可复位的大变形阻尼器的制作方法

本发明属于建筑结构振动控制领域，特别是涉及一种可复位的大变形阻尼器。

背景技术

金属屈服阻尼器(metallicyieldingdamper)是用软钢或其它软金属材料做成的各种形式的阻尼耗能器。金属屈服后具有良好的滞回性能，某些金属具有弹塑性滞回变形耗能，包括软钢阻尼器、铅阻尼器和形状记忆合金(shapememoryalloys，简称sma)阻尼器等。铅阻尼器和形状记忆合金阻尼器对结构进行振动控制的机理是将结构振动的部分能量通过金属的屈服滞回耗能耗散掉，从而达到减小结构反应的目的，软钢阻尼器是充分利用软钢进入塑性阶段后具有良好的滞回特性。1972年，kelly和skinner等美国学者首先开始研究利用软钢的这种性能来控制结构的动力反应，并提出软钢阻尼器的几种形式，包括扭转梁、弯曲梁和u形条耗能器等。随后，其它学者又相继提出许多形式各异的软钢阻尼器，其中比较典型的如x形、三角形板软钢阻尼器、e型钢阻尼器和c型钢阻尼器等。经过国内外许多学者的理论分析和实验研究，证实软钢阻尼器具有稳定的滞回特性，良好的低周疲劳性能、长期的可靠性和不受环境、温度影响等特点，是一种很有前途的耗能器。

因为地震等原因传输给建筑结构的外部能量，是结构产生振动的根源，所以阻尼器的耗能性质将会是减少结构的振动反应的关键，目前研究开发的阻尼器容易因为耗能特性不足和结构不协调而失去了约束与防屈曲作用，致使其耗能能力大幅降低。因此，一些阻尼器的制造工艺，耗能性能等仍需要进一步改进。

技术实现要素：

为了解决上述存在的技术问题，本发明提供一种可复位的大变形阻尼器，采用上板、下板对外部曲面耗能钢板、耗能分隔软钢板、弧形耗能钢板、端部耗能钢板、半圆形连接耗能钢板拉压的耗能方式，设置形状记忆合金丝具有超强的恢复变形能力，为该阻尼器在拉压方向的振动提供稳定的阻尼力及自动复位功能，在地震时能减少建筑结构地震反应。

本发明采用的技术方案为：

一种可复位的大变形阻尼器，包括上板、下板、上板螺孔、下板螺孔、外部曲面耗能钢板、端板、耗能分隔软钢板、协调连接钢筋、弧形耗能钢板、弹性粘结填充材料、泡沫铝耗能材料、端部耗能钢板、半圆形连接耗能钢板、锁紧螺母、形状记忆合金丝、连接轴和摩擦耗能块；

可复位的大变形阻尼器的结构，是由上板、下板、外部曲面耗能钢板、端板围成，在可复位的大变形阻尼器结构的内部上、下对称设置耗能分隔软钢板、弧形耗能钢板、端部耗能钢板、半圆形连接耗能钢板、连接轴和多个摩擦耗能块；在可复位的大变形阻尼器结构的最上端设置上板，在可复位的大变形阻尼器结构的最下端设置下板，在上板的两边开设上板螺孔，在下板的两边开设下板螺孔；连接轴在可复位的大变形阻尼器结构内部的两侧位置，连接轴的一端和上板或下板连接固定，在连接轴上等间距设置若干个摩擦耗能块；在端板、端部耗能钢板和半圆形连接耗能钢板围成的空腔内设置弹性粘结填充材料，在可复位的大变形阻尼器的结构内的其余空腔内设置泡沫铝耗能材料；在耗能分隔软钢板、端部耗能钢板和半圆形连接耗能钢板围成的结构内部设置若干弧形耗能钢板，弧形耗能钢板从中间至左右两侧的弯曲半径逐渐减小；耗能分隔软钢板的两端和弧形耗能钢板的两端与半圆形连接耗能钢板连接，协调连接钢筋穿过耗能分隔软钢板、弧形耗能钢板、端部耗能钢板和上板的中点，或穿过耗能分隔软钢板、弧形耗能钢板、端部耗能钢板和下板的中点，并将协调连接钢筋两端采用锁紧螺母锁紧固定，增大其协同耗能能力；在可复位的大变形阻尼器结构内的中部，相邻的两个端部耗能钢板之间设置若干组相互斜交叉拉结的形状记忆合金丝，形状记忆合金丝的两端和端部耗能钢板固结连接，不仅可以增加耗能性，还可以保证相邻的两个端部耗能钢板之间接近而不能远离，进一步增大其协同耗能能力。

进一步地，所述外部曲面耗能钢板、端板、耗能分隔软钢板、弧形耗能钢板、端部耗能钢板、半圆形连接耗能钢板采用低屈服点钢板制作而成。

进一步地，所述弹性粘结填充材料采用高阻尼橡胶制作而成。

进一步地，所述泡沫铝耗能材料采用泡沫铝制作而成。

进一步地，所述外部曲面耗能钢板和端板的上、下两端与上板和下板采用焊接连接。

进一步地，所述上板螺孔之间的距离为等间距，下板螺孔之间的距离为等间距。

本发明的有益效果：

本发明的有益效果是初始刚度较大，材料屈服分散面积大、可恢复变形大，采用上板、下板对外部曲面耗能钢板、耗能分隔软钢板、弧形耗能钢板、端部耗能钢板、半圆形连接耗能钢板拉压的耗能方式，其不仅能通过自身的弯曲变形耗能而且发生相对位移时与弹性粘结填充材料、泡沫铝耗能材料摩擦挤压，能够相互协调，无明显应力集中现象，而且连接轴带动摩擦耗能块和泡沫铝耗能材料相互摩擦耗能，使耗能更充分，使结构的动能或弹性势能等能量转化成热能等形式耗散掉，设置的形状记忆合金丝和组合耗能钢板都是协同受力的，形状记忆合金丝具有超强的恢复变形能力，为该阻尼器在拉压方向的振动提供稳定的阻尼力及自动复位功能，在地震时能减少建筑结构地震反应。

附图说明

图1为本发明可复位的大变形阻尼器正视示意图。

图2为本发明可复位的大变形阻尼器俯视示意图。

图3为图2的a-a剖面图。

图中：1为上板；2为下板；3为上板螺孔；4为下板螺孔；5为外部曲面耗能钢板；6为端板；7为耗能分隔软钢板；8为协调连接钢筋；9为弧形耗能钢板；10为弹性粘结填充材料；11为泡沫铝耗能材料；12为端部耗能钢板；13为半圆形连接耗能钢板；14为锁紧螺母；15为形状记忆合金丝；16为连接轴；17为摩擦耗能块。

具体实施方式

为了进一步说明本发明，下面结合附图及实施例对本发明进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。

可复位的大变形阻尼器，如图1~图3所示，包括上板1、下板2、上板螺孔3、下板螺孔4、外部曲面耗能钢板5、端板6、耗能分隔软钢板7、协调连接钢筋8、弧形耗能钢板9、弹性粘结填充材料10、泡沫铝耗能材料11、端部耗能钢板12、半圆形连接耗能钢板13、锁紧螺母14、形状记忆合金丝15、连接轴16和摩擦耗能块17；

可复位的大变形阻尼器的结构，是由上板1、下板2、外部曲面耗能钢板5、端板6围成，在可复位的大变形阻尼器结构的内部上、下对称设置耗能分隔软钢板7、弧形耗能钢板9、端部耗能钢板12、半圆形连接耗能钢板13、连接轴16和多个摩擦耗能块17；在可复位的大变形阻尼器结构的最上端设置上板1，在整个结构的最下端设置下板2，在上板1的两边等间距开设若干上板螺孔3，在下板2的两边等间距开设若干下板螺孔4；连接轴16在可复位的大变形阻尼器结构内部的两侧位置，连接轴16的一端和上板1或下板2连接固定，在连接轴16上等间距设置若干个摩擦耗能块17；在端板6、端部耗能钢板12和半圆形连接耗能钢板13围成的空腔内设置弹性粘结填充材料10，所述弹性粘结填充材料10采用高阻尼橡胶制作而成，在可复位的大变形阻尼器的结构内的其余空腔内设置泡沫铝耗能材料11，所述泡沫铝耗能材料11采用泡沫铝制作而成；在耗能分隔软钢板7、端部耗能钢板12和半圆形连接耗能钢板13围成的结构内部设置若干弧形耗能钢板9，弧形耗能钢板9从中间至左右两侧的弯曲半径逐渐减小；耗能分隔软钢板7的两端和弧形耗能钢板9的两端与半圆形连接耗能钢板13连接，协调连接钢筋8穿过耗能分隔软钢板7、弧形耗能钢板9、端部耗能钢板12和上板1的中点，或穿过耗能分隔软钢板7、弧形耗能钢板9、端部耗能钢板12和下板2的中点，并将协调连接钢筋8两端采用锁紧螺母14锁紧固定，增大其协同耗能能力；在可复位的大变形阻尼器结构内的中部，相邻的两个端部耗能钢板12之间设置若干组相互斜交叉拉结的形状记忆合金丝15，形状记忆合金丝15的两端和端部耗能钢板12固结连接，不仅可以增加耗能性，还可以保证相邻的两个端部耗能钢板12之间接近而不能远离，进一步增大其协同耗能能力。

所述外部曲面耗能钢板5、端板6、耗能分隔软钢板7、弧形耗能钢板9、端部耗能钢板12、半圆形连接耗能钢板13采用低屈服点钢板制作而成。

所述外部曲面耗能钢板5和端板6的上、下两端与上板1和下板2采用焊接连接。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。