[發(fā)明專利]一種可拆卸U形波折帶雙層開(kāi)斜縫鋼板阻尼器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010700466.8
• 申請(qǐng)日: 2020-07-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111945911B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜子欽;李祥源;陳鑫;崔虎;閻田
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): E04B1/98
• 分類號(hào): E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 亳州速誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 34157
• 代理人: 張輝

本發(fā)明涉及一種可拆卸U形波折帶雙層開(kāi)斜縫鋼板阻尼器，屬于土木工程消能減震技術(shù)領(lǐng)域。該金屬阻尼器由若干U形耗能件、雙層開(kāi)斜縫鋼板上蓋板和下蓋板組成。本發(fā)明基于多向耗能、耗能元件可拆卸、提高抗剪承載力、抑制面外屈曲、多種剪切耗能機(jī)制協(xié)同工作和雙重保險(xiǎn)機(jī)制等設(shè)計(jì)理念，打破了傳統(tǒng)金屬阻尼器的局限。U形耗能單元并聯(lián)，有效實(shí)現(xiàn)了阻尼器的多向耗能；通過(guò)合理設(shè)計(jì)，阻尼器可實(shí)現(xiàn)多位置屈服，耗能性能穩(wěn)定，抗剪承載力大幅提高；U形耗能件和雙層開(kāi)斜縫鋼板共同耗能，形成雙重保險(xiǎn)機(jī)制；震后僅需更換耗能部件便可恢復(fù)正常使用功能。該金屬阻尼器朝著裝配式方向發(fā)展，更換簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)效益明顯、可與支座有效結(jié)合，為支座提供側(cè)向力。

技術(shù)領(lǐng)域

本專利涉及一種可拆卸U形波折帶雙層開(kāi)斜縫鋼板阻尼器，可用于控制結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，從而提高主體結(jié)構(gòu)的抗震性能，屬于土木工程消能減震技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

地震是一種自然災(zāi)害，具有突發(fā)性和毀滅性，強(qiáng)震發(fā)生可能造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。我國(guó)是地震多發(fā)國(guó)，大部分一線城市處于地震區(qū)。而隨著我國(guó)發(fā)展速度的加快，城市人口和設(shè)施愈發(fā)集中，導(dǎo)致高層建筑越來(lái)越多，傳統(tǒng)的抗震策略不再適用，新型消能減震阻尼器的研究勢(shì)在必行。

傳統(tǒng)的抗震策略是通過(guò)提高結(jié)構(gòu)本身的強(qiáng)度、剛度、延性等性能來(lái)實(shí)現(xiàn)抵抗地震作用的功能，而金屬耗能阻尼器是利用金屬不同形式的塑性滯回變形耗散能量。由于金屬進(jìn)入塑性狀態(tài)后具有良好的滯回性能，并在彈塑性滯回變形過(guò)程中吸收大量能量，因而被用來(lái)制造不同類型和構(gòu)造的耗能減震器。

但是現(xiàn)有的金屬阻尼器結(jié)構(gòu)單一，小震下處于彈性變形狀態(tài)不屈服，仍需主體結(jié)構(gòu)耗能，消能減震效果不佳；大震下阻尼器應(yīng)力大于屈服強(qiáng)度時(shí)整體進(jìn)入塑性耗能狀態(tài)，震后整體破壞，無(wú)法實(shí)現(xiàn)只更換部分耗能構(gòu)件以恢復(fù)正常使用功能的目的。

目前的剪切型金屬阻尼器通常都是剪切型鋼板阻尼器，只能在平面內(nèi)耗能，在地震作用下，無(wú)法在其他方向進(jìn)行耗能，但是地震方向通常具有不確定性，所以傳統(tǒng)的金屬阻尼器往往不能達(dá)到理想的耗能效果。

為解決現(xiàn)有金屬阻尼器存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明基于多方向耗能、耗能元件可拆卸、提高抗剪承載力、抑制面外屈曲、多種剪切耗能機(jī)制協(xié)同工作和雙重保險(xiǎn)機(jī)制等設(shè)計(jì)理念，提出了一種可拆卸U形波折帶雙層開(kāi)斜縫鋼板阻尼器。該發(fā)明通過(guò)若干組U形耗能單元的多方向并聯(lián)，可以在受到來(lái)自不同方向的地震作用時(shí)實(shí)現(xiàn)多方向耗能；U形耗能件與雙層開(kāi)斜縫鋼板的結(jié)合有效實(shí)現(xiàn)了兩種剪切耗能機(jī)制的協(xié)同工作；通過(guò)不同部件采用不同屈服等級(jí)材料的方式，可以在不同地震強(qiáng)度作用下實(shí)現(xiàn)雙重保險(xiǎn)機(jī)制，改善小震下主體結(jié)構(gòu)耗能而阻尼器基本不參與耗能的問(wèn)題；U形耗能單元與蓋板通過(guò)高強(qiáng)螺栓連接，耗能單元發(fā)生破壞后可以拆卸，并可以根據(jù)震后阻尼器各個(gè)耗能單元的損傷情況拆卸局部耗能單元，避免了金屬阻尼器發(fā)生塑性變形后更換困難的問(wèn)題；雙層開(kāi)斜縫鋼板由兩塊斜縫反向布置的鋼板通過(guò)自攻螺釘連接而成，兩塊鋼板可以在變形時(shí)相互約束，抑制面外屈曲；鋼板上端為波形板，下端為開(kāi)斜縫鋼板，可以保證阻尼器基本不承擔(dān)豎向力，耗能性能穩(wěn)定；由于開(kāi)縫設(shè)計(jì)，鋼板可多位置屈服，提高了阻尼器的耗能能力；該金屬阻尼器朝著裝配式方向發(fā)展，更換簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)效益明顯、可與支座有效結(jié)合，為支座提供側(cè)向力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種可拆卸U形波折帶雙層開(kāi)斜縫鋼板阻尼器，旨在解決現(xiàn)有金屬阻尼器結(jié)構(gòu)體系存在的耗能方向單一、屈服點(diǎn)集中、小震無(wú)法發(fā)生塑性耗能、大震整體破壞、震后需要整體更換、耗能機(jī)制單一、面外穩(wěn)定性不足等問(wèn)題。該新型金屬阻尼器能夠?qū)崿F(xiàn)雙重保險(xiǎn)機(jī)制，多方向耗能，多種剪切耗能機(jī)制協(xié)同工作，耗能元件可拆卸，具有良好的承載性能和耗能性能，可提高結(jié)構(gòu)剛度，經(jīng)濟(jì)效益明顯，可與現(xiàn)有的隔震支座等減隔震元件組合應(yīng)用，同時(shí)也為金屬阻尼器提供更多的選擇空間。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)手段：