[发明专利]一种整体更换式U形带波形耗能件阻尼器

说明书

本发明涉及一种整体更换式U形带波形耗能件阻尼器，属于土木工程消能减震技术领域。该金属阻尼器由若干U形耗能件、双层波形耗能件和两块盖板组成。本发明基于多向耗能、提高抗剪承载力、抑制面外屈曲、提高结构刚度、多种剪切耗能机制协同工作和双重保险机制等设计理念提出，打破了传统金属阻尼器的局限。U形耗能单元并联，有效实现了阻尼器的多向耗能；通过合理设计，改善了小震时阻尼器不易产生塑性耗能而需主体结构耗能的问题；大震时各部件均进入塑性，实现了U形耗能件和双层波形耗能件共同耗能，形成双重保险机制，抗剪承载力提高，耗能性能稳定，震后仅需更换耗能部件恢复功能；该金属阻尼器更换简便、经济效益明显、可与支座有效结合，为支座提供侧向力。

技术领域

本专利涉及一种整体更换式U形带波形耗能件阻尼器，可用于控制结构的地震反应，从而提高主体结构的抗震性能，属于土木工程消能减震技术领域。

背景技术

地震是一种自然灾害，具有突发性和毁灭性，强震发生可能造成巨大的经济损失和人员伤亡。我国是地震多发国，大部分一线城市处于地震区。而随着我国发展速度的加快，城市人口和设施愈发集中，导致高层建筑越来越多，传统的抗震策略不再适用，新型消能减震阻尼器的研究势在必行。

传统的抗震策略是通过提高结构本身的强度、刚度、延性等性能来实现抵抗地震作用的功能，而金属耗能阻尼器是利用金属不同形式的塑性滞回变形耗散能量。由于金属进入塑性状态后具有良好的滞回性能，并在弹塑性滞回变形过程中吸收大量能量，因而被用来制造不同类型和构造的耗能减震器。

传统的金属阻尼器结构单一，小震下阻尼器处于弹性变形状态不屈服，仍需主体结构耗能，消能减震效果不佳；大震下阻尼器进入塑性耗能状态，但仅能利用单一工作机制耗能。

目前的剪切型金属阻尼器通常都是剪切型钢板阻尼器，只能在平面内耗能，在地震作用下，无法在其他方向进行耗能，但是地震方向通常具有不确定性，所以传统的金属阻尼器往往不能达到理想的耗能效果。

为解决现有金属阻尼器存在的上述问题，本发明基于实现多方向耗能、提高抗剪承载力、抑制面外屈曲、提高结构钢度、多种剪切耗能机制协同工作和双重保险机制等设计理念，提出了一种整体更换式U形带波形耗能件阻尼器。该发明通过若干组U形耗能单元的多方向并联，可以在受到来自不同方向的地震作用时实现多方向耗能；U形耗能件与双层波形耗能件的结合有效实现了两种剪切耗能机制的协同工作；通过不同部件采用不同屈服等级材料的方式，可以在不同地震强度作用下实现双重保险机制，改善小震下主体结构耗能而阻尼器基本不参与耗能的问题；两块波形耗能件对称布置并由自攻螺钉连接，可互相约束，起到抑制面外屈曲的作用；双层波形耗能件的水平设置可使阻尼器基本不承担竖向力，耗能性能极为稳定，对尺寸误差和缺陷的适应性强，便于安装；波形件抗侧刚度大，在金属阻尼器中安装双层波形耗能件，可以更好地提高阻尼器的剪切耗能能力和承载力；该金属阻尼器更换简便、经济效益明显、可与支座有效结合，为支座提供侧向力。

发明内容

本发明提出一种整体更换式U形带波形耗能件阻尼器，旨在解决现有金属阻尼器结构体系存在的耗能方向单一、屈服点集中、小震无法发生塑性耗能、大震整体破坏、耗能机制单一、面外稳定性不足等问题，该新型金属阻尼器能够实现双重保险机制，多方向耗能，多种剪切耗能机制协同工作，具有良好的承载性能和耗能性能，可提高结构刚度，经济效益明显，可与现有的隔震支座等元件组合应用，同时也为金属阻尼器提供更多的选择空间。

为实现上述目的，本发明采用如下技术手段：