[实用新型]功能可恢复软钢阻尼器

说明书

技术领域

本实用新型属于土木工程领域，涉及用于减小工程结构地震响应的一种软钢阻尼器。

背景技术

通过金属材料的塑性变形来耗散地震输入结构的能量，从而减轻结构在地震中的响应，这种消能减震的设计理念已经在结构设计中得到广泛的认可。软钢剪切板阻尼器是金属阻尼器的一种，作为消能减震装置常用于结构振动控制中。其基本的工作原理为：在地震或风振时，通过腹板的剪切变形进入塑性屈服形成滞回，耗散输入结构中的能量，从而增加结构等效阻尼，达到消能减震目的。自日本阪神地震与美国北岭地震后，软钢阻尼器就象结构“保险丝”，作为一种性能优越的消能减震装置，在日本、美国等多震的发达国家得到了广泛的关注，在我国的研究和应用也处于初步阶段。

如图1所示，为一种传统的软钢阻尼器结构示意图，由结构锚板2、翼缘板3和实心腹板组成，但是软钢剪切板阻尼器也存在一定的问题：(1)剪切板阻尼器与结构相连，承受剪力和部分轴力和弯矩，在地震过程中腹板进入塑性耗能，而震后有一定的残余变形，因为轴力和弯矩作用，如将剪切板阻尼器整体更换，施工会较为复杂；(2)在地震中剪切板阻尼器主要是通过腹板剪切耗能，所以一般腹板的残余变形较大，如将结构锚板和翼缘板一起更换，则会有较大的浪费，不符合节能环保的要求；(3)进一步，如果仅仅更换腹板，通过焊接替换，考虑到焊接和现场施工作业条件限制，很难进一步保证更换后腹板的耗能效果。(4)现阶段，大震过后会伴随系列强余震，如何快速恢复结构和构件的抗震能力和使用功能，也是今后设计需要特别关注的问题，对于软钢剪切板阻尼器的更换显然会花费较长的时间。

实用新型内容

本实用新型为了解决软钢剪切板阻尼器在震后更换困难，花费时间较长，不能够快速恢复结构抗震性能和使用功能，提出了一种功能可恢复软钢阻尼器。

本实用新型采用的技术方案为：一种功能可恢复软钢阻尼器，包括腹板、结构锚板、翼缘板和消能部件；所述腹板的两侧端面分别与翼缘板固定连接，腹板的上、下两个端面分别与结构锚板固定连接；

所述腹板为完整腹板移除部分后的残余腹板；所述消能部件安装在移除腹板的空出位置，消能部件沿软钢阻尼器高度方向的两端分别与所述腹板固定连接。

作为优选，所述消能部件包括一块消能板、连接板和连接盖板，所述消能板沿软钢阻尼器高度方向的两端分别与连接板直接对接，或者消能板和连接板共同焊接在垂直于消能板的加劲板上形成间接连接，连接板通过连接盖板与腹板螺栓拼接。

作为优选，所述消能部件包括两块位于腹板两侧的消能板，消能板沿软钢阻尼器高度方向的两端通过螺栓穿过腹板对拉连接。

作为优选，所述阻尼器的腹板、结构锚板和翼缘板由高屈服钢材制作(如Q345钢等)，消能部件中的消能板由低屈服钢材制作(如LY160钢和Q235钢等)。

作为优选，所述消能板是完整板或带有缝隙的板或带有孔洞的板，如条状槽、多边形孔或简单缝隙。

作为优选，所述消能板周围可焊接加劲翼缘板。

作为优选，所述消能板内部可焊接水平或竖向加劲肋。

作为优选，所述腹板为完整腹板上移除多个部分后的残余腹板。

本实用新型腹板是通过常规软钢剪切板阻尼器的腹板移除部分后得到，此时残余腹板与翼缘板形成T型截面，消能部件能够覆盖相应空出位置，沿着软钢阻尼器高度方向消能部件两端与腹板固接，此处沿着软钢阻尼器的高度方向即为垂直于结构锚固方向，或顺着翼缘板长度方向。本实用新型消能部件还可以使用于摩擦型阻尼器或者形状记忆合金阻尼器等。

本实用新型具有以下有益效果：

1.软钢阻尼器的结构锚板与结构相连，在地震过程中结构锚板、翼缘板和腹板保持在弹性范围内，震后无需更换，显著降低了施工难度；

2.在地震后软钢阻尼器的塑性变形主要集中在消能部件中，而消能部件主要通过螺栓与腹板相连，震后非常容易更换，可保证快速及时恢复结构的抗震性能和使用功能；

3.在地震过程中，消能部件的消能板基本全部进入屈服，将这部分进行更换，能够实现最大的经济效益。

4.震后需更换的全部消能部件在工厂制作，加工精度更容易控制，消能部件的耗能效果更佳。

5.消能部件可作为单独的消能器进行设计，不仅仅局限于原来平腹板的形式，可以结合最新的研究成果，使用更为合理可靠的消能器产品，包括摩擦型阻尼器或者形状记忆合金阻尼器等。

附图说明

图1是一种传统软钢阻尼器；

图2是本实用新型设置消能板前的示意图；

图3是图2的A-A剖视图；