一种用于剪力墙结构的金属阻尼器的制造方法
【专利摘要】一种用于剪力墙结构的金属阻尼器，包括有一块矩形钢板以及分别刚性连接在矩形钢板的两条短边上的连接件，所述连接件刚性连接在矩形钢板所在的平面内；所述矩形钢板沿长边方向上开有一个或一个以上的无尖角的孔洞；所述金属阻尼器还包括有固定连接在矩形钢板上的用于防止矩形钢板出平面失稳的约束肋；所述约束肋刚性连接在矩形钢板的外表面。本实用新型中的金属阻尼器通过采用约束肋等构造措施来将降低阻尼器出平面屈曲的可能性和量值，使低屈服点钢板在平面内更好的耗散地震能量，从而增强结构的抗震性能。
【专利说明】
一种用于剪力墙结构的金属阻尼器
技术领域
[0001]本实用新型涉及土木工程建筑结构减震控制领域，尤其涉及一种具有消能减震作用阻尼器。
【背景技术】
[0002]地震是造成生命伤亡的主要自然灾害之一。近一个世纪以来，世界各地发生了多次强烈地震，如:1923年9月发生在日本关东的里氏8.3级地震，造成10万多人死亡；1976年7月发生在我国唐山的里氏7.8级地震，造成24万余人死亡，16万余人重伤；1995年I月发生在日本阪神的里氏7.2级地震，造成5千余人死亡，10万余幢房屋倒塌破坏;2008年5月发生在我国汶川的里氏8.0级地震，造成近7万人遇难……结构被动耗能减振技术是一种经济、有效、可靠、易实现的结构振动控制技术，它能够在强震下充分吸收地震能量，降低结构主体承重构件的损伤程度，提高建筑结构的安全性。
[0003]剪力墙结构是高层建筑结构中较常见的结构形式，延性设计建议剪力墙结构满足“强墙肢弱连梁”的设计原理，即在保证多遇地震作用下结构有足够刚度的同时，又能保证罕遇地震作用下连梁先于墙肢屈服，从而结构能耗散地震输入能量，使竖向构件(墙肢)不过早屈服。国内外研究学者对通过改变连梁的配筋方式来提高其延性的方法进行了大量研究，如在连梁中交叉暗柱配筋、菱形配筋、劲性钢筋混凝土连梁等，这样做对钢砼连梁的延性和耗能能力有一定提高，但同时增加了施工难度，并且耗能效果也很有限。也有学者提出连梁内埋钢板附加剪力键、钢板开洞等构造。增强剪力墙结构连梁延性和耗能能力的方法越来越多，各有优缺点，趋势是朝着越来越完善的方向发展，但是对于无钢筋砼包裹的单层钢板型(含开洞型)连梁阻尼器非常容易因出平面过早屈曲而丧失耗能能力。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型提出了一种用于剪力墙结构的金属阻尼器，要解决传统连梁阻尼器容易因出平面过早屈曲而丧失耗能能力技术问题。
[0005]本实用新型技术方案如下。
[0006]一种用于剪力墙结构的金属阻尼器，连接于剪力墙结构中，包括有一块矩形钢板以及分别刚性连接在矩形钢板的两条短边上的连接件，所述连接件刚性连接在矩形钢板所在的平面内；所述矩形钢板沿长边方向上开有一个或一个以上的无尖角的孔洞;其特征在于:所述用于剪力墙结构的金属阻尼器还包括有固定连接在矩形钢板上的用于防止矩形钢板出平面失稳的约束肋;所述约束肋紧贴连接在矩形钢板的外表面。
[0007]优选的，所述约束肋为焊接连接在矩形钢板上边缘外表面和下边缘外表面的两块约束肋板;所述约束肋板面与矩形钢板平面垂直，并且约束肋板与矩形钢板构成一个工字型的钢结构。
[0008]优选的，所述约束肋为通过螺栓固定连接在矩形钢板前侧外表面或后侧外表面的几何形约束肋结构。
[0009]优选的，所述矩形钢板与几何形约束肋结构之间还设置有滑脱层，并且所述滑脱层覆盖在矩形钢板上。
[0010]优选的，所述几何形约束肋结构为菱形约束肋结构或者为十字形约束肋结构;所述几何形约束肋结构的截面为L型截面，或者为C型截面，或者为T型截面。
[0011]优选的，所述矩形钢板为Q235B的钢板或低屈服点的钢板。
[0012]优选的，所述连接件为钢结构构件，并且连接件平面内刚度大于等于矩形钢板的平面内刚度，连接件屈服强度大于等于矩形钢板的屈服强度。
[0013]优选的，所述连接件一端与矩形钢板相连，另一端嵌固于剪力墙结构内。
[0014]优选的，所述孔洞形状为长条形或者菱形或者纺锤形。
[0015]与现有技术相比本实用新型具有以下特点和有益效果。
[0016]1、本实用新型克服传统用于剪力墙结构的阻尼器容易因出平面过早屈曲而丧失耗能能力技术问题。
[0017]2、本实用新型中通过采用约束肋等构造措施来减低阻尼器出平面屈曲的可能性和量值，使低屈服点钢板在平面内更好的耗散地震能量，从而增强剪力墙结构的抗震性能。
[0018]3、本实用新型与传统的用于剪力墙结构的阻尼器相比，具有结构简单，施工成本低的优点。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型第一种实施例示意图。
[0020]图2为图1的A-A剖面。
[0021]图3为图1的B-B剖面。
[0022]图4为本实用新型第二种实施例示意图。
[0023]图5为图4的C-C剖面。
[0024]图6为约束肋的一种菱形构成方式。
[0025]图7为约束肋的一种十字形构成方式。
[0026]图8为L型约束肋截面。
[0027]图9为C型约束肋截面。
[0028]图10为T型约束肋截面。
[0029]附图标记:丨一矩形钢板、2一连接件、31一约束肋板、32一菱形约束肋结构、33一十字形约束肋结构、41 一边孔洞、42 —中孔洞、5 -螺栓、6 -滑脱层。
【具体实施方式】
[0030]这种金属阻尼器，包括有一块矩形钢板I以及分别刚性连接在矩形钢板的两条短边上的连接件2，并且两个连接件2设置在矩形钢板I所在的平面内；所述矩形钢板I沿长边方向上开有一排或一排以上的边缘圆滑的孔洞；其特征在于:所述金属阻尼器还包括有固定连接在矩形钢板I上用于防止矩形钢板I平面外失稳的约束肋。
[0031]所述约束肋紧贴连接在矩形钢板I的外表面。
[0032]第一种实施例，如图1一图3所示，所述约束肋为焊接连接在矩形钢板I上边缘外表面和下边缘外表面的两块约束肋板31;所述约束肋板31面与矩形钢板I平面垂直，并且约束肋板31与矩形钢板I构成一个工字型的钢结构。
[0033]如实际工程需要，所述矩形钢板I上还可以焊接有平行于约束肋板31的孔间加劲约束肋。
[0034]在本实施例中，所述矩形钢板I为Q235B的钢板。
[0035]本实施例中，所述连接件2为钢板，并且该钢板平面内刚度等于矩形钢板I的平面内刚度，钢板屈服强度等于矩形钢板I的屈服强度。
[0036]在其他实施例中，所述连接件2平面内刚度也可以大于矩形钢板I的平面内刚度，钢板屈服强度可以大于矩形钢板I的屈服强度。
[0037]在本实施例中，矩形钢板I上设置有两个边孔洞41和一个中孔洞42，两个边孔洞41和一个中孔洞42均为无尖角的孔洞，并且两个边孔洞41关于中孔洞42对称。
[0038]当然在其他实施例中，孔的数量也可以是4、5、6、7或者更多;孔洞的形状可以为菱形、多边形、纺锤形等无尖角的孔洞。
[0039]当矩形钢板I承受极限荷载时，两个约束肋板31上任意两点在矩形钢板I出平面方向的变形差与该两点净距离的比值不超过1/100。
[0040]在本实施例中，所述连接件2—端与矩形钢板I相连，另一端嵌固于剪力墙结构内。
[0041]第二种实施例，如图4一6所示，所述约束肋为通过螺栓5固定连接在矩形钢板I前侧外表面或后侧外表面的菱形约束肋结构32，其作用在于更为有效的阻止矩形钢板I发生平面外屈曲变形。
[0042]如图7所示，在其他实施例中约束肋的布置方式也可以是十字形约束肋结构33。
[0043]本实施例中，所述矩形钢板I与菱形约束肋结构32之间还设置有滑脱层6，并且所述滑脱层6覆盖在矩形钢板I上。
[0044]本实施例中，矩形钢板I的前侧外表面和后侧外表面都设置有滑脱层6和菱形约束肋结构32，总体布置方式为“菱形约束肋结构32-滑脱层6-矩形钢板1-滑脱层6-菱形约束肋结构32”，并且菱形约束肋结构32的截面为L型，滑脱层6与矩形钢板I在安装过程中保留1_间隙。
[0045]在其他实施例中，也可以仅在矩形钢板I的前侧外表面或后侧外表面其中一个设置有滑脱层6和几何形约束肋结构，总体布置方式为“几何形约束肋结构-滑脱层6-矩形钢板I” ；
[0046]如图9和图10所示，几何形约束肋结构的截面还可以为C型截面，或者为T型截面。
[0047]本实施例中，矩形钢板I的材料为Q235B的钢板。
[0048]本实施例中，所述连接件2为钢板，并且该钢板平面内刚度等于矩形钢板I的平面内刚度，钢板屈服强度等于矩形钢板I的屈服强度。
[0049]在其他实施例中，所述连接件2平面内刚度也可以大于矩形钢板I的平面内刚度，钢板屈服强度可以大于矩形钢板I的屈服强度。
[0050]在本实施例中，矩形钢板I上设置有两个边孔洞41和一个中孔洞42，两个边孔洞41和一个中孔洞42均为无尖角孔洞，并且两个边孔洞41关于中孔洞42对称。
[0051]当然在其他实施例中，孔的数量也可以是4、5、6、7或者更多;孔洞的形状可以为菱形、多边形等角部为非尖角的孔洞。
[0052]在本实施例中，在平面钢板工作应力较小处开有穿螺栓的孔。
[0053]在其他实施例中，也可利用平面钢板现有孔洞穿过螺栓。
[0054]本实施例中，滑脱层6为防腐性能较高的高分子材料，在阻尼器寿命期内不腐蚀，性能退化不会超过15%。
[0055]本实施例中，当矩形钢板I承受极限荷载时，滑脱层6在菱形约束肋结构32和螺栓5的固定作用下，任意两点在平面钢板出平面方向的变形差与该两点净距离的比值不超过I/100。
[0056]本实施例中，使用菱形约束肋结构32阻止矩形钢板I发生平面外屈曲变形的同时，不阻止矩形钢板I平面内变形;矩形钢板I和菱形约束肋结构32均不会发生自身锈蚀，并且矩形钢板I与菱形约束肋结构32之间的螺栓5也不会发生锈蚀。
[0057]在本实施例中，所述连接件2—端与矩形钢板I相连，另一端嵌固于剪力墙结构内。
【主权项】
1.一种用于剪力墙结构的金属阻尼器，连接于剪力墙结构中，包括有一块矩形钢板(I)以及分别刚性连接在矩形钢板的两条短边上的连接件(2)，所述连接件(2)刚性连接在矩形钢板(I)所在的平面内；所述矩形钢板(I)沿长边方向上开有一个或一个以上的无尖角的孔洞;其特征在于:所述用于剪力墙结构的金属阻尼器还包括有固定连接在矩形钢板(I)上的用于防止矩形钢板(I)出平面失稳的约束肋;所述约束肋刚性连接在矩形钢板(I)的外表面。2.根据权利要求1所述的一种用于剪力墙结构的金属阻尼器，其特征在于:所述约束肋为焊接连接在矩形钢板(I)上边缘外表面和下边缘外表面的两块约束肋板(31);所述约束肋板(31)与矩形钢板(I)垂直，并且约束肋板(31)与矩形钢板(I)构成一个工字型的钢结构。3.根据权利要求1所述的一种用于剪力墙结构的金属阻尼器，其特征在于:所述约束肋为通过螺栓(5)固定连接在矩形钢板(I)前侧外表面或后侧外表面的几何形约束肋结构。4.根据权利要求3所述的一种用于剪力墙结构的金属阻尼器，其特征在于:所述几何形约束肋结构为菱形约束肋结构(32)或者为十字形约束肋结构(33);所述几何形约束肋结构的截面为L型截面，或者为C型截面，或者为T型截面。5.根据权利要求3所述的一种用于剪力墙结构的金属阻尼器，其特征在于:所述矩形钢板(I)与几何形约束肋结构之间还设置有滑脱层(6)，并且所述滑脱层(6)覆盖在矩形钢板⑴上。6.根据权利要求1所述的一种用于剪力墙结构的金属阻尼器，其特征在于:所述矩形钢板(I)为Q235B的钢板或低屈服点的钢板。7.根据权利要求1所述的一种用于剪力墙结构的金属阻尼器，其特征在于:所述连接件(2)为钢结构构件，并且连接件(2)平面内刚度大于等于矩形钢板(I)的平面内刚度，连接件(2 )屈服强度大于等于矩形钢板(I)的屈服强度。8.根据权利要求1所述的一种用于剪力墙结构的金属阻尼器，其特征在于:所述连接件(2)—端与矩形钢板(I)相连，另一端嵌固于剪力墙结构内。9.根据权利要求1所述的一种用于剪力墙结构的金属阻尼器，其特征在于:所述孔洞形状为长条形或者菱形或者纺锤形。
【文档编号】E04B1/98GK205475801SQ201620115944
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年2月5日
【发明人】马伯涛, 宋毛毛, 黄季阳, 葛家琪
【申请人】中国航空规划设计研究总院有限公司