一种复合型软钢消能器的制作方法

[0001]
本实用新型涉及建筑物的抗震技术领域，特别涉及一种复合型软钢消能器。


背景技术：

[0002]
地震作用是影响工程结构安全性的最主要因素之一，剪切钢板消能器和三角形钢板消能器则是建筑物用于抵抗地震作用常用的振动控制手段。
[0003]
剪切钢板消能器属于金属消能器的一种，具有金属消能器经济性好、性能稳定等优点，常用的材料为低屈服点钢。其耗能机制是通过钢板面内剪切变形来消耗地震能量，因而具有较大的侧向刚度，在较小的位移条件下达到屈服并开始耗能，并能产生较大的出力。
[0004]
三角形钢板消能器也是金属消能器的一种，常用的材料为低屈服点钢。其耗能机制是通过钢板的面外弯曲变形来消耗地震能量。由于其耗能机制是钢板面外变形，因而侧向刚度较小，屈服位移相对剪切钢板要大，单片三角形钢板的出力也比剪切钢板小。
[0005]
两种消能器单独使用时均只能应对单一设防水准的地震作用，难以实现“三水准”的设防要求以及更高的性能目标。


技术实现要素：

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本实用新型目的在于提供一种复合型软钢消能器，弥补既有消能器设防水准单一的缺陷，有利于达到“三水准”的抗震设防标准以及更高的性能目标。
[0007]
本实用新型通过以下技术方案实现上述目标：
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本实用新型提供的一种复合型软钢消能器，包括顶板、底板、至少两块剪切耗能板、若干片三角形耗能板、两块耳板、螺栓及套筒。
[0009]
所述顶板与所述底板平行相对设置，至少两块所述剪切耗能板平行间隔设置于所述顶板和所述底板之间，并且所述剪切耗能板垂直于所述顶板和所述底板，所述剪切耗能板的延伸方向与所述顶板和所述底板的延伸方向相同；若干片所述三角形耗能板平行间隔设置在两块所述剪切耗能板之间，所述三角形耗能板同时垂直于所述剪切耗能板及所述顶板，所述三角形耗能板窄边朝向所述底板，窄边端部设有所述套筒；两块所述耳板平行于所述剪切耗能板对称设置于所述剪切耗能板及所述三角形耗能板之间；所述螺栓穿过所述耳板及所述套筒。
[0010]
进一步的，所述顶板设有长条形开洞。
[0011]
进一步的，所述剪切耗能板的材料为低屈服点钢，采用全透对接焊分别与所述顶板和所述底板连接。
[0012]
进一步的，所述三角形耗能板的材料为低屈服点钢，上端嵌入所述顶板中并采用塞焊与所述顶板连接，下端采用全透对接焊与所述套筒连接。
[0013]
进一步的，所述剪切耗能板数量为偶数片，且形状和尺寸相同。
[0014]
进一步的，所述三角形耗能板数量为12～16片。
[0015]
进一步的，所述多片三角形耗能板的形状和尺寸相同。
[0016]
进一步的，所述耳板采用全透对接焊与所述底板连接，并设有长条孔。
[0017]
与现有技术相比，本实用新型的优势在于：
[0018]
本实用新型提供的一种复合型软钢消能器，将剪切耗能板和三角形耗能板组合使用，利用两种耗能板的力学特性差异，可实现“三水准”设防目标以及更高的性能目标。
[0019]
本实用新型的效果是：
[0020]
1、在小位移作用下，剪切耗能板屈服位移较三角形耗能板屈服位移小，其率先进入屈服状态，消耗地震能量，保护主体结构，实现“小震不坏”，此时三角形耗能板仍处于弹性状态。在大位移作用下，结构变形较大，超过了三角形耗能板的屈服位移，三角形耗能板屈服耗能，从而实现“中震可修”和“大震不倒”。因此，本实用新型提供的一种复合型软钢消能器能够实现，更易实现“三水准”的设防要求。
[0021]
2、通过设计选择合理的耗能板形状参数及两种耗能板数量的匹配，可以实现主体结构中震弹性、大震不屈服等多种性能目标。
[0022]
本实用新型提供的一种复合型软钢消能器为非承重构件，不得参与承受竖向荷载。
附图说明
[0023]
图1为本实用新型实施例提供的一种复合型软钢消能器的轴侧图；
[0024]
图2为本实用新型实施例提供的一种复合型软钢消能器的正视图；
[0025]
图3为本实用新型图2的a-a剖面图；
[0026]
图4为本实用新型图2的b-b剖面图。
[0027]
图5为本实用新型实施例提供的一种复合型软钢消能器的侧视图。
[0028]
图6为本实用新型实施例提供的一种复合型软钢消能器单片三角形耗能板与套筒的详解图。
[0029]
图7为本实用新型实施例提供的一种复合型软钢消能器三角形耗能板与顶板连接焊缝的示意图。
[0030]
图8为本实用新型实施例提供的一种复合型软钢消能器的分解示意图。
[0031]
图中：
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1：顶板；2：底板；3：剪切耗能板；4：三角形耗能板；5：耳板；6：螺栓；7：套筒。
具体实施方式
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以下结合附图和具体实例对本实用新型提出的一种复合型软钢消能器作具体实施方式的详细说明。需指出的是，附图仅为示意图，用以辅助阐明本实用新型的内容，并非准确的尺寸。
[0034]
如图1至8所示，为本实用新型提供的一种复合型软钢消能器，包括顶板1、底板2、至少两块剪切耗能板3、若干片三角形耗能板4、两块耳板5、螺栓6及套筒7。
[0035]
所述顶板1与所述底板2平行相对设置，至少两块所述剪切耗能板3平行间隔设置于所述顶板1和所述底板2之间，并且所述剪切耗能板3垂直于所述顶板1和所述底板2，所述剪切耗能板3的延伸方向与所述顶板1和所述底板2的延伸方向相同；若干片所述三角形耗能板4平行间隔设置在两块所述剪切耗能板3之间，所述三角形耗能板4同时垂直于所述剪
切耗能板3及所述顶板1，所述三角形耗能板4窄边朝向所述底板2，窄边端部设有所述套筒7；两块所述耳板5平行于所述剪切耗能板3对称设置于所述剪切耗能板3及所述三角形耗能板4之间；所述螺栓6穿过所述耳板5及所述套筒7，以将所述耳板5、所述套筒7以及所述三角形耗能板4固定在一起。本方案中将剪切耗能板3和三角形耗能板4复合使用，在小位移作用下，屈服位移较小的剪切耗能板3会先于屈服位移较大的三角形耗能板4进入屈服状态，耗散地震能量，保护主体结构安全，实现“小震不坏”，此时三角形耗能板4此时仍处于弹性状态；在大位移作用下，结构相对位移达到三角形耗能板4的屈服位移，三角形耗能板4也进入屈服状态耗散地震能量，实现“中震可修”和“大震不倒”。
[0036]
优选的，所述顶板1设有长条形开洞，用以与所述三角形耗能板4连接，更易实现所述顶板1与所述三角形耗能板4的刚接。
[0037]
优选的，所述剪切耗能板3的材料为低屈服点钢，采用全透对接焊分别与所述顶板1和所述底板2连接。同样优选的，所述三角形耗能板的材料也可以选用低屈服点钢，上端嵌入所述顶板1的长条形开洞中，采用塞焊与所述顶板1连接，下端采用全透对接焊与所述套筒7连接。
[0038]
优选的，所述剪切耗能板3数量为偶数片，且形状和尺寸相同，以减少消能器内部可能出现的受力不均的情况。
[0039]
优选的，所述三角形耗能板4数量为12～16片，并且各片所述三角形耗能板4的形状和尺寸优选为相同，以保证所述三角形耗能板4有足够的总体耗能能力。
[0040]
优选的，所述耳板5采用全透对接焊与所述底板2连接，并设有长条孔。长条孔的长度根据计算确定，以保证所述螺栓6在所述三角形耗能板4的变形过程中有足够自由行程，以避免所述三角形耗能板4出现薄膜效应。
[0041]
本实用新型提供的一种复合型软钢消能器，在小震作用下，剪切耗能板屈服位移小，率先进入屈服进入工作，消耗地震能量，保护主体结构，实现“小震不坏”，而三角形耗能板屈服位移较大，此时仍处于弹性状态，形成一种耗能储备。在中震和大震作用下，结构变形较大，达到三角形耗能板的屈服位移，三角形耗能板也进入屈服状态，参与消耗地震能量，从而实现“中震可修，大震不倒”。因此，本实用新型提供的一种复合型软钢消能器能够实现，更易实现“三水准”的设防要求。
[0042]
实际应用中可通过调整剪切耗能板3及三角形耗能板4的数量及形状参数以控制二者的屈服位移和总体耗能能力，以满足设计需求的不同性能目标。
[0043]
应注意的是，在实施焊接过程中，不应在剪切耗能板3和三角形耗能板4位置进行焊接起弧或落弧等不规范的加工，避免局部热应力对性能的不利影响。同时应注意采取合理的钢结构防火、防腐蚀处理。