一種組合多階段屈服型軟鋼阻尼器制造技術

本實用新型專利技術公開了一種組合多階段屈服型軟鋼阻尼器，包括至少一個分階段屈服構件和若干個單階段彎曲屈服構件。分階段屈服構件包括一塊至少設置有兩個應力消除孔的矩形低屈服點軟鋼板和兩片第一X形軟鋼耗能鋼片，每個單階段彎曲屈服構件均包括有第二X形軟鋼耗能鋼片。采用上述結構后，上述矩形低屈服點軟鋼板初始剛度大且為剪切屈服，能在小震時提供附加阻尼，起到耗能作用。第一X形軟鋼耗能鋼片和第二X形軟鋼耗能鋼片初始剛度小，屈服位移小，能在大震時快速進入屈服階段，起到耗能的效果。故能兼顧大震和小震，分階段屈服，能滿足復雜地震需要。另外，分階段屈服構件和單階段彎曲屈服構件可根據需要隨意組合，使用、更換、維修簡單方便。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
一種組合多階段屈服型軟鋼阻尼器
本技術涉及一種軟鋼阻尼器，特別是一種組合多階段屈服型軟鋼阻尼器。
技術介紹
本技術屬于建筑工程
，尤其涉及結構被動減震控制系統中的金屬阻尼器，具體來說是一種可以為結構提供附加阻尼比、減少結構地震效應的組合型二階段彎曲屈服型軟鋼阻尼器。隨著我國城市化進程的迅猛發展，伴隨著日益多樣化的使用要求，大量復雜體型高層及超高層建筑結構不斷涌現，這對抗震設計帶來了新的挑戰——建筑結構除了需要滿足承載力設計要求，還要能夠實現性能化設計的目標。在這種情況下，按傳統的結構布置形式，梁、柱等構件的設計截面必須很大，但是這樣會導致結構自重也即地震反應增大；此外還有一個重要的矛盾在于，傳統結構經歷地震沖擊后，即使沒有發生倒塌，對梁、柱等構件的修復代價往往也會很高，并會對結構的正常使用帶來影響。因此目前工程抗震通常會選擇各種型式的阻尼器來增加結構的阻尼比，減少地震作用效應。例如目前應用最多的兩種軟鋼阻尼器分別是Whittaker等人和Tsai等研發的三角形軟鋼阻尼器和X形軟鋼阻尼器，其優點是方便耐用，滯回耗能性能良好。而國內一些學者也提出了許多新的阻尼器形式，例如組合鋼板耗能阻尼器、加勁圓環阻尼器、菱形鋼板阻尼器和雙X型阻尼器等。盡管這些新型阻尼器通過良好的幾何特性和材料特性，形成飽滿的滯回曲線，但其具有以下幾個問題:1、初始剛度較小或不具備初始剛度，使得阻尼器在彈性小震狀態下不具備提供附加阻尼的能力；2、屈服形式單一，主要針對結構的剪切變形，難以滿足復雜地震作用的需要；3、更換維修較為復雜。
技術實現思路
本技術要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，而提供一種具有一定的初始剛度，既能滿足大震，也能適用彈性小震；分階段屈服，能滿足復雜地震需要；并且更換維修簡單的組合多階段屈服型軟鋼阻尼器。為解決上述技術問題，本技術采用的技術方案是:一種組合多階段屈服型軟鋼阻尼器，包括至少一個分階段屈服構件和若干個設置于分階段屈服構件左右兩端的單階段彎曲屈服構件；—所述分階段屈服構件包括一塊至少設置有兩個應力消除孔的矩形低屈服點軟鋼板、設置于矩形低屈服點軟鋼板左右兩端的兩片第一 X形軟鋼耗能鋼片和用于固定矩形低屈服點軟鋼板和兩片第一 X形軟鋼耗能鋼片的兩塊第一節點板，每片第一 X形軟鋼耗能鋼片均與矩形低屈服點軟鋼板相垂直；—所述每個單階段彎曲屈服構件均包括兩塊平行設置的第二節點板和垂直設置于兩塊第二節點板之間的第二X形軟鋼耗能鋼片；—所述每片第一X形軟鋼耗能鋼片與每片第二 X形軟鋼耗能鋼片均相互平行。所述應力消除孔有兩個，呈豎直排列。所述每個應力消除孔的形狀為橢圓形。所述相鄰兩個應力消除孔之間的最小間隔距離大于20mm。所述矩形低屈服點軟鋼板的厚度大于第一 X形軟鋼耗能鋼片或第二 X形軟鋼耗能鋼片的厚度。所述矩形低屈服點軟鋼板的厚度為12mm，第一 X形軟鋼耗能鋼片和第二 X形軟鋼耗能鋼片的厚度相等，均為8mm。所述組合多階段屈服型軟鋼阻尼器包括一個分階段屈服構件，該分階段屈服構件的其中一端設置有一個單階段彎曲屈服構件，分階段屈服構件的另一端設置有兩個單階段彎曲屈服構件。所述組合多階段屈服型軟鋼阻尼器包括兩個相互疊置的分階段屈服構件，每個分階段屈服構件的兩端各設置有一個單階段彎曲屈服構件。所述矩形低屈服點軟鋼板、第一 X形軟鋼耗能鋼片和第二 X形軟鋼耗能鋼片的材料均為屈服強度不低于235MPa、延伸率大于40%的鋼材。本技術采用上述結構后，上述矩形低屈服點軟鋼板初始剛度大且為剪切屈月艮，能在小震時提供附加阻尼，起到耗能作用。第一 X形軟鋼耗能鋼片和第二 X形軟鋼耗能鋼片初始剛度小，屈服位移小，能在大震時快速進入屈服階段，起到耗能的效果。故本裝置能兼顧大震和小震，分階段屈服，能滿足復雜地震需要。另外，分階段屈服構件和單階段彎曲屈服構件可根據需要隨意組合，使用、更換、維修簡單方便。【附圖說明】圖1是實施例一中的一種組合多階段屈服型軟鋼阻尼器的結構示意圖；圖2是分階段屈服構件的結構示意圖；圖3是單階段彎曲屈服構件的結構示意圖；圖4是實施例二中的一種組合多階段屈服型軟鋼阻尼器的結構示意圖。其中有:1.分階段屈服構件；2.單階段彎曲屈服構件；3.矩形低屈服點軟鋼板；4.第一節點板；5.第一X形軟鋼耗能鋼片；6.應力消除孔；7.第二X形軟鋼耗能鋼片；8.第二節點板；9.最小間隔距離。【具體實施方式】下面結合附圖和具體較佳實施方式對本技術作進一步詳細的說明。實施例一:如圖1、圖2和圖3所示，一種組合多階段屈服型軟鋼阻尼器，包括一個分階段屈服構件1，該分階段屈服構件I的其中一端設置有一個單階段彎曲屈服構件2，分階段屈服構件I的另一端設置有兩個單階段彎曲屈服構件2。分階段屈服構件I是本技術軟鋼阻尼器中的主要部件，其包括一塊至少設置有兩個應力消除孔6的矩形低屈服點軟鋼板3、設置于矩形低屈服點軟鋼板3左右兩端的兩片第一 X形軟鋼耗能鋼片5和用于固定矩形低屈服點軟鋼板3和兩片第一 X形軟鋼耗能鋼片5的兩塊第一節點板4，優選矩形低屈服點軟鋼板3的兩端和第一 X形軟鋼耗能鋼片5的兩端均垂直焊接在第一節點板4上，矩形低屈服點軟鋼板3能通過第一節點板4傳遞剪力。另外，每片第一X形軟鋼耗能鋼片5均與矩形低屈服點軟鋼板3相垂直設置。應力消除孔6能消除矩形低屈服點軟鋼板3在地震力的往復作用下，角部易產生的應力集中現象。應力消除孔6優選有兩個，呈豎直排列，使得矩形板在剪切變形下應力屈服時全截面應力保持基本相同，但也可以為三個或三個以上。另外，相鄰兩個應力消除孔6之間的最小間隔距離9應大于20mm，這樣，在消除應力的同時，仍能使矩形低屈服點軟鋼板3具有所需要的較大的剛度。應力消除孔6的形狀優選為橢圓形，邊角圓滑，通過有效的幾何截面設計，能提高截面的利用效率，得到更加飽滿的滯回曲線。當然也可選擇菱形、圓形或其它形狀，但目前實驗數據顯示，效果均不如橢圓形。每個單階段彎曲屈服構件2均包括兩塊平行設置的第二節點板8和垂直設置于兩塊第二節點板8之間的第二 X形軟鋼耗能鋼片7，每片第一 X形軟鋼耗能鋼片5與每片第二X形軟鋼耗能鋼片7均相互平行。單階段彎曲屈服構件2是本技術軟鋼阻尼器中的附屬部件，其用途在于可以任意形式與主要部件相結合，以滿足不同結構形式、不同抗震設防條件下，結構對于阻尼比的要求。這樣的組合組裝方便，在地震作用后，維修和更換也比較方便，造價相對較低。上述矩形低屈服點軟鋼板3的厚度大于第一 X形軟鋼耗能鋼片5或第二 X形軟鋼耗能鋼片7的厚度。如矩形低屈服點軟鋼板3的厚度為12mm，第一 X形軟鋼耗能鋼片5和第二 X形軟鋼耗能鋼片7的厚度相等，均為8mm。較厚的矩形低屈服點軟鋼板能提供較大的側向剛度，從而可以在小震作用下介入工作；對于X形鋼片來說，其屈服形態為彎曲屈服，在高度一定的條件下，屈服位移由鋼片厚度決定，厚度較小能保證其有較大的屈服位移，形成分階段屈服。另外，上述矩形低屈服點軟鋼板3、第一 X形軟鋼耗能鋼片5和第二 X形軟鋼耗能鋼片7的材料均為屈服強度不低于235MPa、延伸率大于40%的鋼材。作為替換，本實施例中，上述單階段彎曲屈服構件2也可為I個、2個或者多個，單階段彎曲屈服構件本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種組合多階段屈服型軟鋼阻尼器，其特征在于：包括至少一個分階段屈服構件（1）和若干個設置于分階段屈服構件（1）左右兩端的單階段彎曲屈服構件（2）；——所述分階段屈服構件（1）包括一塊至少設置有兩個應力消除孔（6）的矩形低屈服點軟鋼板（3）、設置于矩形低屈服點軟鋼板（3）左右兩端的兩片第一X形軟鋼耗能鋼片（5）和用于固定矩形低屈服點軟鋼板（3）和兩片第一X形軟鋼耗能鋼片（5）的兩塊第一節點板（4），所述每片第一X形軟鋼耗能鋼片（5）均與矩形低屈服點軟鋼板（3）相垂直；——所述每個單階段彎曲屈服構件（2）均包括兩塊平行設置的第二節點板（8）和垂直設置于兩塊第二節點板（8）之間的第二X形軟鋼耗能鋼片（7）；——所述每片第一X形軟鋼耗能鋼片（5）與每片第二X形軟鋼耗能鋼片（7）均相互平行。

【技術特征摘要】
1.一種組合多階段屈服型軟鋼阻尼器，其特征在于:包括至少一個分階段屈服構件(I)和若干個設置于分階段屈服構件(I)左右兩端的單階段彎曲屈服構件(2 ); —所述分階段屈服構件(I)包括一塊至少設置有兩個應力消除孔(6)的矩形低屈服點軟鋼板(3)、設置于矩形低屈服點軟鋼板(3)左右兩端的兩片第一 X形軟鋼耗能鋼片(5)和用于固定矩形低屈服點軟鋼板(3)和兩片第一 X形軟鋼耗能鋼片(5)的兩塊第一節點板(4)，所述每片第一 X形軟鋼耗能鋼片(5)均與矩形低屈服點軟鋼板(3)相垂直； —所述每個單階段彎曲屈服構件(2)均包括兩塊平行設置的第二節點板(8)和垂直設置于兩塊第二節點板(8)之間的第二 X形軟鋼耗能鋼片(7)； —所述每片第一 X形軟鋼耗能鋼片(5)與每片第二 X形軟鋼耗能鋼片(7)均相互平行。2.根據權利要求1所述的組合多階段屈服型軟鋼阻尼器，其特征在于:所述應力消除孔(6)有兩個，呈豎直排列。3.根據權利要求1所述的組合多階段屈服型軟鋼阻尼器，其特征在于:所述每個應力消除孔(6)的形狀為橢圓形。4.根據權利要求1或2或3所述的組合多階段屈服型軟鋼阻尼器，其特征在于:所述相鄰兩個應力消除孔(6)之間的最小間隔距離(9)大...

【專利技術屬性】
技術研發人員：薛俊偉，宗彬彬，
申請(專利權)人：江蘇省城市規劃設計研究院，
類型：新型
國別省市：江蘇;32