本实用新型涉及建筑工程技术领域，尤其涉及一种双阶滑动大刚度摩擦阻尼器。
背景技术：
近些年来，随着全球范围内地震频发，以及为了满足日益提高的工程结构的发展需要，结构减震被动控制理论得到了广泛应用，其突破了传统的依靠结构本身的延性来消耗地震能量的抗震方法，主要依靠外加的消能装置来消耗地震能量，减小甚至消除主体结构的破坏。
摩擦阻尼器是一种附加在结构上的耗能装置，其通过滑动摩擦力做功耗散能量，对结构起耗能减震作用。小震时，结构本身具有足够刚度，处于弹性状态，摩擦阻尼器不产生滑移；中震、大震时，结构变形增大，摩擦阻尼器产生滑移，为结构提供附加阻尼，消能减震，从而保护主体结构的安全。
但是，对于目前的摩擦型阻尼器，普遍转动刚度低、行程不足，且具有恒定不变的起滑摩擦力，当滑移阻尼力设定较高时，阻尼器可能不起滑或滑动后产生不可复原的残余变形；若阻尼力设置过低，则无法提供所需的阻尼力，从而导致阻尼器的减震能力降低。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于，克服现有技术的不足，提出一种双阶滑动大刚度摩擦阻尼器，其具有大刚度、大行程、可灵活实现双阶滑动等优势。
为了实现上述目标，本实用新型提供了如下技术方案：
一种双阶滑动大刚度摩擦阻尼器，包括H型钢梁段，角钢、边腹板、钢盖板和摩擦型高强螺栓；
所述H型钢梁段包括H型钢梁段上翼缘、H型钢梁段下翼缘、H型钢梁段腹板；H型钢梁段上翼缘和H型钢梁段下翼缘上下平行设置，H型钢梁段腹板垂直连接于H型钢梁段上翼缘、H型钢梁段下翼缘之间；
所述H型钢梁段下翼缘的下表面垂直连接有边腹板；所述边腹板的前后两侧分别贴合有钢盖板；
所述H型钢梁段上翼缘在梁段范围内保持连续；所述H型钢梁段下翼缘、H型钢梁段腹板和边腹板在钢梁段某截面处断开并形成一段距离的缺口；所述钢盖板跨断开的边腹板在其全长范围内保持连续；
所述双阶滑动大刚度摩擦阻尼器以H型钢梁段腹板、H型钢梁段下翼缘和边腹板的形成缺口为界，其一侧为一阶滑移侧，其另一侧为二阶滑移侧，且二阶滑移侧的承载力大于一阶滑移侧的承载力；
所述边腹板在一阶滑移侧和二阶滑移侧均通过摩擦型高强螺栓与钢盖板滑动连接；且安装于二阶滑移侧的摩擦型高强螺栓的型号比安装于一阶滑移侧的摩擦型高强螺栓的型号大，和/或
安装于二阶滑移侧的摩擦型高强螺栓的数量比安装于一阶滑移侧的同一型号的摩擦型高强螺栓的数量多；
所述角钢有两块，分别横跨H型钢梁段腹板形成的缺口，对称布置在H型钢梁段腹板的前后两侧，且每个角钢的两肢均分别与所述H型钢梁段上翼缘下表面及H型钢梁段腹板固定连接。
作为举例而非限定，所述边腹板共有三块，前后间隔均匀布置于H型钢梁段下翼缘的下表面。
在优选的实施方式中，所述边腹板在一阶滑移侧和二阶滑移侧均开设有适应于所述双阶滑动大刚度摩擦阻尼器转动的斜向长圆螺栓孔；且一阶滑移侧的斜向长圆螺栓孔和二阶滑移侧的斜向长圆螺栓孔分别位于一个圆的不同弧段上，两者的倾斜方向不同；
所述钢盖板在对应于边腹板的斜向长圆螺栓孔所在位置处开设有螺栓孔。
在优选的实施方式中，每个角钢的竖肢分别通过焊接与H型钢梁段上翼缘的下表面垂直连接，每个角钢的横肢分别通过焊接与H型钢梁段腹板垂直连接；同时，每个角钢的竖肢肢尖分别指向H型钢梁段上翼缘，每个角钢的横肢肢尖分别指向H型钢梁段腹板。
为了提高边腹板与钢盖板之间的摩擦系数和耐磨性，在优选的实施方式中，可以在边腹板与钢盖板构成的摩擦面间可加入摩擦片，或使用耐磨板，或对摩擦面进行机械和/化学处理。
如上所述，本实用新型的双阶滑动大刚度摩擦阻尼器具有以下有益效果：
(1)采用H型截面钢梁段、边腹板、钢盖板、加强角钢和摩擦型高强螺栓组成的双阶滑动大刚度摩擦阻尼器，具有较大的转动刚度，在阻尼器发生滑动过程中，仍然能够给主体结构提供相对较大的附加刚度，提高了连接处的刚性。
(2)地震作用下，本双阶滑动大刚度摩擦阻尼器的一、二阶滑移侧均以上翼缘为中心转动，转动半径大，滑移行程大，具有足够的转动能力。
(3)本双阶滑动大刚度摩擦阻尼器中通过设置两种不同型号的摩擦型高强螺栓实现阻尼器的双阶滑动。中震时，仅一阶滑移侧起滑耗能；大震时，二阶滑移侧亦起滑耗能，增大了阻尼器的耗能减震能力，使该阻尼器具有良好的耗能减震效果以及较大的应用范围；且双阶滑动的设置避免了当起滑力设置较高时，阻尼器不起滑或者滑动后产生不可复原的残余变形的缺陷，起到了保护阻尼器的作用。
附图说明
图1为本实用新型所述双阶滑动大刚度摩擦阻尼器的正视示意图；
图2为本实用新型所述双阶滑动大刚度摩擦阻尼器的侧视示意图；
图3为本实用新型所述H型钢梁段的正视示意图；
图4为本实用新型所述边腹板的结构示意图；
图5为本实用新型所述钢盖板的结构示意图。
附图标记说明
1 H型钢梁段上翼缘
2 H型钢梁段下翼缘
3 H型钢梁段腹板
4 角钢
5 边腹板
5a 左斜向长圆螺栓孔
5b 右斜向长圆螺栓孔
6 钢盖板
6a 螺栓孔
7 摩擦型高强螺栓
8 转动中心
9 摩擦面
具体实施方式
下面将结合具体实施例及其附图对本实用新型提供的双阶滑动大刚度摩擦阻尼器的技术方案作进一步说明。结合下面说明，本实用新型的优点和特征将更加清楚。
需要说明的是，本实用新型的实施例有较佳的实施性，并非是对本实用新型任何形式的限定。本实用新型实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。本实用新型优选实施方式的范围也可以包括另外的实现，且这应被本实用新型实施例所属技术领域的技术人员所理解。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限定。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
本实用新型的附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的，并非是限定本实用新型可实施的限定条件。任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的效果及所能达成的目的下，均应落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。且本实用新型各附图中所出现的相同标号代表相同的特征或者部件，可应用于不同实施例中。
本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
如图1至图5所示，本实用新型提供一种双阶滑动大刚度摩擦阻尼器。
如图1、2所示，一种双阶滑动大刚度摩擦阻尼器，包括H型钢梁段、角钢4、边腹板5、钢盖板6和摩擦型高强螺栓7。其中，H型钢梁段包括H型钢梁段上翼缘1、H型钢梁段下翼缘2、H型钢梁段腹板3；H型钢梁段上翼缘1和H型钢梁段下翼缘2上下平行设置，H型钢梁段腹板3垂直连接于H型钢梁段上翼缘1、H型钢梁段下翼缘2之间。
如图1、3所示，所述双阶滑动大刚度摩擦阻尼器的H型钢梁段上翼缘1在梁段范围内保持连续，H型钢梁段下翼缘2和H型钢梁段腹板3在钢梁段某截面处断开并形成一段距离的缺口。
作为举例而非限定，如图1、2所示，所述边腹板5可以设置有三块，三块边腹板5前后间隔均匀布置于H型钢梁段下翼缘2的下表面，且通过焊接与H型钢梁段下翼缘2垂直连接在一起；进一步，三块边腹板5在对应于H型钢梁段下翼缘2和H型钢梁段腹板3形成的缺口的所在位置处断开，并形成相同距离的缺口。相应的，钢盖板6有六块，分别贴于三块边腹板5的前后两侧，并通过摩擦型高强螺栓7与边腹板5滑动连接；且所有的钢盖板6跨断开的边腹板5在全长范围内保持连续。在本实用新型中，边腹板5的具体数量根据双阶滑动大刚度摩擦阻尼器的承载力及下翼缘宽度来确定。
H型钢梁段下翼缘2、H型钢梁段腹板3和边腹板5形成的缺口可保证在大震作用下钢盖板6和边腹板5间能发生相对滑移，且应保证具有足够的转动空间。
如图1、2所示，所述角钢4有两块，分别横跨H型钢梁段腹板3形成的缺口，对称布置在H型钢梁段腹板3的前后两侧；且每个角钢4的竖肢分别通过焊接与H型钢梁段上翼缘1下表面垂直连接，每个角钢4的横肢分别通过焊接与H型钢梁段腹板3垂直连接；同时，每个角钢4的竖肢肢尖分别指向H型钢梁段上翼缘1，每个角钢4的横肢肢尖分别指向H型钢梁段腹板3。角钢4对所述双阶滑动大刚度摩擦阻尼器具有加强的作用，可以使其具有较大的承载能力和刚度。
以H型钢梁段下翼缘2、H型钢梁段腹板3、边腹板5共同形成缺口为界，所述双阶滑动大刚度摩擦阻尼器的一侧为一阶滑移侧，另一侧为二阶滑移侧；其中，二阶滑移侧的承载力大于一阶滑移侧的承载力；即二阶滑移侧的边腹板5上安装的摩擦型高强螺栓7的数量大于一阶滑移侧的边腹板5上安装的同一型号的摩擦型高强螺栓7的数量，和/或二阶滑移侧的边腹板5上安装的摩擦型高强螺栓7的型号大于一阶滑移侧安装的摩擦型高强螺栓7的型号。在本实用新型中，摩擦型高强螺栓7的具体数量没有要求，可以依据阻尼器所需承载力大小来定。
作为举例而非限定，如图1、4、5所示，在边腹板5在缺口位置左侧开适应于所述双阶滑动大刚度摩擦阻尼器转动的左斜向长圆螺栓孔5a，此侧为二阶滑移侧；所述边腹板5在缺口位置右侧开适应于所述摩擦阻尼器转动的右斜向长圆螺栓孔5b，此侧为一阶滑移侧；相应的，钢盖板6在对应于边腹板5的左、右斜向长圆螺栓孔5a、5b处开螺栓孔6a。
进一步，左、右斜向长圆螺栓孔5a、5b的倾斜方向不同；因为所述双阶滑动大刚度摩擦阻尼器的转动中心8为上翼缘上对应缺口处的位置，斜向长圆螺栓孔的倾斜度主要是根据斜向长圆螺栓孔与转动中心的相对位置来设定，即摩擦型高强螺栓7滑动所形成的弧线方向来定的，以适应于阻尼器的滑动；左右两侧的摩擦型高强螺栓7的滑动轨迹在一个圆的不同弧段上，所以其倾斜方向也是不同的。
地震作用下，所述双阶滑动大刚度摩擦阻尼器的一、二阶滑移侧均以上翼缘为中心转动，且转动半径大，滑移行程大，使得所述阻尼器具有足够的转动能力。
在中震作用下，仅有一阶滑移侧以上翼缘为中心转动，安装于右斜向长圆螺栓孔5b中的摩擦型高强螺栓7发生滑动，缺口右侧的边腹板5与钢盖板6间产生相对滑移，实现摩擦耗能。在大震作用下，首先一阶滑移侧转动，实现摩擦耗能，之后二阶滑移侧亦以上翼缘为中心转动，安装于左斜向长圆螺栓孔5a中的摩擦型高强螺栓7发生滑动，缺口左侧的边腹板5与钢盖板6间产生相对滑移，实现二阶摩擦耗能。由此，所述双阶滑动大刚度摩擦阻尼器的每块边腹板5两侧形成两个摩擦面9，即每一阶滑动侧有六个摩擦面9；且通过设置此双阶滑动增大了耗能减震能力，扩大了应用范围，使其具有良好的耗能减震效果；此外，双阶滑动的设置避免了当起滑力设置较高时，阻尼器不起滑或者滑动后产生不可复原的残余变形的缺陷，起到了保护阻尼器的作用。
为了提高边腹板5与钢盖板6之间的摩擦系数和耐磨性，在优选的实施方式中，可以在边腹板5与钢盖板6构成的摩擦面9间可加入摩擦片，或使用耐磨板，或对摩擦面9进行机械和/化学处理。
综上所述，本实用新型的双阶滑动大刚度摩擦阻尼器，通过设置角钢，使阻尼器具有较大的转动刚度；且边腹板均设置在H型钢梁段下翼缘下侧，使该双阶滑动大刚度摩擦阻尼器具有大的转动半径。同时，通过设置两种不同型号的摩擦型高强螺栓实现了阻尼器的双阶滑动，增大了耗能减震能力，扩大了阻尼器应用范围，而且在强震作用下还能起到保护阻尼器的作用。所以，本实用新型有效克服了现有技术的缺陷，且具有很大实用价值。
上述实施例仅示例性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。