[发明专利]一种具有多维耗能功能的复合型低屈服点金属阻尼器

说明书

本发明公开了一种多维耗能功能的复合型低屈服点金属阻尼器，设置于层间支撑内部，其目的是在平面内的任意方向发挥耗能减震的作用，同时兼有竖向和扭转方向的振动阻尼和复位功能。由弯曲耗能阻尼器、剪切耗能阻尼器、内钢筒、外钢筒、外钢圈、钢板组成，其特征是：内钢筒、外钢筒、外钢圈均同轴，弯曲耗能阻尼器和剪切耗能阻尼器沿钢筒圆周径向水平对称布置，其两端分别固定在内钢筒、外钢筒上，外钢筒一侧焊接，内钢筒一侧焊接。外钢筒和外钢圈同轴，钢板沿圆周径向水平对称布置，用焊接的方式固定，其两端分别固定在外钢筒和外钢圈上。本发明可以在平面内的任意方向、竖向及扭转方向进行变形和耗能减震,屈服强度低且耗能效率高。

技术领域

本发明涉及一种具有多维耗能功能的复合型低屈服点金属阻尼器，可以在平面内的任意方向、竖向及扭转方向进行变形和耗能减震,屈服强度低且耗能效率高。本发明属于土木工程的防灾减灾技术领域。

背景技术

我国大部分地区需要考虑抗震设防，提升建筑结构的抗震减震技术水平具有重要意义。阻尼器是一种优良的耗能减震装置，但目前的阻尼器通常只能参与一种类型的减震耗能，不能很好地实现复杂多维地震动下结构充分减震耗能。因此，本发明提出一种具有多维耗能功能的复合型低屈服点金属阻尼器。该装置的力学原理为：结合弯曲耗能阻尼器和剪切耗能阻尼器的各种优点，同时将外钢筒和外钢环用钢板连接，将弯曲阻尼器和剪切阻尼器的优势互补，形成能够在多个方向进行充分耗能的多维低屈服点钢阻尼器。对于其中的弯曲耗能阻尼器，根据不同要求设置了不同的镂空形式，可实现充分的弯曲变形耗能，并令全截面同时达到屈服，使耗能能力极大提高从而达到良好减震的效果。对于其中的剪切耗能阻尼器，由不同屈服强度的多种钢组合成低屈服点阻尼器，可抵抗剪切变形。例如此部分阻尼器可由低屈服点钢(LY160)和普通钢(Q345)组成，按照不同厚度和比例组合。在地震中，低屈服材料率先进入变形并达到屈服阶段，节点进行充分耗能减震。内钢筒与外钢筒之间的阻尼器和外钢筒与外钢圈之间的钢板，可以很好地发挥抗扭作用和复位功能，进行减震耗能，从而保障结构的稳定。

发明内容

为了改善结构在地震中破坏情况，本发明提出一种具有多维耗能功能的复合型低屈服点金属阻尼器，该装置能有效地发挥耗能减震的作用，同时兼有竖向和扭转方向的振动阻尼和复位功能。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：

一种具有多维耗能功能的复合型低屈服点金属阻尼器，主要包括：弯曲耗能阻尼器(1)、剪切耗能阻尼器(2)、内钢筒(3)、外钢筒(4)、外钢圈(5)、钢板(6)组成，其特征是：内钢筒(3)、外钢筒(4)、外钢圈(5)同轴，弯曲耗能阻尼器(1)和剪切耗能阻尼器(2)沿钢筒圆周径向水平对称布置，用焊接的方式与内钢筒(3)、外钢筒(4)进行固定。外钢筒(4)和外钢圈(5)同轴，钢板(6)沿圆周径向水平对称布置，用焊接的方式固定，其两端分别固定在外钢筒(4)和外钢圈(5)上。内钢筒(3)与外部支撑固接后再与需要控制的结构相连。

弯曲耗能阻尼器(1)可实现弯曲变形耗能，并根据不同要求设置了不同的镂空形式，来达到理想的减震效果。在地震作用下，弯曲耗能阻尼器(1)的全截面可同时达到屈服，在地震后便于更换，从而利于修复并抵抗余震作用。

剪切耗能阻尼器(2)可实现剪切变形耗能。剪切耗能阻尼器(2)主要包括内钢筒与外钢筒之间的局部镂空耗能金属板。耗能金属板可由多种厚度和屈服强度不一样的钢板以不同比例组合，多种耗能金属板交错布置并相互之间固定连接，之后通过高强度螺栓连接。

外钢筒(4)和外钢圈(5)之间用钢板(6)进行连接，可更好地进行扭转变形的耗能。当结构受到上下运动的力时，内钢筒(3)和外钢筒(4)会产生相对运动，弯曲耗能阻尼器(1)和剪切耗能阻尼器(2)可以对上下变形进行充分耗能，来保证主体结构的安全。