一種多屈服點(diǎn)剪切型金屬阻尼器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及金屬阻尼器設(shè)計領(lǐng)域，尤其是涉及一種多屈服點(diǎn)剪切型金屬阻尼器。
【背景技術(shù)】
[0002]消能減震技術(shù)在結(jié)構(gòu)中某些變形較大的部位設(shè)置消能構(gòu)件，或直接把某些構(gòu)件設(shè)置為消能構(gòu)件。在地震荷載和風(fēng)荷載作用下，這些消能構(gòu)件可快速進(jìn)入耗能狀態(tài)，消耗部分或大部分外部荷載輸入結(jié)構(gòu)的能量，從而減少結(jié)構(gòu)主體的動力反應(yīng)，避免或極大地減少結(jié)構(gòu)主體發(fā)生破壞的可能性。
[0003]金屬阻尼器目前主要包括兩大類:約束屈曲支撐和剪切型阻尼器。約束屈曲支撐主要依靠構(gòu)件軸向拉壓塑性變形耗散能量；剪切型阻尼器主要依靠低屈服點(diǎn)鋼板剪切塑性變形耗散地震能力。典型剪切型阻尼器由耗能鋼板，蓋板，橫肋版和縱肋板組合而成，其中橫肋板和縱肋板的作用僅僅為提高耗能芯材板的面外穩(wěn)定性能，不發(fā)揮力學(xué)性能，由于肋板能占到材料用量的約五分之一，因此存在一定的材料浪費(fèi)。
[0004]因此，生產(chǎn)一種結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，工作和運(yùn)行效率高，牢固耐用，結(jié)構(gòu)阻尼效果明顯，主體結(jié)構(gòu)安全性能高，使用壽命長的多屈服點(diǎn)剪切型金屬阻尼器，具有廣闊的市場前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，工作和運(yùn)行效率高，牢固耐用，結(jié)構(gòu)阻尼效果明顯，主體結(jié)構(gòu)安全性能高，使用壽命長的多屈服點(diǎn)剪切型金屬阻尼器。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種多屈服點(diǎn)剪切型金屬阻尼器，包括上蓋板、下蓋板、設(shè)置在上蓋板和下蓋板之間的耗能芯板，所述的耗能芯板的兩側(cè)對稱分布有耗能肋塊組件，所述的耗能肋塊組件由斜向右下布置的至少三塊耗能肋塊和斜向左下布置的至少三塊耗能肋塊組件交叉組成的呈X字形結(jié)構(gòu)的組件。
[0007]所述的斜向右下布置的耗能肋塊為第一肋塊、第二肋塊和第三肋塊，斜向左下布置的耗能肋塊為第四肋塊、第五肋塊和第六肋塊。
[0008]所述的第一肋塊、第二肋塊、第三肋塊、第四肋塊、第五肋塊和第六肋塊均為長條塊狀結(jié)構(gòu)，并且，第一肋塊、第三肋塊、第四肋塊和第六肋塊的形狀和大小均相等，第二肋塊和第五肋塊的形狀和大小均相等，并且，第二肋塊的長度不小于第一肋塊的長度。
[0009]所述的第一肋塊、第二肋塊和第三肋塊的軸線與上蓋板的夾角為45度至60度，所述的第四肋塊、第五肋塊和第六肋塊的軸線與上蓋板的夾角為45度至60度，并且，第一肋塊、第二肋塊和第三肋塊的軸線與上蓋板的夾角與第四肋塊、第五肋塊和第六肋塊的軸線與上蓋板的夾角相等。
[0010]所述的第一肋塊、第二肋塊、第三肋塊、第四肋塊、第五肋塊和第六肋塊均為均為低屈服點(diǎn)耗能肋板。
[0011]本實(shí)用新型具有如下的積極效果:首先，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，耗能芯板的兩側(cè)對稱分布有耗能肋塊組件，所述的耗能肋塊組件由斜向右下布置的至少三塊耗能肋塊和斜向左下布置的至少三塊耗能肋塊組件交叉組成的呈X字形結(jié)構(gòu)的組件；本產(chǎn)品依據(jù)受剪切作用薄板面外失穩(wěn)機(jī)理，沿面內(nèi)存在的拉/壓主應(yīng)力方向布置多塊低屈服點(diǎn)材料肋塊，這些肋塊既能直接提高耗能芯材板件面外穩(wěn)定性，而且可以在先于耗能芯材板屈服，發(fā)其揮耗能能力。相較于典型剪切型阻尼器，耗能芯材板可以作的更薄，更節(jié)約材料，且耗能效率得到明顯提升。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型的主視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為本實(shí)用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]如圖1、2所示，一種多屈服點(diǎn)剪切型金屬阻尼器，包括上蓋板1、下蓋板2、設(shè)置在上蓋板1和下蓋板2之間的耗能芯板3，所述的耗能芯板3的兩側(cè)對稱分布有耗能肋塊組件，所述的耗能肋塊組件由斜向右下布置的至少三塊耗能肋塊和斜向左下布置的至少三塊耗能肋塊組件交叉組成的呈X字形結(jié)構(gòu)的組件。
[0015]所述的斜向右下布置的耗能肋塊為第一肋塊4、第二肋塊5和第三肋塊6，斜向左下布置的耗能肋塊為第四肋塊7、第五肋塊8和第六肋塊9。所述的第一肋塊4、第二肋塊
5、第三肋塊6、第四肋塊7、第五肋塊8和第六肋塊9均為長條塊狀結(jié)構(gòu)，并且，第一肋塊4、第三肋塊6、第四肋塊7和第六肋塊9的形狀和大小均相等，第二肋塊5和第五肋塊8的形狀和大小均相等，并且，第二肋塊5的長度不小于第一肋塊4的長度。所述的第一肋塊4、第二肋塊5和第三肋塊6的軸線與上蓋板1的夾角為45度至60度，所述的第四肋塊7、第五肋塊8和第六肋塊9的軸線與上蓋板1的夾角為45度至60度，并且，第一肋塊4、第二肋塊5和第三肋塊6的軸線與上蓋板1的夾角與第四肋塊7、第五肋塊8和第六肋塊9的軸線與上蓋板1的夾角相等。所述的第一肋塊4、第二肋塊5、第三肋塊6、第四肋塊7、第五肋塊8和第六肋塊9均為均為低屈服點(diǎn)耗能肋板。
[0016]地震時，安裝于結(jié)構(gòu)內(nèi)的阻尼器上下端板隨構(gòu)件變形發(fā)生相對平行的剪切位移變形時，帶動耗能芯板3發(fā)生上下水平相對剪切變形，從而在耗能芯板3內(nèi)產(chǎn)生水平剪應(yīng)力，根據(jù)力學(xué)微元體模型，則在±45°角方向分別存在一條壓應(yīng)力帶和拉應(yīng)力帶，當(dāng)應(yīng)力值達(dá)到一定狀態(tài)，壓應(yīng)力帶上出現(xiàn)屈曲現(xiàn)象，表現(xiàn)為薄板的面外屈曲變形。
[0017]在兩條應(yīng)力帶上安裝低屈服點(diǎn)耗能肋塊，等于提高了應(yīng)力帶慣性矩，因此可以極大地提高壓應(yīng)力帶屈曲臨界應(yīng)力值，防止薄板剪切變形時正應(yīng)力帶上屈曲現(xiàn)象的發(fā)生。當(dāng)阻尼器發(fā)生剪切變形時，隨著芯材板上水平剪切力和剪切變形的增大，耗能芯板3上的斜向的正應(yīng)力帶上的軸向變形帶動其兩側(cè)低屈服點(diǎn)耗能肋塊發(fā)生軸向變形，使得耗能肋塊變形值率先達(dá)到屈服位移值，進(jìn)入塑性耗能狀態(tài)，繼而隨著阻尼器剪切力和剪切變形的繼續(xù)增大，耗能芯板3應(yīng)力帶也進(jìn)入屈服，表現(xiàn)為耗能芯材板的剪切屈服，則芯材板也進(jìn)入了塑性耗能狀態(tài)。因此整個阻尼器表現(xiàn)為先后出現(xiàn)兩次屈服，對應(yīng)兩個屈服剪力值。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多屈服點(diǎn)剪切型金屬阻尼器，包括上蓋板(1)、下蓋板(2)、設(shè)置在上蓋板(1)和下蓋板(2)之間的耗能芯板(3)，其特征在于:所述的耗能芯板(3)的兩側(cè)對稱分布有耗能肋塊組件，所述的耗能肋塊組件由斜向右下布置的至少三塊耗能肋塊和斜向左下布置的至少三塊耗能肋塊組件交叉組成的呈X字形結(jié)構(gòu)的組件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多屈服點(diǎn)剪切型金屬阻尼器，其特征在于:所述的斜向右下布置的耗能肋塊為第一肋塊(4)、第二肋塊(5)和第三肋塊(6)，斜向左下布置的耗能肋塊為第四肋塊(7)、第五肋塊(8)和第六肋塊(9)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多屈服點(diǎn)剪切型金屬阻尼器，其特征在于:所述的第一肋塊(4)、第二肋塊(5)、第三肋塊(6)、第四肋塊(7)、第五肋塊(8)和第六肋塊(9)均為長條塊狀結(jié)構(gòu)，并且，第一肋塊(4)、第三肋塊(6)、第四肋塊(7)和第六肋塊(9)的形狀和大小均相等，第二肋塊(5)和第五肋塊(8)的形狀和大小均相等，并且，第二肋塊(5)的長度不小于第一肋塊(4)的長度。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多屈服點(diǎn)剪切型金屬阻尼器，其特征在于:所述的第一肋塊(4)、第二肋塊(5)和第三肋塊(6)的軸線與上蓋板(1)的夾角為45度至60度，所述的第四肋塊(7)、第五肋塊(8)和第六肋塊(9)的軸線與上蓋板(1)的夾角為45度至60度，并且，第一肋塊(4)、第二肋塊(5)和第三肋塊(6)的軸線與上蓋板(1)的夾角與第四肋塊(7)、第五肋塊(8)和第六肋塊(9)的軸線與上蓋板(1)的夾角相等。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多屈服點(diǎn)剪切型金屬阻尼器，其特征在于:所述的第一肋塊(4)、第二肋塊(5)、第三肋塊(6)、第四肋塊(7)、第五肋塊(8)和第六肋塊(9)均為均為低屈服點(diǎn)耗能肋板。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種多屈服點(diǎn)剪切型金屬阻尼器，耗能芯板的兩側(cè)對稱分布有耗能肋塊組件，所述的耗能肋塊組件由斜向右下布置的至少三塊耗能肋塊和斜向左下布置的至少三塊耗能肋塊組件交叉組成的呈X字形結(jié)構(gòu)的組件；本產(chǎn)品依據(jù)受剪切作用薄板面外失穩(wěn)機(jī)理，沿面內(nèi)存在的拉/壓主應(yīng)力方向布置多塊低屈服點(diǎn)材料肋塊，這些肋塊既能直接提高耗能芯材板件面外穩(wěn)定性，而且可以在先于耗能芯材板屈服，發(fā)其揮耗能能力。相較于典型剪切型阻尼器，耗能芯材板可以作的更薄，更節(jié)約材料，且耗能效率得到明顯提升。
【IPC分類】E04B1/98
【公開號】CN205100386
【申請?zhí)枴緾N201520803473
【發(fā)明人】郝曉, 周海濤, 張鋒劍, 薛娜, 白哲
【申請人】河南城建學(xué)院
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年10月19日