一种骨形连梁阻尼器的制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种骨形连梁阻尼器，涉及土木工程结构消能减震技术领域，为解决现有技术中存在的连梁阻尼器应力集中，耗能能力受影响的问题。骨形连梁阻尼器包括：第一端板、第二端板和至少一个骨形耗能钢板，所述骨形耗能钢板的两端分别与所述第一端板和所述第二端板相连，所述骨形耗能钢板包括一个耗能部和两个连接部，各所述连接部分别与所述耗能部相连，所述第一端板和所述第二端板分别与对应的所述连接部相连，所述骨形耗能钢板与所述第一端板或者所述第二端板相连的一侧的长度，大于所述耗能部的宽度。当骨形耗能钢板的数量大于等于两个时，骨形连梁阻尼器还包括约束装置。所述骨形连梁阻尼器消能减震能力较强。
【专利说明】
一种骨形连梁阻尼器
技术领域
[0001]本发明涉及土木工程结构消能减震技术领域，尤其是涉及一种骨形连梁阻尼器。
【背景技术】
[0002]近年来，消能减震技术研究不断深入，工程应用得到了前所未有的推进，连梁阻尼器作为一种消能减震构件也不断被应用到实际工程中。
[0003]连梁阻尼器是一种集承载和耗能为一体的特殊减震构件，在设计时既要保证构件的承载要求，还要保证构件的减震耗能要求。连梁阻尼器是金属阻尼器的一种，其主要依靠设定区域内钢板塑性变形耗散地震能量，该类阻尼器初始刚度较大、承载能力和耗能能力较好。在小震作用下，连梁阻尼器与两侧墙肢相连共同为结构提供抗侧刚度和承载力;在中震和大震作用下，连梁阻尼器先于墙肢屈服，耗散输入结构的地震能量，同时改变结构的动力特性，减小结构在地震作用下的地震损伤，有效保护主体结构，提升建筑结构抗震设防能力。
[0004]现有的连梁阻尼器的构造形式是在耗能部域开长孔或在阻尼器上下两端及耗能部加肋，这种做法会带来以下问题:在耗能部开方孔会引起应力集中的现象，且在耗能部开长圆孔要求施工精度高，因此在耗能部开长孔难度大，从而导致加工周期较长;在连梁阻尼器耗能部加肋需要在耗能部进行焊接热加工，导致连梁阻尼器耗能能力受影响。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种骨形连梁阻尼器，以解决现有技术中存在的连梁阻尼器在耗能部开长孔引起应力集中，在耗能部焊接肋板导致耗能能力受影响的技术问题。
[0006]为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的:
[0007]本发明提供的骨形连梁阻尼器，包括:第一端板、第二端板和至少一个骨形耗能钢板，所述骨形耗能钢板的两端分别与所述第一端板和所述第二端板相连，所述骨形耗能钢板包括一个耗能部和位于所述耗能部相对的两端的两个连接部，一个所述连接部的一端与所述耗能部相连、另一端与所述第一端板相连，另一个所述连接部的一端与所述耗能部相连、另一端与所述第二端板相连，所述骨形耗能钢板与所述第一端板或者所述第二端板相连的一侧的长度，大于所述耗能部的宽度。
[0008]优选地，所述骨形耗能钢板的数量大于等于两个，各所述骨形耗能钢板的一端分别与所述第一端板相连、另一端分别与所述第二端板相连，所述骨形连梁阻尼器还包括约束装置，所述约束装置包括限位管、定位件和约束杆，所述限位管位于相邻的所述骨形耗能钢板之间，且所述限位管的两端分别与相邻的两个所述骨形耗能钢板接触，所述骨形耗能钢板上设置有定位孔，所述约束杆穿过所述骨形耗能钢板和所述限位管，所述定位件安装于所述限位管上，且位于外侧的两个所述骨形耗能钢板的外侧，并分别与对应的所述骨形耗能钢板接触。
[0009]优选地，所述骨形耗能钢板与所述限位管之间设置有第一垫板，所述第一垫板上设置有第一通孔，所述约束杆穿过所述第一通孔。
[0010]优选地，所述约束杆上设置有螺纹，所述定位件为螺母，所述定位件安装于所述约束杆的两端且分别与对应的骨形耗能钢板接触。
[0011]优选地，所述骨形耗能钢板与所述定位件之间设置有第二垫板，所述第二垫板上设置有第二通孔，所述约束杆穿过所述第二通孔。
[0012]优选地，所述约束装置的数量为多个，多个所述约束装置沿所述骨形耗能钢板的长度方向间隔设置。
[0013]优选地，所述约束装置安装于所述骨形耗能钢板的耗能部。
[0014]优选地，所述连接部包括与所述耗能部相连的连接板，以及设置于所述连接板的相对的两侧的延伸板。
[0015]优选地，所述第一端板与所述第二端板结构相同。
[0016]优选地，所述第一端板与所述第二端板平行设置。
[0017]相对于现有技术，本发明所述的骨形连梁阻尼器具有以下优势:
[0018]本发明提供的骨形连梁阻尼器中，骨形耗能钢板的两端分别与第一端板和第二端板相连，因此，骨形耗能钢板的两端区域为连接区，骨形耗能钢板的中部区域为耗能区，耗能区用于在地震来临时消耗地震能量，从而起到消能减震的作用，具体地，骨形连梁阻尼器置于连梁中部，在小震作用下，骨形连梁阻尼器和建筑物的墙壁共同为建筑物提供抗侧刚度，控制建筑结构的地震力响应;在中震或者大震作用下，骨形连梁阻尼器中的骨形耗能钢板在地震的作用下发生形变，在骨形耗能钢板发生形变的过程中消耗地震的能量，从而减轻地震对建筑物造成的损害，以提升建筑物的抗震能力。
[0019]由于本发明提供的骨形连梁阻尼器中有至少一块骨形耗能钢板，随着骨形耗能钢板的数量增加，骨形连梁阻尼器可以满足更高承载力的要求；同时，由于当骨形连梁阻尼器中的骨形耗能钢板的数量大于等于两个时，骨形连梁阻尼器还包括约束装置，约束装置中的限位管位于相邻的两个骨形耗能钢板之间，以阻止该相邻的两个骨形耗能钢板朝向对方运动，约束装置中定位件位于最外侧的两个骨形耗能钢板的外侧，以防止最外侧的两个骨形耗能钢板向背离对方的方向运动，因此，约束装置可以防止骨形连梁阻尼器中的各骨形耗能钢板发生平面外屈曲，从而提高骨形连梁阻尼器的耗能能力，以提高使用本发明提供的骨形连梁阻尼器的建筑物的抗震能力。
[0020]此外，由于本发明提供的骨形连梁阻尼器中的骨形耗能钢板上未设置有长孔，因此不存在如现有技术中设置有长孔的连梁阻尼器易出现的应力集中的问题；由于本发明提供的骨形连梁阻尼器使用约束装置防止骨形耗能钢板平面外屈曲，因此就不需在耗能部焊接肋板，因此与现有技术中在耗能部加肋的连梁阻尼器相比，本发明提供的骨形连梁阻尼器在制造过程中无需在耗能部进行焊接热加工，因此耗能能力不会受到焊接热加工的影响，因此本发明提供的骨形连梁阻尼器的耗能能力更强，且结构简单，制作简便，加工周期短，后期维修维护容易甚至无需养护。
【附图说明】
[0021]为了更清楚地说明本发明【具体实施方式】或现有技术中的技术方案，下面将对【具体实施方式】或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本发明实施例提供的骨形连梁阻尼器的主视图一；
[0023]图2为本发明实施例提供的骨形连梁阻尼器的主视图二；
[0024]图3为本发明实施例提供的骨形连梁阻尼器中约束装置的结构示意图一；
[0025]图4为本发明实施例提供的骨形连梁阻尼器中约束装置的结构示意图二；
[0026]图5为本发明实施例提供的骨形连梁阻尼器中骨形耗能钢板与第一端板的连接示意图；
[0027]图6为本发明实施例提供的骨形连梁阻尼器中骨形耗能钢板的主视图。
[0028]附图标记:
[0029]1-骨形耗能钢板；11-连接部；12-耗能部；
[0030]21-第一端板；22-第二端板；31-限位管；
[0031]32-螺母；33-约束杆；34-第一垫板；
[0032]35-第二垫板。
【具体实施方式】
[0033]下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0034]在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0035]在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0036]如图1所示，本发明实施例提供的骨形连梁阻尼器，包括:第一端板21、第二端板22和至少一个骨形耗能钢板I，骨形耗能钢板I的两端分别与第一端板21和第二端板22相连，骨形耗能钢板I包括一个耗能部12和两个连接部11，一个连接部11的一端与耗能部12相连、另一端与第一端板21相连，另一个连接部11的一端与耗能部12相连、另一端与第二端板22相连，骨形耗能钢板I与第一端板21或者第二端板22相连的一侧的长度，大于耗能部12的宽度。这里所说的耗能部12的宽度，指的是骨形耗能钢板I在图1所示方向中，上边缘与下边缘之间的最短距离。
[0037]如图2-6所示，当骨形耗能钢板I的数量大于等于两个时，骨形连梁阻尼器还包括约束装置，各骨形耗能钢板I的一端分别与第一端板21相连、另一端分别与第二端板22相连，约束装置包括限位管31、定位件和约束杆33，限位管31位于相邻的骨形耗能钢板I之间，且限位管31的两端分别与相邻的两个骨形耗能钢板I接触，骨形耗能钢板I上设置有定位孔，约束杆33穿过骨形耗能钢板I和限位管31，定位件安装于限位管31上，且位于外侧的两个骨形耗能钢板I的外侧，并分别与对应的骨形耗能钢板I接触。
[0038]具体实施时，为了便于制造及安装，优选地，第一端板21与第二端板22结构相同，且第一端板21与第二端板22平行设置。耗能钢板I包括一个耗能部12和两个连接部11，约束装置安装于耗能钢板I的耗能部12。约束装置中的定位件的数量为两个，约束杆33的数量为一个，限位管31的数量比骨形耗能钢板I的数量少一个，例如当骨形耗能钢板I的数量为两个时，限位管31的数量为一个，当骨形耗能钢板I的数量为四个时，限位管31的数量为三个。
[0039]连接部11的数量为两个，两个连接部11位于耗能部12的两侧，第一端板21和第二端板22分别与对应的连接部11T形焊接连接;如图1所示，两个连接部11分别位于耗能部12的左右两侧，左侧的连接部11的左侧与第一端板21连接、右侧与耗能部12连接，右侧的连接部11的右侧与第二端板22连接，左侧与耗能部12连接，连接部11与耗能部12可以为一体结构;如图6所示，连接部11包括连接板和延伸板，其中连接板与耗能部12相连，连接板的上下两侧分别设置有一个延伸板，延伸板与连接板之间通过焊接方式相连，当连接板与耗能部12为一体结构时，延伸板为在连接板与耗能部12构成的一体结构上加腋形成。由于在一个耗能钢板上，连接板的数量为两个，因此延伸板的数量为四个，四个延伸板两两对称，分别位于连接板与耗能部12构成的一体结构的左上侧、右上侧、左下侧和右下侧，位于左上侧和左下侧的两个延伸板的左侧，以及连接板的左侧均与第一端板21相连，位于右上侧和右下侧的两个延伸板的右侧，以及连接板的右侧均与第二端板22相连。
[0040]需要说明的是，耗能钢板I的主视图形状与骨头的形状类似，耗能部12为矩形结构，连接部11与耗能部12可为一体结构，连接部11的一端的宽度与耗能部12的宽度相同，另一端的宽度大于耗能部12的宽度，并逐渐从宽度较大的一端向宽度较小的一端过度；当连接部11包括连接板和延长板时，连接板可为矩形结构，且连接板的宽度与耗能部12的宽度相同，连接板与耗能部12可以为一体结构。
[0041]本发明实施例提供的骨形连梁阻尼器中，骨形耗能钢板I的两端分别与第一端板21和第二端板22相连，因此，骨形耗能钢板I的两端区域为连接区，骨形耗能钢板I的中部区域为耗能区，耗能区用于在地震来临时消耗地震能量，从而起到消能减震的作用，具体地，骨形连梁阻尼器置于连梁中部，在小震作用下，骨形连梁阻尼器和建筑物的墙壁共同为建筑物提供抗侧刚度，控制建筑结构的地震力响应;在中震或者大震作用下，骨形连梁阻尼器中的骨形耗能钢板I在地震的作用下发生形变，在骨形耗能钢板I发生形变的过程中消耗地震的能量，从而减轻地震对建筑物造成的损害，以提升建筑物的抗震能力。
[0042]由于本发明实施例提供的骨形连梁阻尼器中有至少一块骨形耗能钢板I，随着骨形耗能钢板I的数量增加，骨形连梁阻尼器可以满足更高承载力的要求；同时，由于当骨形连梁阻尼器中骨形耗能钢板I的数量大于等于两个时，骨形连梁阻尼器还包括约束装置，约束装置中的限位管31位于相邻的两个骨形耗能钢板I之间，以阻止该相邻的两个骨形耗能钢板I朝向对方运动，约束装置中定位件位于最外侧的两个骨形耗能钢板I的外侧，以防止最外侧的两个骨形耗能钢板I向背离对方的方向运动，因此，约束装置可以防止骨形连梁阻尼器中的各骨形耗能钢板I发生平面外屈曲，从而提高骨形连梁阻尼器的耗能能力，以提高使用本发明实施例提供的骨形连梁阻尼器的建筑物的抗震能力。
[0043]此外，由于本发明实施例提供的骨形连梁阻尼器中的骨形耗能钢板I上未设置有长孔，因此不存在如现有技术中设置有长孔的连梁阻尼器易出现的应力集中的问题；由于本发明实施例提供的骨形连梁阻尼器使用约束装置防止骨形耗能钢板I平面外屈曲，因此就不需在耗能部12焊接肋板，因此与现有技术中在耗能部12加肋的连梁阻尼器相比，本发明实施例提供的骨形连梁阻尼器在制造过程中无需在耗能部12进行焊接热加工，因此耗能能力不会受到焊接热加工的影响，因此本发明实施例提供的骨形连梁阻尼器的耗能能力更强，且结构简单，制作简便，加工周期短，后期维修维护容易甚至无需养护。
[0044]本实施例中，约束杆33为钢筋，约束杆33与定位件可以为直接连接或者通过辅助部件进行间接连接，为了简化结构，约束杆33与定位件为直接连接，约束杆33与定位件可以为卡合连接或者螺纹连接，当约束杆33与定位件之间为螺纹连接时，约束杆33上设置有外螺纹，定位件可以为螺母32或者其他具有与约束杆33上的螺纹匹配的内螺纹的结构，定位件安装于约束杆33的两端且分别与对应的骨形耗能钢板I接触。如此设计，定位件与约束杆33之间通过螺纹连接，连接紧固且安装及拆卸过程简便。
[0045]值得一提的是，螺纹可以设置于整个约束杆33的外侧面，或者，仅在约束杆33的两端区域设置外螺纹，也就是说，可以仅在与位于最外侧的两个骨形耗能钢板I相对应的区域的前后设置有外螺纹。
[0046]为了对骨形耗能钢板I起到更好地约束作用，更好地防止骨形耗能钢板I产生平面外屈曲，优选地，约束装置的数量为多个，多个约束装置均设置于骨形耗能钢板I的耗能部12，且多个约束装置沿骨形耗能钢板I的长度方向间隔设置，具体设置位置可根据实际需求进行选择。
[0047]为了增加限位管31与骨形耗能钢板I之间的接触面积，优选地，骨形耗能钢板I与限位管31之间设置有第一垫板34，第一垫板34上设置有第一通孔，约束杆33穿过第一通孔，如此设计，限位管31通过第一垫板34与骨形耗能钢板I接触，第一垫板34与骨形耗能钢板I之间的接触面积，大于限位管31与骨形耗能钢板I直接接触时的接触面积。
[0048]为了增加定位件与骨形耗能钢板I之间的接触面积，优选地，骨形耗能钢板I与定位件之间设置有第二垫板35，第二垫板35上设置有第二通孔，约束杆33穿过第二通孔，如此设计，定位件通过第二垫板35与骨形耗能钢板I接触，第二垫板35与骨形耗能钢板I之间的接触面积，大于定位件与骨形耗能钢板I直接接触时的接触面积。
[0049]由于当骨形耗能钢板I的数量大于等于两个时采用上述约束装置，因此，下面分别以骨形耗能钢板I的数量为两个和三个为例对本发明实施例提供的骨形连梁阻尼器的具体结构进行描述。
[0050]当骨形耗能钢板I的数量为两个时，两个骨形耗能钢板I平行设置，且两个骨形耗能钢板I的两端分别与第一端板21和第二端板22T型焊接相连，约束装置中的限位管31的数量为一个，两个骨形耗能钢板I在相同位置均设置有一个过孔，限位管31位于两个骨形耗能钢板I之间，约束杆33依次穿过第一个骨形耗能钢板1、限位管31以及第二个骨形耗能钢板I，然后从约束杆33的两端安装定位件，使得当将定位件安装完毕后，其中一个定位件和限位管31的一端分别与其中一个骨形耗能钢板I的两侧接触，另一个定位件和限位管31的另一端分别与另一个骨形耗能钢板I的两侧接触，从而限定了两个骨形耗能钢板I相向运动及向背运动，进而防止这两个骨形耗能钢板I发生平面外屈曲。
[0051]当骨形耗能钢板I的数量为三个时，三个骨形耗能钢板I从左到右依次平行设置，且三个骨形耗能钢板I的两端分别与第一端板21和第二端板22T型焊接相连，约束装置中的限位管31的数量为两个，分别位于左侧的骨形耗能钢板I与中间的耗能钢板之间，以及位于中间的骨形耗能钢板I与右侧的骨形耗能钢板I之间，三个骨形耗能钢板I的相同位置均设置有过孔，约束杆33依次穿过左侧的骨形耗能钢板1、左侧的限位管31、中间的骨形耗能钢板1、右侧的限位管31以及右侧的骨形耗能钢板I，然后从约束杆33的左右两侧分别安装定位件，使得当将定位件安装完毕后，位于左侧的定位件和左侧的限位管31的左端分别与左侧的骨形耗能钢板I接触，左侧的限位管31的右端与右侧的限位管31的左端分别与中间的骨形耗能钢板I接触，右侧的限位管31的右端与位于右侧的定位件分别与右侧的骨形耗能钢板I接触，从而限定了三个骨形耗能钢板I相向运动及向背运动，进而防止这三个骨形耗能钢板I发生平面外屈曲。
[0052]需要说明的是，当骨形耗能钢板I的数量大于三个时，骨形连梁阻尼器中的约束装置与上述骨形耗能钢板I的数量为三个时骨形连梁阻尼器中的约束装置的结构类似，因此在这里不再赘述。
[0053]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.一种骨形连梁阻尼器，其特征在于，包括:第一端板、第二端板和至少一个骨形耗能钢板，所述骨形耗能钢板的两端分别与所述第一端板和所述第二端板相连，所述骨形耗能钢板包括一个耗能部和位于所述耗能部相对的两端的两个连接部，一个所述连接部的一端与所述耗能部相连、另一端与所述第一端板相连，另一个所述连接部的一端与所述耗能部相连、另一端与所述第二端板相连，所述骨形耗能钢板与所述第一端板或者所述第二端板相连的一侧的长度，大于所述耗能部的宽度。2.根据权利要求1所述的骨形连梁阻尼器，其特征在于，所述骨形耗能钢板的数量大于等于两个，各所述骨形耗能钢板的一端分别与所述第一端板相连、另一端分别与所述第二端板相连，所述骨形连梁阻尼器还包括约束装置，所述约束装置包括限位管、定位件和约束杆，所述限位管位于相邻的所述骨形耗能钢板之间，且所述限位管的两端分别与相邻的两个所述骨形耗能钢板接触，所述骨形耗能钢板上设置有定位孔，所述约束杆穿过所述骨形耗能钢板和所述限位管，所述定位件安装于所述限位管上，且位于外侧的两个所述骨形耗能钢板的外侧，并分别与对应的所述骨形耗能钢板接触。3.根据权利要求2所述的骨形连梁阻尼器，其特征在于，所述骨形耗能钢板与所述限位管之间设置有第一垫板，所述第一垫板上设置有第一通孔，所述约束杆穿过所述第一通孔。4.根据权利要求2所述的骨形连梁阻尼器，其特征在于，所述约束杆上设置有螺纹，所述定位件为螺母，所述定位件安装于所述约束杆的两端且分别与对应的骨形耗能钢板接触。5.根据权利要求2所述的骨形连梁阻尼器，其特征在于，所述骨形耗能钢板与所述定位件之间设置有第二垫板，所述第二垫板上设置有第二通孔，所述约束杆穿过所述第二通孔。6.根据权利要求2所述的骨形连梁阻尼器，其特征在于，所述约束装置的数量为多个，多个所述约束装置沿所述骨形耗能钢板的长度方向间隔设置。7.根据权利要求2所述的骨形连梁阻尼器，其特征在于，所述约束装置安装于所述骨形耗能钢板的耗能部。8.据权利要求1所述的骨形连梁阻尼器，其特征在于，所述连接部包括与所述耗能部相连的连接板，以及设置于所述连接板的相对的两侧的延伸板。9.根据权利要求1所述的骨形连梁阻尼器，其特征在于，所述第一端板与所述第二端板结构相同。10.根据权利要求1所述的骨形连梁阻尼器，其特征在于，所述第一端板与所述第二端板平行设置。
【文档编号】E04H9/02GK105863099SQ201610399340
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年6月7日
【发明人】杜永山, 白佳楠, 赵俊贤, 郝贵强, 韩伟, 迟雪晶, 尹燕青
【申请人】北京堡瑞思减震科技有限公司