[发明专利]一种钢-混凝土组合板约束的板式金属阻尼器

说明书

技术领域

本发明属于建筑减振技术领域，具体讲是一种钢-混凝土组合板约束的板式金属阻尼器。

背景技术

为控制建筑结构在风荷载和地震荷载下的动力响应，常常需要采用设置机械装置来耗散其振动能量，从而达到减小振动和保护主体结构的目的。结构的振动控制主要分为被动控制、半主动控制、主动控制和混合控制几种。其中，被动控制是在结构适当部位设置起耗能作用的阻尼器，吸收风或地震输入到结构中的能量，达到减小和调整结构动力响应的作用。被动控制技术因其构造简单可靠、耗能性能稳定、价格低廉、维护方便而被广泛应用于工程建设，或用于改善已有老旧建筑物的抗震或抗风性能。目前建筑结构体系中采用的被动耗能减震装置主要分为四大类：粘滞阻尼器、金属阻尼器、粘弹性阻尼器以及摩擦阻尼器。金属阻尼器具有力学性能稳定、耗能能力强、低周疲劳性能好等特点，兼具构造简单、加工便利、经济性好的优点，在现代工程中得到了广泛应用。

目前大多金属阻尼器以芯板面内剪切屈服进行耗能，并采用不同形式的加劲肋来约束耗能芯板的面外变形，使芯板发挥稳定耗能作用。但由于加劲肋需要与芯板焊接，导致芯板自身产生初始应力和缺陷，易对芯板的性能发挥造成明显影响。由于加劲板本身的稳定性等限制，阻尼器的规格与大小尺寸受到很大局限。而且由于加劲肋很大程度上参与了阻尼器的剪切受力，使阻尼器的设计更加复杂。针对上述问题，目前有一种方式，采用独立的一对夹板来约束耗能芯板的面外屈曲，防止面外约束装置对芯板本身的性能造成影响，从而避免了芯板面内耗能与夹板面外约束的相互干扰，实现了芯板设计与约束系统设计的解耦，性能更加稳定，加工、设计更方便。

但是，目前常用的约束板为钢筋混凝土层，存在明显的不足，表现在：（1）由于钢筋保护层厚度的需要和面外受力的影响，约束板厚度较大，导致自重较大，不利于建筑美观和吊装安装。（2）混凝土层容易开裂和磕碰损伤，对加工工艺、运输和吊装方式要求很高，不利于阻尼器的质量控制和应用推广。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种性能更加稳定、质量更佳、安装方便、适用范围广的钢-混凝土组合板约束的板式金属阻尼器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种钢-混凝土组合板约束的板式金属阻尼器，包括金属芯板和两块约束板，金属芯板夹于两块约束板之间，所述金属芯板上开设有若干条形竖孔，条形竖孔将金属芯板的板身分成若干条带；所述约束板包括与金属芯板贴合的混凝土层，以及包覆于混凝土层外的钢盒。

进一步地，所述约束板还包括加劲肋，加劲肋的外端与钢盒的内盒面固接，内端伸入混凝土层内。

进一步地，所述约束板还包括若干抗剪键，抗剪键的外端与钢盒的内盒面固接，内端伸入至混凝土层内。

进一步地，所述金属芯板的上下两端分别设置有用于连接上下部梁的L型连接板。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

一、金属芯板上开有条形竖孔，条形竖孔将金属芯板的板身分成若干条带，每个条带独立耗能，如此可有效提高金属芯板的形变和耗能能力，从而改善整个阻尼器的减震性能；通过对金属芯板上条形竖孔的数量、长度和宽度的调节，可以实现金属芯板耗能设计过程中的强度设计和刚度设计的解耦，可有效提高通用性，适用范围更广。

二、针对约束板，钢盒可直接作为混凝土层的模板，构造简单、施工方便；同时，钢盒对内填混凝土起保护作用，避免了内部混凝土层在施工、运输和吊装过程中的开裂和破损，从而有效改善整个阻尼器的质量。

三、钢盒直接代替钢筋受力，摆脱了钢筋最小保护层的板厚限定，极大的减小了约束板的厚度，整个阻尼器可以做得更薄、更轻，可提高建筑的美观性，同时便于吊装安装。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明的横向剖视图。

图3是本发明中金属芯板的结构示意图。

图4是本发明中约束板的整体结构示意图。

图5是本发明中约束板的横向剖视图。

图6是本发明中限位角钢的结构示意图。

图中所示：1、金属芯板2、约束板21、混凝土层22、钢盒23、条形竖孔24、加劲肋25、抗剪键3、L型连接板4、限位角钢5、垫板6、螺栓7、长圆孔。

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本发明作进一步详细阐述。