[发明专利]一种可装配式弯曲型金属阻尼器

说明书

本发明公开了一种可装配式弯曲型金属阻尼器，包括中心杆、弯曲型阻尼单元和约束单元，中心杆上设置若干弯曲型阻尼单元，弯曲型阻尼单元的外表面与约束单元相连；中心杆包括若干杆体，杆体的一端设置螺栓杆，另一端设置螺纹孔，相邻杆体通过螺栓杆和螺纹孔相连。弯曲型阻尼单元包括内约束环、低屈服点钢耗能片和外约束环，低屈服点钢耗能片沿周向均匀分布在内约束环和外约束环之间。约束单元包括挡板、板套，并在挡板与第二连接板处设置加劲肋。本发明的可装配式弯曲型金属阻尼器具有模块化、自由拆卸、耗能装置更换方便的优点；通过低屈服点钢片发生塑性弯曲变形来吸收地震能量，可以根据实际需求调节弯曲型阻尼单元数量，提高抗震能力。

技术领域

本发明涉及金属阻尼器，具体为一种可装配式弯曲型金属阻尼器。

背景技术

为了减小房屋倒塌和破坏的概率，提高建筑结构的抗震能力，在结构中设置耗能装置便成为有效的解决方案，目前比较常见的耗能装置有金属阻尼器、屈曲约束支撑等。

弯曲型金属阻尼器作为一种优良的耗能装置，其构造简单，安装方便。它可以通过本身非弹性变形的特点，可以在结构遭受外界作用时(地震作用、风荷载)率先屈服而消耗能量，从而保证主体结构的安全。但在目前金属阻尼器的工程应用中，往往存在以下几个问题：一、数耗能装置是与结构连在一起的，当耗能装置变形太大导致破坏时便无法替换，使其丧失了消能减震的功能，结构便会处于危险状态；二、无法做到根据不同设防地震等级来进行调节，从而造成阻尼器不能充分发挥其作用；三、阻尼器构造复杂，制作要求精度高，从而使阻尼器无法做到模块化生产，导致阻尼器造价大大提高。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种可模块化、自由拆卸、耗能装置更换方便的可装配式弯曲型金属阻尼器。

技术方案：本发明所述的一种可装配式弯曲型金属阻尼器，包括中心杆、弯曲型阻尼单元和约束单元，中心杆上设置若干弯曲型阻尼单元，弯曲型阻尼单元的外表面与约束单元相连；中心杆是模块化拼装的构件，中心杆包括若干杆体，杆体的一端设置螺栓杆，另一端设置螺纹孔，相邻杆体通过螺栓杆和螺纹孔相连。可通过装配式的安装方法，实现根据设防地震强度(或风荷载大小)情况调节杆体、弯曲型阻尼单元的增减，克服了传统阻尼器耗能装置数量无法灵活变动的缺点。

弯曲型阻尼单元包括内约束环、低屈服点钢耗能片和外约束环，低屈服点钢耗能片沿周向均匀分布在内约束环和外约束环之间，低屈服点钢耗能片能够有效地吸收地震或风振能量，充当结构的第一道抗震防线。内约束环与杆体通过螺栓固定连接。外约束环与约束单元通过螺栓固定连接。

约束单元包括板套和挡板，所述板套投影于中心杆上的长度与杆体相同。板套与板套的连接处通过角钢连接板固定连接，有利于加强弯曲型阻尼单元和约束单元的整合，使整个装配式金属阻尼器形成整体而不涣散。内约束环、外约束环的纵截面为相似的八边形。与做成圆形相比，八面环形阻尼器的中心杆、约束单元连接组装会更加稳定；与做成正方形相比会更节约空间，并且可以提供更多的截面与中心杆、约束单元进行连接组装。

中心杆与第一连接板相连，挡板与第二连接板相连，所述第一连接板和第二连接板分别与外部建筑结构螺纹固定连接，其中第二连接板和挡板之间焊接三角形加劲肋，可以避免挡板中心应力集中，从而有效的将力传递到板套上。弯曲型阻尼单元和约束单元通过螺栓固定连接。每个杆体上有三个弯曲型阻尼单元。

工作原理：根据不同设防地震等级，选择合适数量的弯曲型阻尼单元，通过装配式安装方法与中心杆以及约束单元进行组装连接。在受到较小的地震横向水平力作用时，该金属阻尼器能够通过模块化设计组件中的多个低屈服点耗能钢片提供结构足够的水平抗侧刚度；当横向水平力较大时，中心杆与约束单元发生相对运动，进而带动低屈服点耗能钢片率先发生较大的塑性弯曲变形，吸收和耗能地震能量，充当结构的第一道抗震防线。同时由于弯曲型阻尼单元与约束单元是利用高强度螺栓连接，两者之间也会产生一定的滑动摩擦力，这部分的相对滑动摩擦做功也会消耗部分地震能量。