剪切型金属屈服阻尼器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种剪切型金属屈服阻尼器，属于土木工程结构消能减震技术领域。
【背景技术】
[0002]当今建筑越来越趋向于高大化，由钢构件、组合构件或钢筋混凝土构件组成的框架结构是建筑物中经常被采用的结构形式，为使建筑结构具有较强的抵抗地震、风荷载等外力破坏的能力，经常需要在框架结构中增设各类耗能装置，而剪切型金属屈服阻尼器因其经济性较好，力学性能优越，在工程中应用较多。
[0003]然而现有的剪切型金属屈服阻尼器存在如下问题:1、耗能机制单一，大多数阻尼器无法同时满足小震和大震时结构对附加阻尼比的需求。部分剪切型金属阻尼器设计屈服位移较大，只能在大震下起到消能减震作用，而在小震作用时，阻尼器仍然处于弹性工作状态，耗能太少或者不耗能;2、当阻尼器设计屈服位移较小时，即使同时满足小震及大震状态下耗能需求，但是这类阻尼器往往附加给结构构件的刚度较大，进而导致地震作用效应的增大，不利于结构抗震。
[0004]粘弹性阻尼材料由于自身材料分子链组成网格的压缩、错动和松弛会耗散能量，产生阻尼，故其制成的粘弹性阻尼装置可用来增加结构的阻尼。由于该种材料既具有粘性又具有很好的弹性，既可以贮存能量又可以耗散能量，所以用该种材料制成的耗能装置力与位移滞回曲线近似于椭圆形，耗能能力强，能够有效减小建筑物的风振及地震反应。与位移相关型阻尼器相比(例如剪切型金属屈服阻尼器)，粘弹性耗能装置避免了位移相关型阻尼器存在的耗能器初始刚度如何与结构侧移刚度相匹配的问题，故粘弹性阻尼装置在所有振动条件下都能进行耗能，即使在较小的振动条件下，也能够进行耗能。
[0005]但是由该种阻尼材料制作的装置其耗能能力受外界环境影响较大，尤其是温度和频率的影响，频率高到或温度低到一定的程度时，粘弹性阻尼材料呈玻璃态，失去阻尼性质;在低频或高温时，粘弹性阻尼材料呈橡胶态，阻尼也很小；只有在中频和中等温度时，阻尼最大，弹性取中等值。故其耗能能力较不稳定。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型需要解决的技术问题是提供一种剪切型金属屈服阻尼器，其具有较强的承受剪切力的能力，并且耗能能力稳定，利于结构抗震。
[0007]为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是:
[0008]—种剪切型金属屈服阻尼器，包括两个横向设置的连接板和两个纵向设置的翼板组成的矩形框架体、设置在矩形框架体上的横向加肋板和纵向加肋板，在矩形框架体内镶嵌设置有剪切耗能板，在剪切耗能板的前后两面分别设置有粘弹性材料层，粘弹性材料层的厚度均为剪切耗能板厚度的I?2倍，每一面的粘弹性材料层均包括若干拼接而成的粘弹性材料单元层。
[0009]本实用新型技术方案的进一步改进在于:粘弹性材料层为SA-3型高阻尼粘弹性材料。
[0010]本实用新型技术方案的进一步改进在于:剪切耗能板由屈服度为235MPa的软钢组成。
[0011]本实用新型技术方案的进一步改进在于:剪切耗能板与粘弹性材料层通过硫化或粘贴方式连接。
[0012]本实用新型技术方案的进一步改进在于:剪切耗能板与连接板、翼板采用全熔透T型焊接方式连接。
[0013]本实用新型技术方案的进一步改进在于:每一面的粘弹性材料层均包括四块拼接而成的粘弹性材料单元层。
[0014]由于采用了上述技术方案，本实用新型取得的技术进步是:
[0015]本实用新型采用粘弹性阻尼材料实现金属阻尼器在小侧移、微振动作用下的耗能，同时避免了对原结构附加较大刚度;增强金属阻尼器在大震作用下的耗能能力，使得金属屈服阻尼器受力性能更加可靠。
[0016]本实用新型融合了粘弹性阻尼装置减震和金属屈服消能减震两项技术。采用粘弹性阻尼材料与钢材组合截面的形式，合理的利用了粘弹性阻尼材料在小侧移、微振动作用下提供阻尼，消减震动能量的特性，拓展了现有金属屈服阻尼器耗能范围，为金属屈服阻尼器的应用拓展了空间；同时，本实用新型采用金属屈服消能减震技术有效的降低了粘弹性阻尼装置因外部因素(如温度或频率等)不同而降低减震效果的影响。
[0017]采用的SA—3型高阻尼粘弹性材料，该材料主要由高聚物和无机填料组成。它既可用于自由阻尼结构，又可用于约束阻尼结构，具有良好的阻尼、阻燃和耐介质性能，而且无毒。该材料为红色片状(颜色依需要可变)，密度为1730?1780kg/m3，平均拉伸强度为10.88MPa，邵氏硬度为95，有较好的柔韧性和优良的阻燃性，其极限氧指数为42%，使用安全、稳定。
[0018]本实用新型可有效的避免剪切型金属屈服阻尼器存在的耗能器初始刚度如何与结构侧移刚度相匹配的问题，可大大减小附加给结构的刚度，避免地震作用效应的进一步增大。
[0019]本实用新型采用屈服度为235MPa的钢材，吸收了粘弹性阻尼装置的特点，实现了该阻尼器在小震作用下消耗地震能量的目的，同时避免了采用低屈服强度的钢材(如Q195钢材)时，导致剪切型金属屈服阻尼器的后期承载性能有限，同时，耗能能力不能达到很高水平的问题。
[0020]本发明所采用的构件和耗能材料来源广，性价比高，使用寿命长。
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型整体图；
[0022]图2为本实用新型正立面图；
[0023]图3为本实用新型横截面1-1结构示意图；
[0024]其中，1、翼板，2、连接板，3、粘弹性材料层，4、横向加肋板，5、纵向加肋板，6、剪切
耗能板。【具体实施方式】
[0025]下面结合实施例对本实用新型做进一步详细说明:
[0026]如图1?3所示，一种剪切型金属屈服阻尼器，包括两个横向设置的连接板2和两个纵向设置的翼板I组成的矩形框架体、设置在矩形框架体上的两个横向加肋板4和四个纵向加肋板5，翼板1、连接板2、两个横向加肋板4和四个纵向加肋板5均采用Q235B钢板。
[0027]在矩形框架体内镶嵌设置有剪切耗能板6，剪切耗能板6也采用Q235B钢板，剪切耗能板6的规格与矩形框架体匹配。
[0028]在剪切耗能板6的如后两面分别硫化粘结有由SA-3型尚阻尼粘弹性材料制成的粘弹性材料层3，每一面的粘弹性材料层3均包括四块拼接而成的粘弹性材料单元层，前后八个粘弹性材料单元层的厚度均为剪切耗能板6厚度的1.5倍，当然剪切耗能板6与粘弹性材料层3也可以通过黏胶粘贴连接进行组合，构成组合截面。
[0029]剪切耗能板6与连接板2、翼板I采用全熔透T型焊接方式连接，其余构件间连接采用角焊缝连接。
[0030]本实用新型工作原理:本实用新型为一种新型剪切型金属屈服阻尼器，在多遇地震及风荷载作用过程中，该金属屈服阻尼器的剪切耗能板6处于弹性工作阶段，阻尼器为主体结构提供初始刚度，减小结构层间位移，此受力阶段，粘弹性材料层3提供附加阻尼，其主要通过以下方式耗能:剪切耗能板6与粘弹性材料3通过硫化或粘贴方式组合为一体，成为组合截面，该组合截面在剪切交变应力作用下，粘弹性材料层3提供附加阻尼，消耗微震(振)动能量;在大震作用过程中，剪切耗能板6进入屈服阶段，为主体结构提供附加阻尼，同时粘弹性材料层3进一步为主体结构提供附加阻尼，提高主体结构在大震作用下的抗震能力。
【主权项】
1.一种剪切型金属屈服阻尼器，包括两个横向设置的连接板(2)和两个纵向设置的翼板(I)组成的矩形框架体、设置在矩形框架体上的横向加肋板(4)和纵向加肋板(5)，其特征在于:在矩形框架体内镶嵌设置有剪切耗能板(6)，在剪切耗能板(6)的前后两面分别设置有粘弹性材料层(3)，粘弹性材料层(3)的厚度均为剪切耗能板(6)厚度的I?2倍，每一面的粘弹性材料层(3)均包括若干拼接而成的粘弹性材料单元层。2.根据权利要求1所述的剪切型金属屈服阻尼器，其特征在于:粘弹性材料层(3)Ssa-3型高阻尼粘弹性材料。3.根据权利要求1或2所述的剪切型金属屈服阻尼器，其特征在于:剪切耗能板(6)由屈服度为235MPa的软钢组成。4.根据权利要求1或2所述的剪切型金属屈服阻尼器，其特征在于:剪切耗能板(6)与粘弹性材料层(3)通过硫化或粘贴方式连接。5.根据权利要求1或2所述的剪切型金属屈服阻尼器，其特征在于:剪切耗能板(6)与连接板(2)、翼板(I)采用全熔透T型焊接方式连接。6.根据权利要求1或2所述的剪切型金属屈服阻尼器，其特征在于:每一面的粘弹性材料层(3)均包括四块拼接而成的粘弹性材料单元层。
【专利摘要】本实用新型公开了一种剪切型金属屈服阻尼器，属于土木工程结构消能减震技术领域。包括连接板、翼板、横向加肋板、纵向加肋板构成的矩形框架体，在矩形框架体内镶嵌设置有剪切耗能板，在剪切耗能板的前后两面分别硫化或粘贴设置有由SA-3型高阻尼粘弹性材料构成的粘弹性材料层，粘弹性材料层的厚度均为剪切耗能板厚度的1～2倍，每一面的粘弹性材料层均包括若干拼接而成的粘弹性材料单元层。本实用新型融合了粘弹性阻尼装置减震和金属屈服消能减震两项技术，实现金属阻尼器在小侧移、微振动作用下的耗能，同时避免了对原结构附加较大刚度；增强金属阻尼器在大震作用下的耗能能力，使得金属屈服阻尼器受力性能更加可靠。
【IPC分类】E04B1/98
【公开号】CN205242668
【申请号】CN201521079126
【发明人】王兵
【申请人】河北鸿筑源科技有限公司
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2015年12月23日