带有面外约束的开缝钢板墙式阻尼器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种带有面外约束的开缝钢板墙式阻尼器，用于房屋建筑的消能减震。本实用新型的金属阻尼器由带缝钢板、L型夹板、面外约束槽钢、螺栓、销栓等构成；开缝钢板受到槽钢的约束可保证仅在面内变形，耗能能力大；开缝的数量和形式灵活多变，刚度和强度耦合小，设计更加灵活。本实用新型应用在结构层间位置，由结构的层间变形带动阻尼器变形耗能，从而保护主体承重结构不受地震破坏。
【专利说明】带有面外约束的开缝钢板墙式阻尼器
(—)【技术领域】
[0001]本实用新型属于结构工程抗震【技术领域】，涉及一种利用开缝钢板面内变形耗能，采用面外约束装置的墙式金属阻尼器。
(二)【背景技术】
[0002]结构的被动耗能减震技术是指在结构的某些部位设置耗能装置，例如阻尼器，通过耗能装置产生的摩擦、弯曲、弹塑性滞回变形来耗散或吸收地震输入结构中的能量，减小主体结构的地震反应，从而避免结构产生破坏或倒塌，达到减震控制的目的。金属的弹塑性变形是消耗地震输入能量的最有效机制之一。目前常用的金属耗能器基本上都采用钢材作成，也有采用铅材料的金属阻尼器。采用钢材的金属阻尼器加工性好、无毒害，从而得到人们的普遍青睐。钢阻尼器大多数由软钢或低屈服点钢加工，这是因为软钢或低屈服点钢具有延性好、性能稳定、屈服点低等特点。工程中常用的金属阻尼器有棒型阻尼器、加劲耗能装置、U型金属阻尼器和软钢剪切型阻尼器等。加劲耗能装置具有三角形、X型、菱形、蜂窝形等形式，大部分采用金属板的面外变形进行耗能的，少数单圆孔形和槽形的加劲耗能器采用面内变形耗能。这些金属阻尼器强度和刚度偶联程度高，一旦确定了强度，刚度也就随之而定了，在应用时，参数可选择的范围小。
(三)实用新型内容
[0003]本实用新型提出一种利用钢板面内耗能的墙式金属阻尼器。阻尼器的耗能钢板上带有竖缝，将钢板划分为细长的条带，在阻尼器变形时，条带在面内弯曲，塑性在条带两端可充分发展，具有较长的塑性区，耗能能力强。耗能钢板垂直于竖缝的两侧设置夹板，便于与建筑结构的连接，另外两侧可根据阻尼器的类型设置肋板防止阻尼器的面外变形。本实用新型作为耗能元件安装在结构楼层之间，由于高度较大，钢板易于面外失稳，因此采用面外约束装置加强面外刚度。
[0004]本实用新型的墙式金属阻尼器，包括有带缝钢板1，带缝钢板加劲肋2，L型夹板3，螺栓4，销栓5，面外约束槽钢6，弧形槽7，条形槽8，夹板肋板9，其中带缝钢板加劲肋2焊接在带缝钢板I平行于缝的两侧，L型夹板3通过螺栓连接在带缝钢板I垂直于缝的两端，L型夹板3装备有多道夹板肋板9，与带缝钢板I相连的螺栓孔为条形槽8，带缝钢板I由多道面外约束槽钢6约束，面外约束槽钢6中部通过螺栓4与带缝钢板I连接，两端通过销栓5与带缝钢板I连接，带缝钢板I装备有弧形槽7，销栓5可自由滑动。
[0005]依照本实用新型实施例所述，带缝钢板I的开缝可为多排。
[0006]依照本实用新型实施例所述，带缝钢板I的开缝可长度、间距不等。
[0007]依照本实用新型实施例所述，带缝钢板I带有加劲肋2。
[0008]依照本实用新型实施例所述，带缝钢板I的面外变形由面外约束槽钢6约束。
[0009]依照本实用新型实施例所述，面外约束槽钢6与带缝钢板I通过螺栓4和销栓5连接。[0010]依照本实用新型实施例所述，带缝钢板I带有弧形槽7。
[0011]依照本实用新型实施例所述，销栓5可沿弧形槽7滑动。
[0012]依照本实用新型实施例所述，L型夹板3具有条形槽8。
[0013]依照本实用新型实施例所述，L型夹板3具有夹板肋板9。
[0014]本实用新型解决其技术问题所采用的工作原理:
[0015]本实用新型安装在结构上下层之间，各部分通过螺栓或焊接相连。本实用新型在工作时，阻尼器两端夹板随结构发生相对运动，带缝钢板随之变形，并很快进入塑性，耗散能量。由于开缝增大了缝间板带的长宽比，阻尼器具有很好的延性。
[0016]本实用新型具有以下优点:(I)地震作用下，带缝钢板阻尼器具有良好的延性，力学行为稳定；(2)本实用新型的强度和刚度分别由不同的设计参数控制，通过改变钢板开缝的形状，比如间距、长度、数量和开缝的排数，可以设计出在一定强度下，具有不同刚度的阻尼器，反之亦然，从而可满足不同工程的需求；(3)本实用新型的安装工艺只需要焊接或螺栓连接，并且制造简单，成本较低。
(四)【专利附图】
【附图说明】
[0017]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0018]图1是本实用新型实施例一的示意图。
[0019]图2是本实用新型实施例一的侧视图。
[0020]图3是本实用新型实施例一的带缝钢板。
[0021]图4是本实用新型实施例一的带缝钢板俯视图。
[0022]图5是本实用新型实施例一的L型夹板及其肋板。
[0023]图6是本实用新型实施例一的L型夹板及其肋板的侧视图。
[0024]图7是本实用新型实施例二的示意图。
[0025]图8是本实用新型实施例二的侧视图。
[0026]图9是本实用新型实施例二的带缝钢板。
[0027]图10是本实用新型实施例二的带缝钢板俯视图。
[0028]图中1.实施例一带缝钢板，2.带缝钢板加劲肋，3.L型夹板，4.螺栓，5.销栓，
6.面外约束槽钢，7.弧形槽，8.条形槽，9.L型夹板肋板，10.实施例二带缝钢板。
(五)【具体实施方式】
[0029]实施例1
[0030]图1是本实施例的结构示意图。本实例主要作为隔墙放置于结构层间位置，利用层间的错动变形耗能。本实施例是由带缝钢板1，L型夹板3，螺栓4，销栓5，面外约束槽钢6组成。本实施例的带缝钢板尺寸较大，很难在同一位置设置多个带缝钢板，但在平面内具有足够的空间开设多排缝，使其强度和刚度仍有较多的选择。带缝钢板垂直于缝的两边分别通过两个L型夹板连接上下层结构。带缝钢板通过螺栓与L型夹板连接，从带缝钢板中心竖线开始，越往两侧，螺栓数量越多，这种措施可保证阻尼器承受较大的面内弯矩。L型肋板在螺栓位置开设条形槽8，便于安装，防止阻尼器在安装时承担竖向荷载。带缝钢板平行于竖缝的两侧焊接有带缝钢板加劲肋2，与L型夹板的肋板9 一起增加了带缝钢板的面外刚度。为了防止位于带缝钢板中心部位的板带面外变形，在每条竖缝上下两端各设置一道面外约束装置。每一个面外约束装置由两个槽钢构成，两个槽钢分别放置于带缝钢板两面，垂直于缝放置，在槽钢中心位置设置一个螺栓将两道槽钢固定到带缝钢板上，两个槽钢在两端通过销栓相连，销栓穿过带缝钢板，带缝钢板开设弧形槽7，这样面外约束槽钢可绕着中心螺栓自由转动，不提供任何面内的力。采用线切割或激光切割等技术开设缝隙，缝宽根据阻尼器强度、刚度的设计要求，从2毫米到10毫米变化。缝端一般要开直径稍大于缝宽的圆孔，防止线切割或者激光切割的起始点引起的初始缺陷。缝端距离带缝钢板变截面处保持一段距离，防止过多的截面变化引起的应力集中破坏。带缝钢板和L型夹板的接触表面做喷砂处理增强接触面的摩擦力。
[0031 ] 图2是本实施例的侧视图。
[0032]图3是本实施例的带缝钢板的示意图。通过调整开缝长度，开缝排数以及开缝间距可以调整强度以及刚度。钢板两侧加有翼缘，以提高钢板面外稳定性。
[0033]图4是本实施例的带缝钢板的俯视图。
[0034]图5是本实施例的L型夹板的示意图。夹板两侧开有条形槽8，与带缝钢板连接一侧的条形槽可控制阻尼器在安装时的误差，与结构连接一侧的槽型孔允许带缝钢板的厚度在一定范围内变化。另外，在夹板上焊接相隔一定距离的肋板9。
[0035]图6是本实施例的L型夹板的侧视图。
[0036]实施例2
[0037]图7是本实施例的具体结构示意图。除带缝钢板10的形式不同外，其余与实施例一相同。
[0038]图8是本实施例的具体结构侧视图。
[0039]图9是本实施例的带缝钢板的示意图。通过调整开缝长度以及开缝间距可以调整强度以及刚度。另外，通过调整每根裂缝的长度，可以使被裂缝分开的每一段钢板条逐步达到屈服，使其屈服强度和延性可调。
[0040]图10是本实施例的带缝钢板的俯视图。
【权利要求】
1.一种墙式金属阻尼器，包括有带缝钢板(I)，带缝钢板加劲肋(2)，L型夹板(3)，螺栓(4)，销栓(5)，面外约束槽钢(6)，弧形槽(7)，条形槽(8)，夹板肋板(9)，其中带缝钢板加劲肋(2)焊接在带缝钢板(I)平行于缝的两侧，L型夹板(3)通过螺栓连接在带缝钢板(I)垂直于缝的两端，L型夹板(3)装备有多道夹板肋板(9)，与带缝钢板(I)相连的螺栓孔为条形槽(8)，带缝钢板(I)由多道面外约束槽钢(6)约束，面外约束槽钢(6)中部通过螺栓(4)与带缝钢板(I)连接，两端通过销栓(5)与带缝钢板(I)连接，带缝钢板(I)装备有弧形槽(7)，销栓(5)可自由滑动。
2.根据权利要求1所述的墙式金属阻尼器，其特征在于，带缝钢板(I)的开缝为多排。
3.根据权利要求2所述的墙式金属阻尼器，其特征在于，带缝钢板(I)的开缝长度、间距不等。
4.根据权利要求3所述的墙式金属阻尼器，其特征在于，带缝钢板(I)带有加劲肋⑵。
5.根据权利要求4所述的墙式金属阻尼器，其特征在于，带缝钢板(I)的面外变形由面外约束槽钢(6)约束。
6.根据权利要求5所述的墙式金属阻尼器，其特征在于，面外约束槽钢(6)与带缝钢板(I)通过螺栓⑷和销栓(5)连接。
7.根据权利要求6所述的墙式金属阻尼器，其特征在于，带缝钢板(I)带有弧形槽⑵。
8.根据权利要求7所述的墙式金属阻尼器，其特征在于，销栓(5)可沿弧形槽(7)滑动。
9.根据权利要求8所述的墙式金属阻尼器，其特征在于，L型夹板(3)具有条形槽(8)。
10.根据权利要求9所述的墙式金属阻尼器，其特征在于，L型夹板(3)具有夹板肋板(9)。
【文档编号】E04B1/98GK203412134SQ201320073981
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年2月17日 优先权日:2013年2月17日
【发明者】滕睿, 王涛, 杜雨峰 申请人:滕睿, 王涛, 杜雨峰