一种模块化高阻尼金属剪切滞变消能器制造技术

本发明专利技术涉及一种模块化高阻尼金属剪切滞变消能器，包括内钢片、橡胶片、外钢片、连接板、X型钢片、连接板、铅块、螺栓，所述连接板为两个，在两个所述连接板的内侧分别固定设置有所述外钢片，在所述外钢片之间依次交叠设置有多个所述内钢片与多个所述橡胶片，多个所述X型钢片贯穿于所述内钢片、橡胶片、外钢片，并设置在所述连接板之间；所述内钢片、橡胶片、外钢片、连接板分别对应地设置有供所述铅块安装的安装孔和供所述螺栓穿过的螺栓孔。本发明专利技术采用铅作为主要耗能材料，同时通过螺栓使阻尼器各部件之间紧密连接并为消能器提供足够的抗拉承载能力，不影响消能器的剪切变形，不仅可以用于连梁中，也可以广泛应用于其他结构构件中。

A modular high damping metal shear hysteresis energy absorber

The invention relates to a modular high damping metal shear hysteretic damper, including steel sheet, rubber sheet, steel sheet, a connecting plate, X steel sheet, a connecting plate, lead, bolt, the connecting plate is two, the inside of the two connecting plates are respectively fixed the outer steel plate, between the outer steel plate are provided with a plurality of overlapping the inner steel plate and a plurality of the rubber sheet, a plurality of X type steel sheet through steel sheet, rubber sheet, the steel sheet, the connecting plate and set; the inner steel sheet, rubber sheet, steel sheets and the connecting plate are respectively arranged for the installation of the lead mounting hole and the bolt hole for the bolt to pass through. The invention adopts the lead as the main energy consuming materials, at the same time through bolts between the damper components closely connected and energy dissipation device provide enough tensile bearing capacity, no effect is the shear deformation, not only can be used for coupling beams, can also be widely used in other structural component.

【技术实现步骤摘要】
一种模块化高阻尼金属剪切滞变消能器
本专利技术涉及建筑施工用消能器
，尤其涉及一种模块化高阻尼金属剪切滞变消能器。
技术介绍
随着对建筑施工中土木工程结构在地震作用下破坏机制的深入研究，基于性态的抗震设计思想已经应用于新建的工程项目中。同时，震后可快速恢复功能结构体系，即震后土木工程结构不需修复或仅需稍加修复即可恢复其使用功能的结构体系，也是在基于性态的地震工程这一思想指引下发展起来的。剪力墙结构是建筑结构中一种重要的结构体系，在高层住宅中应用最为广泛，而连梁是剪力墙结构体系中的重要构件，直接影响剪力墙与连梁之间的内力分配，进而影响剪力墙结构体系在地震作用下的损伤分布和破坏模式。为了实现基于性态的抗震设计这一思想，并实现剪力墙结构体系震后可快速恢复功能，可更换的消能连梁在剪力墙结构体系中的应用越来越广泛。消能连梁与传统连梁相比，可以使结构体系受力更合理，并且明显提高结构的耗能能力，进而减小结构在地震作用下的反应和损伤程度。通过剪力墙结构体系的受力分析可以明确剪力墙和连梁之间的内力分配，通过调整不同部位连梁的屈服力和刚度使剪力墙与连梁之间受力更均匀，从而避免薄弱层的出现，进而控制其损伤分布和破坏模式。同时，消能连梁中的消能器可以为结构在地震时提高较大的阻尼，因而可以减小结构地震反应和损伤程度。而目前常用的以低屈服点钢材为主的阻尼器，钢材的实际屈服应力高于设计屈服应力，并且离散性较大，因此阻尼器的设计屈服力与实际屈服力也相差较大，这对阻尼器的实际耗能效果影响较大。消能连梁中的消能器主要包括位移相关型和速度相关型两类，而位移相关型消能器应用较多。其中，位移消能器主要利用软钢在大变形下屈服耗能以及金属界面之间摩擦耗能等原理。现有的连梁中的消能器通常采用软钢这一材料，其耗能及抗拉承载能力有限，因此，亟需本领域技术人员对此作出改善。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述技术问题，进而提供一种模块化高阻尼金属剪切滞变消能器，采用铅作为主要耗能材料并利用软钢的耗能优势，同时通过可滑移螺栓使消能器各部件之间紧密连接并为消能器提供足够的抗拉承载能力，而又不影响消能器的剪切变形，这种消能器不仅可以用于连梁中，也可以广泛应用于其他结构构件中。本专利技术的技术方案：一种模块化高阻尼金属剪切滞变消能器，包括内钢片、橡胶片、外钢片、连接板、X型钢片、连接板、铅块、螺栓，所述连接板为两个，在两个所述连接板的内侧分别固定设置有所述外钢片，在所述外钢片之间依次交叠设置有多个所述内钢片与多个所述橡胶片，多个所述X型钢片贯穿于所述内钢片、橡胶片、外钢片，并设置在所述连接板之间；所述内钢片、橡胶片、外钢片、连接板分别对应地设置有供所述铅块安装的安装孔和供所述螺栓穿过的螺栓孔。进一步地，在所述螺栓与所述连接板安装处设置有不锈钢垫片和聚四氟乙烯垫片。进一步地，所述聚四氟乙烯垫片与不锈钢垫片接触一侧，表面设置有多处凹坑，并在所述聚四氟乙烯垫片与不锈钢垫片之间涂有硅脂。进一步地，所述外钢片、橡胶片的安装孔在剪切方向的尺寸与所述X型钢片的厚度相同，所述内钢片的安装孔在剪切方向的厚度大于所述X型钢片。进一步地，多个所述X型钢片沿着阻尼器剪切方向并排放置。进一步地，所述外钢片与所述连接板之间通过焊接固定连接。进一步地，所述螺栓孔为长条孔，可供所述螺栓自由滑动。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术公开的模块化高阻尼金属剪切滞变消能器，是以铅块剪切为主要的耗能方式，由于铅的耗能能力强，屈服点稳定，所以阻尼器的屈服力参数更容易确定，其设计屈服力与实际屈服力相差较小，因而实际耗能效果会更理想。本专利技术公开的模块化高阻尼金属剪切滞变消能器采用可滑移螺栓限制阻尼器的轴向变形，为其提供足够的轴向抗拉承载能力，弥补了常用的铅阻尼器抗拉承载力较小的不足。采用插入各层钢片和橡胶片的X型钢片来驱动和约束各层钢片的变形，使阻尼器在剪切变形时内部铅块的变形更均匀，耗能性能更好。X型钢片在插孔内以弯曲变形为主，为阻尼器提供的附加刚度减小，从而可以减小阻尼器的屈服后刚度，更有利于铅块耗能能力的发挥。本专利技术的有益效果将通过下面具体实施方式的描述变得更加明显。附图说明图1为本专利技术实施例消能器的示意图；图2为本专利技术实施例消能器的内部轴测图；图3为本专利技术实施例消能器的竖向剖面图；图4为本专利技术实施例消能器的竖向剖面局部放大图；图5为本专利技术实施例消能器的水平剖面图；图6为本专利技术实施例消能器螺栓处水平剖面图；图7为本专利技术实施例消能器中内钢片的剖面图；图8为本专利技术实施例消能器中外钢片的剖面图；图9为本专利技术实施例消能器中内钢片示意图；图10为本专利技术实施例消能器中橡胶片示意图；图11为本专利技术实施例消能器中外钢片示意图；图12为本专利技术实施例消能器中连接板示意图；图13为本专利技术实施例消能器中不锈钢垫片示意图；图14为本专利技术实施例消能器中聚四氟乙烯垫片示意图；图15为本专利技术实施例应用于连梁中的安装示意图。图中1-内钢片；2-橡胶片；3-外钢片；4-连接板；5-X型钢片；6-铅块；7-螺栓；8-安装孔；9-螺栓孔；10-不锈钢垫片；11-聚四氟乙烯垫片。具体实施方式以下将结合附图对本专利技术进行详细说明。结合图1至图15所示，本实施例公开的模块化高阻尼金属剪切滞变消能器，包括内钢片1、橡胶片2、外钢片3、连接板4、X型钢片5、连接板6、铅块6、螺栓7，连接板4设置为对称的两个，在两个连接板4的内侧分别固定设置有外钢片3，在外钢片3之间依次交叠设置有多个内钢片1与多个橡胶片2，多个X型钢片5贯穿于内钢片1、橡胶片2、外钢片3，并设置在连接板4之间；内钢片1、橡胶片2、外钢片3、连接板4分别对应地设置有供铅块6安装的安装孔8和供螺栓7穿过的螺栓孔9。更加具体地，根据消能器的设计屈服力可以确定铅块6的受剪面积，根据消能器的设计屈服后的刚度可以确定插入内钢片1和橡胶片2的X型钢片5的几何尺寸和数量。同时，根据铅块6的受剪面积进一步设计内钢片1、橡胶片2、外钢片3和连接板4的尺寸。根据内钢片1的尺寸以及消能器所需的抗拉承载力确定螺栓7的布置数量，同时根据消能器的设计位移确定螺栓7的螺栓孔9的大小。优选地，贯穿设置在内钢片1、橡胶片2和外钢片3的X型钢片5主要起驱动和约束各层钢片变形的作用，为了使X型钢片5能够充分发挥该作用而又不会为消能器提供过大的屈服后刚度，采用多个X型钢片5沿着消能器剪切方向并排放置的方式。更进一步地，外钢片3与橡胶片2的开孔大小相同，而与内钢片1的开孔大小有所区别。外钢片3和橡胶片2的开孔尺寸在剪切方向与X型钢片5直径相同，而内钢片1的开孔尺寸在剪切方向比外钢片3和橡胶片2略大。外钢片3、内钢片1和橡胶片2在消能器剪切方向开孔外沿与X型钢片5贴紧，这样可以使X型钢片5在消能器剪切变形时有效地驱动各层内钢片1的变形，进而使铅块6剪切变形更均匀。而内钢片1的开孔尺寸在剪切方向比一组X型钢片5厚度宽4mm左右。如果内钢片开孔尺寸和一组X型钢片5的尺寸相同，消能器在剪切变形时X型钢片5以剪切变形为主，会为消能器提供过大的刚度，甚至导致X型钢片5被卡住而限制消能器的变形，从而不利于消能器的屈服耗能。而内钢片1在剪切方向开孔尺寸比X型钢片5的直径宽4mm左右时，可以使消能器剪切变形时X型钢片5的变形以弯曲变形为主本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模块化高阻尼金属剪切滞变消能器，其特征在于，包括：内钢片(1)、橡胶片(2)、外钢片(3)、连接板(4)、X型钢片(5)、铅块(6)、螺栓(7)，所述连接板(4)为两个，在两个所述连接板(4)的内侧分别固定设置有所述外钢片(3)，在所述外钢片(3)之间依次交叠设置有多个所述内钢片(1)与多个所述橡胶片(2)，多个所述X型钢片(5)贯穿于所述内钢片(1)、橡胶片(2)、外钢片(3)，并设置在所述连接板(4)之间；所述内钢片(1)、橡胶片(2)、外钢片(3)、连接板(4)分别对应地设置有供所述铅块(6)安装的安装孔(8)和供所述螺栓(7)穿过的螺栓孔(9)。

【技术特征摘要】
1.一种模块化高阻尼金属剪切滞变消能器，其特征在于，包括：内钢片(1)、橡胶片(2)、外钢片(3)、连接板(4)、X型钢片(5)、铅块(6)、螺栓(7)，所述连接板(4)为两个，在两个所述连接板(4)的内侧分别固定设置有所述外钢片(3)，在所述外钢片(3)之间依次交叠设置有多个所述内钢片(1)与多个所述橡胶片(2)，多个所述X型钢片(5)贯穿于所述内钢片(1)、橡胶片(2)、外钢片(3)，并设置在所述连接板(4)之间；所述内钢片(1)、橡胶片(2)、外钢片(3)、连接板(4)分别对应地设置有供所述铅块(6)安装的安装孔(8)和供所述螺栓(7)穿过的螺栓孔(9)。2.根据权利要求1所述的模块化高阻尼金属剪切滞变消能器，其特征在于，在所述螺栓(7)与所述连接板(4)安装处设置有不锈钢垫片(10)和聚四氟乙烯垫片(11)。3.根据权利要求2所述的模块化高阻尼金...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴君武，刘永彬，
申请(专利权)人：中国地震局工程力学研究所，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23