一种钢板阻尼器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种钢板阻尼器，属于建筑结构物抗震领域。现有钢板阻尼器的主要问题是剪切屈服发生后，在剪切变形角为零附近张力场方向发生逆转时，阻尼力滞回曲出现凹凸段，造成滞回曲线模型不能准确评价实验结果。本实用新型专利技术采用阻尼钢板面用与钢板不产生粘结的约束盖板压紧，盖板外用碳素纤维布紧密包裹。约束盖板高度与阻尼钢板高度相同，其水平方向的两边比阻尼钢板向外侧伸出的长度为阻尼钢板高度的0.1倍。约束面外变形的盖板和外包碳素纤维布的复合抗弯强度大于等于阻尼钢板的弯曲强度。本实用新型专利技术的优点在于面外约束盖板的约束作用，钢板单位面积吸收能量为定值，易于用能量吸收的多寡判断阻尼器的安全性。主要用于结构抗震领域。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及钢板阻尼器，主要用于建筑结构物抗震领域。
技术介绍
为了改善强风和地震作用下结构的工作性能，从上世纪70年代起在结构中增设 耗能减震装置(阻尼器)来吸收结构振动能量，改善结构振动性能的耗能减震结构迅猛的 发展起来。耗能减震结构的心脏阻尼器的研究也蓬勃发展，按其耗能机理的不同可分为金 属阻尼器、摩擦阻尼器、粘弹性阻尼器和粘滞阻尼器。其中金属阻尼器受外界环境影响最 小，应用也较多。多种多样的金属阻尼器中，应用最多是钢板阻尼器，其耗能机理都是利用 钢板平面外或平面内屈服耗散能量。与钢板平面外屈服方式设计的阻尼器相比，利用平面 内剪切屈服方式设计的阻尼器更容易获得较高的弹性刚度和阻尼力，制造工艺也相对简 单。现在普通钢板阻尼器的构造主要为阻尼钢板与周围的加劲肋和连接钢板焊接而成。利 用上下连接钢板水平方向的相对位移使阻尼钢板发生面内剪切屈服耗散能量。主要问题 点1.剪切屈服发生后，在剪切变形角为零附近张力场方向发生逆转时，阻尼力滞回曲出 现凹凸段，出现低凹时，造成能量吸收的损失。2.由于上述现象的存在，滞回曲线模型不能 准确评价实验结果。3.由于加劲肋的存在使阻尼器的刚性和阻尼力(屈服阻尼力，最大阻 尼力)评价繁杂。李宏男等提出在剪切钢板面上开不同形状孔洞的多种剪切式钢板阻尼 器，以改善阻尼器的滞回性能，但过多开孔削弱阻尼钢板的剪切刚度和阻尼力，阻尼器的初 始刚度、屈服力仍然依靠复杂的有限元分析获得。
技术实现思路
本技术的目的是为了克服上述不足，提供一种能够准确模拟钢板阻尼器滞回 曲线性状的钢板阻尼器。本技术专利的基本思路改变使用加劲肋形式，在阻尼钢板表面只施加面外 约束限制钢板的面外失稳和剪切屈服后的面外变形，使阻尼钢板在大剪切变形角范围内保 持单一破坏模式，提高阻尼器的抗剪切能力，简洁预测阻尼器的设计参数；不使用加劲肋， 阻尼钢板与结构连接构件可以减少或者不采用焊接方式，降低甚至消除焊接对阻尼器性能 的影响，改善其耗能性能。不用加劲肋，不焊接，阻尼器和结构连接方式可用螺栓连接，提高 阻尼器设计的自由度。本技术通过以下技术方案实现本技术主要由阻尼钢板，两端的连接钢板和两片面外变形约束盖板构成，阻 尼钢板表面用与钢板不产生粘结的约束盖板压紧，约束盖板外用碳素纤维布紧密包裹。约 束盖板高度与阻尼钢板高度相同，其水平方向的两边比阻尼钢板向外侧伸出的长度为阻尼 钢板高度的0. 1倍。约束面外变形的约束盖板和外包碳素纤维布的复合抗弯强度大于等于 阻尼钢板的弯曲强度。根据钢板阻尼器与建筑结构相连的形式不同，采用在阻尼钢板两端 焊接连接钢板或阻尼钢板直接延伸出连接边的方式。本技术的工作原理，当阻尼器上下连接钢板发生相对位移后，夹紧阻尼钢板 的约束盖板起到约束作用，防止阻尼钢板在低于剪切屈服荷载的情况下发生面外失稳。随 着阻尼器上下连接钢板发生相对位移的持续增大，阻尼钢板发生剪切屈服后，受压应力区 钢板向钢板面外方向凸起，凸起部由于受到两边约束盖板的约束作用，不能自由向外扩张， 使剪切钢板始终保持在纯剪切状态下，直到发挥出极限承载力。由于约束盖板与阻尼钢板 无粘结，阻尼钢板在剪切方向不受盖板的影响，力学性质较为单一。只根据阻尼钢板的几 何尺寸、屈服强度、极限强度指标就可以既简单又准确的预测该阻尼器的初始刚度、屈服强 度、极限强度，达到设计简单化的目的。本技术具有的效果与优点1、本技术结构简单，易于施工；原理明确，易于设计。约束材料可以就地取材 节约成本。2、有面外约束盖板的约束作用，本技术直到大变形角领域也能有效发挥耗能 作用。3、钢板单位面积吸收能量为定值，易于用能量吸收的多寡(能量法)判断阻尼器 的安全性。4、本技术可用于新建结构又可用于抗震加固，可以视实际工程需要做成墙 体，还可考虑结构空间要求做成中间柱。5、本技术由于阻尼钢板外有包裹物存在，几乎不受外界腐蚀环境的影响，具 有高耐久性。附图说明图1是本技术实施例1的正视图。图2是本技术实施例1的B-B剖面图。图3是本技术实施例2的正视图。图4是本技术实施例2的E-E剖面图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本技术进一步的介绍，但不作为本技术的 限定。本技术具体实施的关键点在于如何对阻尼钢板施加足够强度和稳定的面外 约束。实施例1本实施例利用水泥砂浆板来进行强度约束，两片水泥板用碳素纤维布缠绕围裹， 在阻尼器耗能过程中提供持续稳定的围裹力。实例1的构造如图1、图2，主要包括阻尼钢 板2，焊接式连接钢板3，水泥砂浆约束盖板1和碳素纤维布5。阻尼钢板2上下两端焊接连 接钢板3，平行于连接钢板3方向设有螺栓孔4，阻尼钢板2的两面用水泥砂浆板约束盖板 1夹紧，水泥砂浆板约束盖板1外侧用碳素纤维布5围裹，碳素纤维布5与水泥砂浆板用粘 结聚合物胶结为一体，使面外约束有足够的强度又能在阻尼器变形过程中持续稳定的约束 钢板。实施例2本实施例利用高强度塑料板来进行强度约束，两片高强度塑料板外侧用碳素纤维 布缠绕围裹，提供持续稳定的围裹力。实例2的构造如图4、图5，主要包括阻尼钢板2、阻尼 钢板直接延伸出的连接钢板3、高强度塑料约束盖板1和碳素纤维布5。阻尼钢板2两面用 高强度塑料约束盖板1夹紧，高强度塑料约束盖板1外侧用碳素纤维布5围裹，碳素纤维布 5与高强度塑料约束盖板1用粘结聚合物胶结为一体，使面外约束有足够的强度又能在阻 尼器变形过程中持续稳定的约束钢板。阻尼钢板2上下两端延伸出连接钢板3，连接钢板3 设有螺栓孔4，用螺栓紧固方式与建筑物固定构件连接。本技术也可用于抗震加固。制作简单、阻尼钢板破坏模式单纯、阻尼器刚性和 阻尼力计算简单且滞回曲线模型。权利要求1.一种钢板阻尼器，包括阻尼钢板O)，连接钢板(3)和两片面外变形约束盖板(1)构 成，其特征在于阻尼钢板(2)表面用约束盖板(1)压紧，约束盖板(1)外用碳素纤维布(5) 紧密包裹。2.根据权利要求1所述的一种钢板阻尼器，其特征在于约束盖板(1)的高度与阻尼 钢板O)高度相同，其水平方向的两边比阻尼钢板O)向外侧伸出的长度为阻尼钢板高度 的0. 1倍，约束盖板(1)和外包碳素纤维布(5)的复合抗弯强度大于等于阻尼钢板的弯曲强度。3.根据权利要求1所述的一种钢板阻尼器，其特征在于阻尼钢板(2)两端焊接连接 钢板(3)或阻尼钢板(2)直接延伸出连接边。专利摘要本技术提供了一种钢板阻尼器，属于建筑结构物抗震领域。现有钢板阻尼器的主要问题是剪切屈服发生后，在剪切变形角为零附近张力场方向发生逆转时，阻尼力滞回曲出现凹凸段，造成滞回曲线模型不能准确评价实验结果。本技术采用阻尼钢板面用与钢板不产生粘结的约束盖板压紧，盖板外用碳素纤维布紧密包裹。约束盖板高度与阻尼钢板高度相同，其水平方向的两边比阻尼钢板向外侧伸出的长度为阻尼钢板高度的0.1倍。约束面外变形的盖板和外包碳素纤维布的复合抗弯强度大于等于阻尼钢板的弯曲强度。本技术的优点在于面外约束盖板的约束作用，钢板单位面积吸收能量为定值，易于用能量吸收的多寡判断阻尼器的安全性。主要用于结构抗震领域。文档编号E04G23/02GK201933638SQ20112000168公本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种钢板阻尼器，包括阻尼钢板（２），连接钢板（３）和两片面外变形约束盖板（１）构成，其特征在于：阻尼钢板（２）表面用约束盖板（１）压紧，约束盖板（１）外用碳素纤维布（５）紧密包裹。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙玉平，张蓬勃，赵世春，潘毅，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：实用新型
国别省市：90