一种损伤可视化支撑型金属剪切阻尼器制造技术

本发明专利技术涉及一种损伤可视化支撑型金属剪切阻尼器。包括金属制的连接板和耗能板，耗能板表面开孔，连接板与耗能板以方案一或方案二的形式连接：方案一：连接板包括端板和加强板，端板为两块、相互平行设置，耗能板为若干块方形剪切板、相互平行设置于两块端板之间，方形剪切板的两端面分别与端板的相对表面连接固定，最外侧的方形剪切板与端板形成立方体结构，增强板连接固定在相邻方形剪切板的中部；方案二：连接板为一块长直板，耗能板连接固定在连接板的两端。本发明专利技术的阻尼器利用耗能板的剪切塑性变形来耗能，构造简单，无需外部防屈曲组件，可根据实际情况灵活调整改变阻尼器的承载力和耗能能力，达到减震的作用，减少主体结构受到的机械损伤。

A Visual Damage Supported Metal Shear Damper

【技术实现步骤摘要】
一种损伤可视化支撑型金属剪切阻尼器
本专利技术涉及建筑工程结构领域，尤其涉及一种损伤可视化支撑型金属剪切阻尼器。
技术介绍
当今建筑的跨度和高度不断刷新，钢筋混凝土结构、钢结构和组合结构等是经常被采用的结构形式。为使建筑结构具有较强的抵抗地震或风荷载等外力破坏的能力，经常需要在框架结构中增设耗能构件。现有的减隔震构件有屈曲约束支撑、叠层橡胶隔震支座、油性阻尼器等。阻尼器，是提供运动的阻力，耗减运动能量的装置。在航天、航空、军工、枪炮、汽车等行业中早已应用各种各样的阻尼器来减振消能。从二十世纪七十年代后，人们开始逐步地把这些技术转用到建筑、桥梁、铁路等结构工程中，其发展十分迅速。其中运用于结构工程的阻尼器主要有液体阻尼器和金属阻尼器两类。金属阻尼器因其构造简单，施工方便，造价低，在工程中应用较多。阻尼器主要用于吸收地震输入结构的能量，金属阻尼器的阻尼力一般与振动系统运动的位移成比例，一般同时要考虑其刚度、强度、延性和耗能能力。本专利技术所指的多板支撑型金属剪切阻尼器就是金属阻尼器的一种。剪切阻尼器利用金属材料剪切塑性变形特性，消耗地震输入到结构的能量，从而达到减震的目的。剪切阻尼器因为构造简单，结构初始刚度大，且刚度可调，滞回性能稳定，疲劳性能好等优点，得到了大量的工程应用。目前大多数剪切阻尼器采用的是铅剪切阻尼器，利用铅块的剪切塑性变形消耗地震能量，由于铅材料在室温下做塑性循环时不会发生累计疲劳现象，塑性变形性能好，加上取材简便、经济性好，铅剪切阻尼器取得了广泛的应用。公开号为CN202090456U的技术专利，和公布号为CN102155057A的专利技术专利，分别公开了两种不同形式的铅剪切阻尼器，主要原理都是利用铅柱(块)的剪切变形来消耗能量。但是铅剪切阻尼器有其自身的缺点：1、当阻尼器承载力越大时，铅剪切阻尼器的体积相应也越大，在结构中需要占用的空间就越大，给阻尼器的安装带来不便；2、在中震和大震来临后，无法直观的观察剪切阻尼器的残余变形，进而判断阻尼器是否需要维修更换；3、铅的熔点为327.4℃，在出现火灾等高温情况下时，铅容易融化，使阻尼器失效，进一步可能危及结构整体安全。公布号为CN108589952A的专利技术专利，公开了一种高耗能剪切阻尼器，包括辅助耗能板、翼缘、上安装板、环状方形劲肋、腹板、下安装板，上安装板和下安装板呈上、下相对设置，通过在两侧分别安装一个辅助耗能板形成一个方形框结构；下安装板的两端各设置有一道定位槽，两道定位槽呈平行状态；两个翼缘分别垂直安装于定位槽内，且其上部与上安装板下表面接触；腹板的两端分别安装在两个翼缘的中部，且与翼缘垂直相交，腹板的上端与下端分别与上安装板和下安装板相接触；环状方形劲肋固定在腹板上。该耗能剪切阻尼器利用腹板的剪切变形来消耗能量，存在的问题是构造十分复杂，耗能构件少，而其他辅助约束构件多，阻尼器承载能力难以根据实际情况调整。
技术实现思路
针对以上不足，本专利技术提供了一种损伤可视化支撑型金属剪切阻尼器，体积小巧，结构简单，制作安装简单方便，可根据实际情况灵活调整改变阻尼器的承载力和耗能能力，达到减震的作用，减少主体结构受到的机械损伤。本专利技术的技术方案为：一种损伤可视化支撑型金属剪切阻尼器，包括金属制的连接板和耗能板，所述耗能板表面开孔，所述连接板与耗能板以方案一或方案二的形式连接：方案一：所述连接板包括端板和加强板，所述端板为两块、相互平行设置，所述耗能板为若干块方形剪切板、相互平行设置于两块端板之间，方形剪切板的两端面分别与端板的相对表面连接固定，最外侧的方形剪切板与端板形成立方体结构，所述增强板连接固定在相邻方形剪切板的中部；方案二：所述连接板为一块长直板，所述耗能板连接固定在连接板的两端。所述方案一中，所述方形剪切板的中部的增强板固定处不开孔。所述方形剪切板为四块。所述方形剪切板为竖向或横向放置。所述端板为矩形钢板或工字钢或方钢管。所述方案二中，所述连接板为工字型长直板，所述耗能板为工字型剪切板，两者都具有腹板和两侧的翼缘，所述工字型剪切板的腹板与工字型长直板的腹板两端垂直相交并连接固定，所述工字型剪切板的腹板开孔。所述方案二中，所述连接板为十字型长直板，所述耗能板为四块方形剪切板围绕组成的立方体结构，每一块方形剪切板与十字型长直板的一条十字边垂直相交并连接固定，所述方形剪切板表面开孔。所述耗能板的开孔形状为长条形或椭圆形或菱形或带圆弧倒角的矩形或以上形状的组合。所述连接固定方式均为等强焊接连接，焊接部位在焊接前经过打磨预处理。本专利技术的金属剪切阻尼器包括金属制的连接板和耗能板，耗能板的表面开孔，连接板将两块以上的耗能板连接在一起，增加承载耗能能力。耗能板作为受力构件，承受外部传来的拉力和压力。当地震来临时，地震带来的荷载强度输入主体结构，传递至本专利技术的金属剪切阻尼器，压力经过连接板传递到耗能板，由于连接板的刚度较大，而耗能板的表面开孔，相对较易在地震力的作用下发生剪切变形，塑性变形可以消耗地震输入主体结构的能量，达到减震的作用，减少主体结构受到的地震损伤。本专利技术的连接方案一中，耗能板的中部设有增强板，增强板连接处的耗能板表面细长段不开孔，不参与剪切变形。在地震力作用下，该不开孔的细长段会在耗能板平面外发生变形，其变形方式为：在耗能板受到压力作用时外鼓，在耗能板受到拉力作用时内凹，通过观察该细长段耗能板在平面外的变形量，判断地震后该阻尼器是否需要维修或更换，达到损伤可视化，方便重新进行减隔震装置的部署及设置。其次，可以根据实际承载力的需要，通过改变耗能板的数量，达到适应承载力的实际需要，调整灵活方便，适应范围广。本专利技术的连接方案二中，连接板为工字型或十字型长直板，耗能板为工字型剪切板或四块方形剪切板围绕组成的立方体结构，因此该种金属剪切阻尼器适应于框架支撑。受到压力时，压力通过一端的耗能板传递到连接板，再通过连接板传递到较远处的另一端的耗能板，达到共同耗能减震的目的。当需要不同的承载力时，可以通过改变耗能板的长度，即工字型剪切板或方形剪切板的长度，实现灵活调整承载能力的目的。同时，可以根据框架结构的不同尺寸，通过调整连接板的长度，以适应不同框架结构的目的，调整灵活方便，适应范围广。附图说明图1为本专利技术的支撑型金属剪切阻尼器的实施例一的立体图；图2为本专利技术的支撑型金属剪切阻尼器的实施例一的部件爆炸图；图3为本专利技术的支撑型金属剪切阻尼器的耗能板的长条形开孔示意图；图4为本专利技术的支撑型金属剪切阻尼器的耗能板的菱形开孔示意图；图5为本专利技术的支撑型金属剪切阻尼器的耗能板的椭圆形开孔示意图；图6为本专利技术的支撑型金属剪切阻尼器的耗能板的带圆弧倒角的矩形开孔示意图；图7为本专利技术的支撑型金属剪切阻尼器的实施例二的立体图；图8为本专利技术的支撑型金属剪切阻尼器的实施例二的正视图；图9为本专利技术的支撑型金属剪切阻尼器的实施例二的俯视图；图10为本专利技术的支撑型金属剪切阻尼器的实施例二的右视图；图11为本专利技术的支撑型金属剪切阻尼器的实施例三的立体图；图12为本专利技术的支撑型金属剪切阻尼器的实施例三的正视图；图13为本专利技术的支撑型金属剪切阻尼器的实施例三的右视图。具体实施方式以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种损伤可视化支撑型金属剪切阻尼器，其特征在于，包括金属制的连接板和耗能板，所述耗能板表面开孔，所述连接板与耗能板以方案一或方案二的形式连接：方案一：所述连接板包括端板(11)和加强板(31)，所述端板(11)为两块、相互平行设置，所述耗能板为若干块方形剪切板(21)、相互平行设置于两块端板(11)之间，方形剪切板(21)的两端面分别与端板(11)的相对表面连接固定，最外侧的方形剪切板(21)与端板(11)形成立方体结构，所述增强板(31)连接固定在相邻方形剪切板(21)的中部；方案二：所述连接板为一块长直板，所述耗能板连接固定在连接板的两端。

【技术特征摘要】
1.一种损伤可视化支撑型金属剪切阻尼器，其特征在于，包括金属制的连接板和耗能板，所述耗能板表面开孔，所述连接板与耗能板以方案一或方案二的形式连接：方案一：所述连接板包括端板(11)和加强板(31)，所述端板(11)为两块、相互平行设置，所述耗能板为若干块方形剪切板(21)、相互平行设置于两块端板(11)之间，方形剪切板(21)的两端面分别与端板(11)的相对表面连接固定，最外侧的方形剪切板(21)与端板(11)形成立方体结构，所述增强板(31)连接固定在相邻方形剪切板(21)的中部；方案二：所述连接板为一块长直板，所述耗能板连接固定在连接板的两端。2.根据权利要求1所述的损伤可视化支撑型金属剪切阻尼器，其特征在于，所述方案一中，所述方形剪切板(21)的中部的增强板(31)固定处不开孔。3.根据权利要求2所述的损伤可视化支撑型金属剪切阻尼器，其特征在于，所述方形剪切板(21)为四块。4.根据权利要求2所述的损伤可视化支撑型金属剪切阻尼器，其特征在于，所述方形剪切板(21)为竖向或横向放置。5.根据权利要求2所述的损伤可视化...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾良玖，葛汉彬，项平，梁高锋，顾祥林，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31