述削弱孔3形成一组，共五组，五组沿耗能钢板1的水平方向分布，五组从左到右编号分别为1、2、3、4、5，其中编号为1、3、5的一组所述薄弱部4和所述削弱孔3的排列方式为：薄弱部4 在上，削弱孔3在下，编号为2、4的一组所述薄弱部4和所述削弱孔3的排列方式为：薄弱部4在下，削弱孔3在上。图6所示的耗能钢板1的形状为矩形，其左右两边缘分别垂直连接有翼缘板5，所述耗能钢板1和所述翼缘板5采用焊缝连接。
实施例2
如图7和图8所示，本实施例提供另一种具有组合式削弱结构的钢板剪切型阻尼器，包括耗能钢板1和垂直连接于所述耗能钢板1上下两边缘的连接板2；所述耗能钢板1具有至少一个薄弱部4；所述薄弱部4上开设有至少一个削弱孔3；所述薄弱部4的厚度小于所述耗能钢板1的厚度，且其周向边沿与所述薄弱部4之间通过曲型过渡沿一体式连接。
在一优选实施例中，当所述薄弱部4上开设有多个所述削弱孔3时，多个所述削弱孔3沿所述薄弱部4的长度方向分布。
如图7所示的耗能钢板1具有一个长条形的所述薄弱部4；所述薄弱部 4的长度方向为竖直方向，所述薄弱部4上共开设有三个所述削弱孔3，三个所述削弱孔3沿所述薄弱部4的长度方向分布。所述耗能钢板1的左右两侧具有对称设置的圆弧内凹面或圆弧外凸面，如图7所示的耗能钢板1 的左右两侧具有对称设置的圆弧内凹面。
在一优选实施例中，当所述耗能钢板1上具有多个所述薄弱部4时，多个所述薄弱部4沿所述耗能钢板1的长度方向阵列分布，或，沿所述耗能钢板1的高度方向阵列分布。
如图8所示的耗能钢板1具有五个所述薄弱部4，所述薄弱部4的长度方向与所述耗能钢板1的长度相平行，即所述薄弱部4沿所述耗能钢板1 的长度方向分布，并且形成3x1的阵列；每个所述薄弱部4上开设有三个所述削弱孔3；三个所述削弱孔3的连线与所述薄弱部4的长度方向一致。图8所示的耗能钢板1为矩形，其左右两边缘分别垂直连接有翼缘板5，所述耗能钢板1和所述翼缘板5采用焊缝连接。
实施例3
如图9所示，本实施例提供另外一种具有组合式削弱结构的钢板剪切型阻尼器，包括：耗能钢板1和垂直连接于所述耗能钢板1上下两边缘的连接板2；所述耗能钢板1上具有多个所述薄弱部4和多个所述削弱孔3，所述削弱孔3包括：开设在所述薄弱部4上的第一削弱孔和开设在所述薄弱部4一侧的第二削弱孔；所述薄弱部4的厚度小于所述耗能钢板1的厚度，且其周向边沿与所述薄弱部4之间通过曲型过渡沿一体式连接。图9 所示的耗能钢板1为矩形，其左右两边缘分别垂直连接有翼缘板5，所述耗能钢板1和所述翼缘板5采用焊缝连接。
在一优选实施例中，所述第一削弱孔的形状和所述第二削弱孔的形状相同，如图9所示，第一削弱孔为圆形，第二削弱孔为椭圆形。
实施例4
如图10所示，本申请提供另一种具有组合式削弱结构的钢板剪切型阻尼器，包括：平行设置的两个连接板2以及垂直连接在两个所述连接板2 之间的并排放置的若干耗能钢板1；相邻的两个所述耗能钢板1之间设置有间隙；所述耗能钢板1上具有至少一个薄弱部4；所述薄弱部4上开设有至少一个削弱孔3；所述薄弱部4的厚度小于所述耗能钢板1的厚度，且其周向边沿与所述薄弱部4之间通过曲型过渡沿一体式连接。
在本实施例中，两个连接板2之间共设置了三块耗能钢板1，相邻的两块耗能钢板1之间留有间隙，三块耗能钢板1的结构相同，均为矩形形状，并且具有四个薄弱部4，薄弱部4的长度方向垂直于耗能钢板1的高度方向，四个薄弱部4形成了4x1的阵列，每个所述薄弱部4上开设有三个削弱孔3，削弱孔3的形状为圆形，三个所述削弱孔3沿所述薄弱部4的长度方向分布。
本申请实施例提供的具有组合式削弱结构的钢板剪切型阻尼器，安装简便，可布置于建筑中的人字形支撑上，也可以用在梁和墙之间，其连接可采用焊接或螺栓连接，可用于新建工程与加固改造工程中；该阻尼器结构形式简单，工业加工方便，初始刚度比带缝钢板和开孔洞钢板大，具有耗能性强等优点；通过在耗能钢板上设置薄弱部和削弱孔，薄弱部的设置使得耗能钢板具有明显的受力薄弱面，薄弱部和削弱孔相结合，既能使该阻尼器在受力变形截面出现多点屈服的现象，又可以实现两阶段耗能，提高了阻尼器的变形耗能性能：当阻尼器进入弹塑性状态时，薄弱部的薄钢板先达到屈服变形进行耗能，然后刚度退化，退出工作；随着外部载荷或位移的增加，耗能钢板上未削弱部分的厚钢板开始屈服，继续变形耗能，从而达到全截面进行剪切耗能；在加工时，可根据实际需求，通过改变薄弱部的形状、深度尺寸、数量、位置以及削弱孔的形状、数量、位置等形成多种多样的具有组合式削弱结构的钢板剪切型阻尼器，来调整耗能大小。
本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均应视为本申请的保护范围。
Claims (10)
1.一种具有组合式削弱结构的钢板剪切型阻尼器，其特征在于，包括：
耗能钢板和垂直连接于所述耗能钢板上下两边缘的连接板；
所述耗能钢板上开设有至少一个削弱孔；
所述耗能钢板具有位于所述削弱孔一侧的薄弱部；
所述薄弱部的厚度小于所述耗能钢板的厚度，且其周向边沿与所述薄弱部之间通过曲型过渡沿一体式连接。
2.根据权利要求1所述的具有组合式削弱结构的钢板剪切型阻尼器，其特征在于，当所述耗能钢板上具有多个所述薄弱部和多个所述削弱孔时，所述薄弱部和所述削弱孔沿所述耗能钢板的长度方向间隔设置。
3.根据权利要求1所述的具有组合式削弱结构的钢板剪切型阻尼器，其特征在于，当所述耗能钢板上具有多个所述薄弱部和多个所述削弱孔时，所述薄弱部和所述削弱孔沿所述耗能钢板的高度方向间隔设置。
4.根据权利要求1所述的具有组合式削弱结构的钢板剪切型阻尼器，其特征在于，所述削弱孔的形状为圆形或椭圆形。
5.根据权利要求1所述的具有组合式削弱结构的钢板剪切型阻尼器，其特征在于，所述耗能钢板的左右两侧具有对称设置的圆弧内凹面或圆弧外凸面。
6.一种具有组合式削弱结构的钢板剪切型阻尼器，其特征在于，包括：
耗能钢板和垂直连接于所述耗能钢板上下两边缘的连接板；
所述耗能钢板具有至少一个薄弱部；所述薄弱部上开设有至少一个削弱孔；
所述薄弱部的厚度小于所述耗能钢板的厚度，且其周向边沿与所述薄弱部之间通过曲型过渡沿一体式连接。
7.根据权利要求6所述的具有组合式削弱结构的钢板剪切型阻尼器，其特征在于，当所述薄弱部上开设有多个所述削弱孔时，多个所述削弱孔沿所述薄弱部的长度方向分布。
8.根据权利要求7所述的具有组合式削弱结构的钢板剪切型阻尼器，其特征在于，当所述耗能钢板上具有多个所述薄弱部时，多个所述薄弱部沿所述耗能钢板的长度方向阵列分布，或，沿所述耗能钢板的高度方向阵列分布。
9.一种具有组合式削弱结构的钢板剪切型阻尼器，其特征在于，包括：
耗能钢板和垂直连接于所述耗能钢板上下两边缘的连接板；
所述耗能钢板上具有多个薄弱部和多个削弱孔，所述削弱孔包括：开设在所述薄弱部上的第一削弱孔和开设在所述薄弱部一侧的第二削弱孔；
所述薄弱部的厚度小于所述耗能钢板的厚度，且其周向边沿与所述薄弱部之间通过曲型过渡沿一体式连接。
10.一种具有组合式削弱结构的钢板剪切型阻尼器，其特征在于，包括：平行设置的两个连接板以及垂直连接在两个所述连接板之间的并排放置的若干耗能钢板；相邻的两个所述耗能钢板之间设置有间隙；所述耗能钢板上具有至少一个薄弱部；所述薄弱部上开设有至少一个削弱孔；所述薄弱部的厚度小于所述耗能钢板的厚度，且其周向边沿与所述薄弱部之间通过曲型过渡沿一体式连接。
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| CN202121232761.1U Active CN214941249U (zh) | 2021-06-03 | 2021-06-03 | 一种具有组合式削弱结构的钢板剪切型阻尼器 |
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- 2021-06-03 CN CN202121232761.1U patent/CN214941249U/zh active Active
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