形状优化的分阶段屈服耗能机制的装配式剪切型阻尼器制造技术

本发明专利技术公开了形状优化的分阶段屈服耗能机制的装配式剪切型阻尼器，包括：面内变形耗能片、面外变形耗能片、第一连接板和第二连接板，第一连接板和第二连接板平行设置，面内变形耗能片和面外变形耗能片固定设置于第一连接板和第二连接板之间；其中，面内变形耗能片在长度方向上阵列式地开设有多个通孔，通孔为中间向两端逐渐收拢的结构，其两端分别朝向第一连接板和第二连接板，相邻两个通孔的中间部位设有两个关于面内变形耗能片对称的面外变形耗能片，且面外变形耗能片与面内变形耗能片之间存在预留缝。本发明专利技术的有益效果是通过对阻尼器面内变形耗能片和面外变形耗能片边缘形状进行优化，使得应力分布更加均匀，延性更好。延性更好。延性更好。

【技术实现步骤摘要】
形状优化的分阶段屈服耗能机制的装配式剪切型阻尼器


[0001]本专利技术涉及结构工程抗震
，更具体的说是涉及形状优化的分阶段屈服耗能机制的装配式剪切型阻尼器。

技术介绍

[0002]近年来，我国地震频发，历次震害表明建筑物在大地震中将遭遇破坏，造成严重的人员伤亡和财产损失。为此，近年来消能减震技术飞速发展，通过在结构构件中附加阻尼器装置，使其在地震作用下先于主体结构发生塑性变形，吸收大量地震能量，大幅降低主体结构的损伤。然而对于大部分剪切型金属阻尼器而言，耗能能力不足、延性不够、耗能形式过于单一。
[0003]因此，如何提供一种耗能性能好、延性好、耗能形式多样的形状优化的分阶段屈服耗能机制的装配式剪切型阻尼器是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了形状优化的分阶段屈服耗能机制的装配式剪切型阻尼器，旨在克服上述缺陷。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]形状优化的分阶段屈服耗能机制的装配式剪切型阻尼器，包括：面内变形耗能片、面外变形耗能片、第一连接板和第二连接板，所述第一连接板和所述第二连接板平行设置，所述面内变形耗能片和所述面外变形耗能片固定设置于所述第一连接板和所述第二连接板之间；
[0007]其中，所述面内变形耗能片在长度方向上阵列式地开设有多个通孔，所述通孔为中间向两端逐渐收拢的结构，其两端分别朝向所述第一连接板和所述第二连接板，相邻两个通孔的中间部位设有两个关于所述面内变形耗能片对称的所述面外变形耗能片，且所述面外变形耗能片与所述面内变形耗能片之间存在预留缝。
[0008]进一步地，所述通孔的轮廓线是通过弯矩产生的正应力等于屈服应力时构造的第一轮廓线和剪切力产生的剪应力等于屈服应力时构造的第二轮廓线二者构造的包络线。
[0009]进一步地，所述第一连接板和所述第二连接板上均设有多个装配孔，多个所述装配孔用于将所述第一连接板和所述第二连接安装在所述支撑梁上。
[0010]进一步地，所述支撑梁表面上设有用于与所述第一连接板和所述第二连接板连接的预埋连接钢板，所述预埋连接钢板通过所述支撑梁内预埋的多个锚固件固定在所述支撑梁的表面，所述预埋连接钢板上设有与所述装配孔对应的螺纹孔，所述第一连接板和所述第二连接板通过螺栓固定在所述预埋连接钢板上。
[0011]进一步地，所述面内变形耗能片、面外变形耗能片、第一连接板和第二连接板的表面均设有抗氧化剂层。
[0012]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了形状优化的分阶
段屈服耗能机制的装配式剪切型阻尼器，通过通孔的轮廓线是通过弯矩产生的正应力等于屈服应力时构造的第一轮廓线和剪切力产生的剪应力等于屈服应力时构造的第二轮廓线二者构造的包络线，对阻尼器面内变形耗能片和面外变形耗能片边缘形状进行了优化，使得应力分布更加均匀，延性更好；通过面外变形耗能片与面内变形耗能片之间存在预留缝，面外变形耗能片能够限制面内变形耗能片的屈曲，有效保证阻尼器利用面内塑性变形耗能的能力，提高阻尼器的性能；通过螺栓装配的连接方式将第一连接板和第二连接板均与预埋连接钢板连接，实现更换形式简单，实现了消能连梁耗能段的可更换性，既减小成本，又有震后可快速恢复使用的功能；通过利用面外变形耗能片屈服位移大的特点，在中震和大震工况下充分耗能，小震工况下仅提供必要的刚度；同时，本专利技术涉及的所有材料均为金属，经处理后具有良好的耐久性；本专利技术形式简明，力学机理明确，力学性能稳定；本专利技术适用于高层建筑，效果明显。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0014]图1附图为本专利技术提供的形状优化的分阶段屈服耗能机制的装配式剪切型阻尼器的结构示意图；
[0015]图2附图为本专利技术提供的阻尼器装配至支撑梁上的结构示意图；
[0016]图3附图为本专利技术提供的面内变形耗能片的结构示意图；
[0017]图4附图为本专利技术提供的第一/二连接板结构示意图；
[0018]图5附图为本专利技术提供的面外变形耗能片的结构示意图；
[0019]图6附图为本专利技术提供的预埋连接钢板的结构示意图；
[0020]图7附图为本专利技术提供的实施例2的结构示意图；
[0021]图8附图为本专利技术提供的实施例3的结构示意图；
[0022]图9附图为本专利技术提供的实施例4的结构示意图。
[0023]其中：1为面内变形耗能片；2为面外变形耗能片；3为第一连接板；4为第二连接板；5为通孔；6为预留缝；7为装配孔；8为支撑梁；9为预埋连接钢板；10为锚固件；11为螺纹孔；12为上层框架梁；13为混凝土连接支墩；14为下层框架梁；15为连接支撑；16为填充墙。
具体实施方式
[0024]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]实施例1
[0026]参见附图1-6，本专利技术实施例公开了形状优化的分阶段屈服耗能机制的装配式剪切型阻尼器，包括：面内变形耗能片1、面外变形耗能片2、第一连接板3和第二连接板4，第一
连接板3和第二连接板4平行设置，面内变形耗能片1和面外变形耗能片2通过焊接的方式固定在第一连接板3和第二连接板4之间。
[0027]其中，面内变形耗能片1在长度方向上阵列式地开设有多个通孔5，通孔5为中间向两端逐渐收拢的结构，其两端分别朝向第一连接板3和第二连接板4，相邻两个通孔5的中间部位设有两个关于面内变形耗能片1对称的面外变形耗能片2，面外变形耗能片2垂直于面内变形耗能片1，且面外变形耗能片2与面内变形耗能片1之间存在预留缝6，通过该预留缝6的设置能够防止面内变形耗能片1在剪切方向工作时的面外屈曲，同时可提供面外刚度，有效保证阻尼器利用面内塑性变形耗能的能力，提高阻尼器的性能。
[0028]在本实施例中，通孔5的轮廓线是通过弯矩产生的正应力等于屈服应力时构造的第一轮廓线和剪切力产生的剪应力等于屈服应力时构造的第二轮廓线，然后以第一轮廓线和第二轮廓线构造包络线即为通孔5的轮廓线，优选地，对于面内变形耗能片1，基于力学原理的形状优化，使其耗能均匀，通过材料力学计算出以弯曲控制的区域轮廓线和以剪切控制的区域轮廓线，取二者包络线并加以适当的倒角作为通孔5的边缘轮廓线形状；另外，面外变形耗能片2的截面刚度以及所受弯矩沿高度方向均匀变化，即为面外变形耗能片2的优化形状，通过调整面外变形耗能片2的宽度来抵抗不同高度处截面的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.形状优化的分阶段屈服耗能机制的装配式剪切型阻尼器，其特征在于，包括：面内变形耗能片(1)、面外变形耗能片(2)、第一连接板(3)和第二连接板(4)，所述第一连接板(3)和所述第二连接板(4)平行设置，所述面内变形耗能片(1)和所述面外变形耗能片(2)固定设置于所述第一连接板(3)和所述第二连接板(4)之间；其中，所述面内变形耗能片(1)在长度方向上阵列式地开设有多个通孔(5)，所述通孔(5)为中间向两端逐渐收拢的结构，其两端分别朝向所述第一连接板(3)和所述第二连接板(4)，相邻两个通孔(5)的中间部位设有两个关于所述面内变形耗能片(1)对称的所述面外变形耗能片(2)，且所述面外变形耗能片(2)与所述面内变形耗能片(1)之间存在预留缝(6)。2.根据权利要求1所述的形状优化的分阶段屈服耗能机制的装配式剪切型阻尼器，其特征在于，所述通孔(5)的轮廓线是通过弯矩产生的正应力等于屈服应力时构造的第一轮廓线和剪切力产生的剪应力等于屈服应力时构造的第二轮廓线二者构造的包络线。...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱柏洁，荀梓健，张令心，
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：