[发明专利]可调式金属复合型低屈服点阻尼器

说明书

技术领域

本发明涉及一种可调式金属复合型低屈服点阻尼器，属于结构工程抗震与减震及抗风技术领域。

背景技术

在强震和大风作用下的建筑结构应有足够的耗能能力，才能够避免发生破坏。传统的抗震和抗风结构体系通过结构及承重构件的损坏消耗能量，导致结构构件出现不同程度的损伤甚至倒塌，这是不合理也是不安全的。结构耗能减震技术是一种新的抗震防灾技术，在采用消能减震技术的结构体系中，结构的某些非承重构件被设计成具有较大耗能能力的特殊元件——阻尼器，小风小震时，结构本身具有足够的侧向刚度以满足使用要求，结构处于弹性状态；大震大风时，随着结构侧向变形的增大，阻尼器率先进入非弹性状态，产生较大阻尼，集中地耗散结构的地震或风振能量，迅速衰减结构的振动反应，从而避免或减小主体结构的损伤。而耗能减震结构的实现主要依赖于研制出简便实用的阻尼器，目前国内外已研制出大量的阻尼器，如软钢阻尼器、摩擦阻尼器、粘滞流体阻尼器、智能阻尼器等。绝大多数现有阻尼器都属于封装结构，不利于现场安装和调试，维护成本较高；同时由于屈服强度较高的阻尼器，在中小震下不能充分发挥材料滞回耗能的特性，实际减震效果往往低于设计值。而屈服强度较低的阻尼器其延性又较差，直接使用将很快进入屈服阶段而不能耗能减震，因此开发出即可以具有较低屈服点又可以保证足够延性的阻尼器，且此阻尼器成本低廉又在地震中能够充分耗能，这将具有重大的工程意义。

发明内容

本发明提出了一种可调式金属复合型低屈服点阻尼器，本阻尼器具有较低的屈服应力，从而在中小震下就可以进入塑性状态，充分实现耗能减震。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。本阻尼器主要包括有与建筑结构相连接的上下水平连接钢板3和设置在上下水平连接板3之间的耗能金属板，其特征在于，所述的耗能金属板包括有由屈服强度大于200MPa的材料制成第一耗能金属板1和由屈服强度小于200MPa的材料制成的第二耗能金属板2，第一耗能金属板1和第二耗能金属板2交错布置并相互之间固定连接。

所述的第一耗能金属板1为低碳钢钢板或铝合金板。

所述的第二耗能金属板2为软钢钢板或为锌板或为铅板。

耗能金属板的数量和尺寸应根据实际减震方案要求组合板提供的总屈服强度以及金属板之间的固定连接效果确定，但第一耗能金属板1和第二耗能金属板2的数量分别不能少于3块和2块。

所述第一耗能金属板1和第二耗能金属板2的形状完全一致，二者的组合有：第一耗能金属板1为低碳钢钢板，第二耗能金属板2为锌板，低碳钢钢板与锌板的厚度比率为0.3∶0.7；第一耗能金属板1为低碳钢钢板，第二耗能金属板2为铅板，低碳钢钢板与铅板厚度比率为0.4∶0.6；第一耗能金属板1为铝合金板，第二耗能金属板2为锌板，铝合金板与锌板厚度比为0.4∶0.6。

所述的第一耗能金属板(1)和第二耗能金属板(2)上设置有镂空(7)。

所述的镂空(7)的形状为椭圆形或为平行圆角矩形圆形或为X形或为菱形。

第一耗能金属板1和第二耗能金属板2之间采用环氧树脂类或聚氨酯类金属用胶黏剂粘接。也可以采用金属胶黏剂粘接并辅以高强螺栓固定。还可以直接用高强螺栓连接。

本发明通过对不同材料的金属进行组合使本阻尼器具有较低的屈服应力，从而使阻尼器在中小震下先于结构主要承力构件进入塑性状态，进行耗能减震。构造镂空形式能够使阻尼器耗能金属板的局部形成薄弱部位从而产生集中变形，进一步提高耗能能力。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

1)本发明将具有不同屈服点的第一耗能金属板和第二耗能金属板结合，与一般阻尼器相比，屈服强度降低，在中小震下即可充分发挥复合金属材料良好的滞回性能，使阻尼器能够获得较低的屈服应力和应变，同时又比单独采用第二耗能金属板2的阻尼器具有较好的延性。

2)采用螺栓连接，可以根据实际抗震设计和维修要求，通过调整第一耗能金属板和第二耗能金属板厚度比率以获得最佳屈服耗能效果，便于安装、升级和维修。

3)所用材料成本很低，没有复杂构造，用低廉成本实现昂贵的极低屈服点软钢阻尼器的性能

附图说明

图1可调式金属复合型低屈服点阻尼器正面示意图

图2可调式金属复合型低屈服点阻尼器耗能金属板详图

图3耗能金属板采用平行圆角矩形的镂空形式时的示意图

图4耗能金属板采用X形镂空形式时的示意图

图5耗能金属板采用菱形镂空形式时的示意图