[发明专利]新型金属剪切型阻尼器

说明书

本发明公开了金属剪切型阻尼器构造形式，包括芯板下端异形连接段、芯板控制合理长细比的中段耗能区段、芯板上端异形连接段，两侧翼缘板构成，所述芯板上中下段为一块软钢板整体加工而成，保证耗能段钢材性能充分发挥，受力得到合理传递。在同等荷载左右下，大幅降低阻尼器体积、重量和制作成本，且可通过数值仿真进行精准模拟，做到实际产品和整体结构设计中阻尼器单元参数保持一致性，是一种适用范围广，高效可靠的金属剪切型阻尼器构造形式。

技术领域：

本发明涉及建筑工程领域，金属阻尼器中的金属剪切型阻尼器。

背景技术：

为控制建筑结构特别是高层建筑结构在风荷载和地震荷载下动力响应，经常采用一些机械装置耗散风振和地震作用引入耗能构件，来实现保护主要承重构件，这就是消能减震技术在建筑结构中的应用。金属剪切型钢板阻尼器有稳定的能量耗散能力，对施加外力频率较低的敏感性，广泛应用于建筑工程，以提高建筑在大震下安全性能。目前，传统金属剪切型阻尼器更多考虑提高材料性能并通过布置加劲肋来改善阻尼器的疲劳性能。加劲肋的应用会影响构件的局部应力环境，不利于阻尼器性能的精准控制，且为达到相应受力要求，体积往往过大，不利于建筑安装需求。

发明内容：

本发明目的是为解决现有技术中问题，提出一种新型金属剪切型阻尼器的构造形式。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

本发明设计的新型金属剪切型阻尼器构造形式，包括芯板下端异形连接段、芯板控制合理长细比的中段耗能区段、芯板上端异形连接段，两侧翼缘板构成。

本发明通过材料试验、微观形貌和对软钢阻尼器的系列化试验，得到软钢材料在拉伸试验与剪切试验中的破坏机理不一致，用拉伸式试验结果进行等效计算来对剪切软钢阻尼器进行设计和分析无法充分发挥软钢材料的性能。

本发明通过合理的长细比控制，让剪切板的破坏机理由传统的拉压斜压模式向层间滑移变形转变，与软钢材料塑性剪切破坏形式相吻合，极大提高软钢阻尼器塑性阶段耗能能力。

本发明通过合理的上下段异形连接段的设置，改善中间耗能段边界条件和约束条件，提高中段耗能芯板塑性变形能力。

本发明有益效果是：a、阻尼器芯板上中下段由一块软钢板整体加工而成，不涉及焊接，避免因焊接产生焊接应力和对材料造成局部性能改。b、芯板上下端异形连接段与中间耗能区段有厚度渐变的圆角过渡，保证耗能段受力合理传递。c、芯板上下端异形连接段对中间耗能区段起较大约束作用，保证耗能段钢材性能的充分发挥。d、在承受同样吨位荷载作用下，本发明体积为传统金属剪切型阻尼器的1/5~1/10，大幅提高金属剪切阻尼器的应用范围。 e、在承受同样吨位荷载作用下，本发明重量为传统金属剪切型阻尼器的10%~20%，成本为传统金属剪切型阻尼器的20%~30%。f、在承受同样吨位荷载作用下，本发明疲劳寿命为传统金属剪切型阻尼器的5倍。g、本发明数值仿真模拟精度可控制在3%以内，大幅度提升理论模拟的可行性。h、本发明把材料的屈服强度作为下限临界强度，将随着应变增加而增加的极限强度作为上限临界强度，可以精准的与设计相匹配，做到实际产品和整体结构设计中阻尼器单元参数保持一致性。

附图说明：

图1、为本发明构造示意图；

图2、为本发明正视图；

图3、为本发明俯视图；

图4、为本发明侧视图；

具体实施方式：

如图1、2所示新型金属剪切型阻尼器构造形式，包括芯板下端异形连接段1、中段耗能区段2、上端异形连接段3，两侧翼缘板4构成，所述1、2、3为一体化加工而成后与4焊接形成一个整体。