功能可恢復(fù)軟鋼阻尼器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種功能可恢復(fù)軟鋼阻尼器，包括腹板、結(jié)構(gòu)錨板、翼緣板和消能部件；所述腹板的兩側(cè)端面分別與翼緣板固定連接，腹板的上、下兩個端面分別與結(jié)構(gòu)錨板固定連接；所述腹板為完整腹板移除部分后的殘余腹板；所述消能部件安裝在移除腹板的空出位置，消能部件沿軟鋼阻尼器高度方向的兩端分別與所述腹板固定連接。本實用新型在強(qiáng)震作用下，通過合理設(shè)計使得消能部件的消能板首先進(jìn)入塑性消能，而腹板、結(jié)構(gòu)錨板和翼緣板一直保持彈性范圍內(nèi)，因為消能部件與腹板是通過螺栓固接，所以在震后消能部件可方便快速更換，而軟鋼阻尼器的其它部件無需修復(fù)，顯著降低了軟鋼阻尼器在震后整體更換的困難，滿足當(dāng)前結(jié)構(gòu)和構(gòu)件可快速恢復(fù)使用功能。
【專利說明】功能可恢復(fù)軟鋼阻尼器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于土木工程領(lǐng)域，涉及用于減小工程結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的一種軟鋼阻尼器。

【背景技術(shù)】
[0002]通過金屬材料的塑性變形來耗散地震輸入結(jié)構(gòu)的能量，從而減輕結(jié)構(gòu)在地震中的響應(yīng)，這種消能減震的設(shè)計理念已經(jīng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計中得到廣泛的認(rèn)可。軟鋼剪切板阻尼器是金屬阻尼器的一種，作為消能減震裝置常用于結(jié)構(gòu)振動控制中。其基本的工作原理為:在地震或風(fēng)振時，通過腹板的剪切變形進(jìn)入塑性屈服形成滯回，耗散輸入結(jié)構(gòu)中的能量，從而增加結(jié)構(gòu)等效阻尼，達(dá)到消能減震目的。自日本阪神地震與美國北嶺地震后，軟鋼阻尼器就象結(jié)構(gòu)“保險絲”，作為一種性能優(yōu)越的消能減震裝置，在日本、美國等多震的發(fā)達(dá)國家得到了廣泛的關(guān)注，在我國的研究和應(yīng)用也處于初步階段。
[0003]如圖1所示，為一種傳統(tǒng)的軟鋼阻尼器結(jié)構(gòu)示意圖，由結(jié)構(gòu)錨板2、翼緣板3和實心腹板組成，但是軟鋼剪切板阻尼器也存在一定的問題:(I)剪切板阻尼器與結(jié)構(gòu)相連，承受剪力和部分軸力和彎矩，在地震過程中腹板進(jìn)入塑性耗能，而震后有一定的殘余變形，因為軸力和彎矩作用，如將剪切板阻尼器整體更換，施工會較為復(fù)雜；(2)在地震中剪切板阻尼器主要是通過腹板剪切耗能，所以一般腹板的殘余變形較大，如將結(jié)構(gòu)錨板和翼緣板一起更換，則會有較大的浪費，不符合節(jié)能環(huán)保的要求；(3)進(jìn)一步，如果僅僅更換腹板，通過焊接替換，考慮到焊接和現(xiàn)場施工作業(yè)條件限制，很難進(jìn)一步保證更換后腹板的耗能效果。
[4]現(xiàn)階段，大震過后會伴隨系列強(qiáng)余震，如何快速恢復(fù)結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的抗震能力和使用功能，也是今后設(shè)計需要特別關(guān)注的問題，對于軟鋼剪切板阻尼器的更換顯然會花費較長的時間。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型為了解決軟鋼剪切板阻尼器在震后更換困難，花費時間較長，不能夠快速恢復(fù)結(jié)構(gòu)抗震性能和使用功能，提出了一種功能可恢復(fù)軟鋼阻尼器。
[0005]本實用新型采用的技術(shù)方案為:一種功能可恢復(fù)軟鋼阻尼器，包括腹板、結(jié)構(gòu)錨板、翼緣板和消能部件；所述腹板的兩側(cè)端面分別與翼緣板固定連接，腹板的上、下兩個端面分別與結(jié)構(gòu)錨板固定連接；
[0006]所述腹板為完整腹板移除部分后的殘余腹板；所述消能部件安裝在移除腹板的空出位置，消能部件沿軟鋼阻尼器高度方向的兩端分別與所述腹板固定連接。
[0007]作為優(yōu)選，所述消能部件包括一塊消能板、連接板和連接蓋板，所述消能板沿軟鋼阻尼器高度方向的兩端分別與連接板直接對接，或者消能板和連接板共同焊接在垂直于消能板的加勁板上形成間接連接，連接板通過連接蓋板與腹板螺栓拼接。
[0008]作為優(yōu)選，所述消能部件包括兩塊位于腹板兩側(cè)的消能板，消能板沿軟鋼阻尼器高度方向的兩端通過螺栓穿過腹板對拉連接。
[0009]作為優(yōu)選，所述阻尼器的腹板、結(jié)構(gòu)錨板和翼緣板由高屈服鋼材制作(如Q345鋼等)，消能部件中的消能板由低屈服鋼材制作(如LY160鋼和Q235鋼等)。
[0010]作為優(yōu)選，所述消能板是完整板或帶有縫隙的板或帶有孔洞的板，如條狀槽、多邊形孔或簡單縫隙。
[0011]作為優(yōu)選，所述消能板周圍可焊接加勁翼緣板。
[0012]作為優(yōu)選，所述消能板內(nèi)部可焊接水平或豎向加勁肋。
[0013]作為優(yōu)選，所述腹板為完整腹板上移除多個部分后的殘余腹板。
[0014]本實用新型腹板是通過常規(guī)軟鋼剪切板阻尼器的腹板移除部分后得到，此時殘余腹板與翼緣板形成T型截面，消能部件能夠覆蓋相應(yīng)空出位置，沿著軟鋼阻尼器高度方向消能部件兩端與腹板固接，此處沿著軟鋼阻尼器的高度方向即為垂直于結(jié)構(gòu)錨固方向，或順著翼緣板長度方向。本實用新型消能部件還可以使用于摩擦型阻尼器或者形狀記憶合金阻尼器等。
[0015]本實用新型具有以下有益效果:
[0016]1.軟鋼阻尼器的結(jié)構(gòu)錨板與結(jié)構(gòu)相連，在地震過程中結(jié)構(gòu)錨板、翼緣板和腹板保持在彈性范圍內(nèi)，震后無需更換，顯著降低了施工難度；
[0017]2.在地震后軟鋼阻尼器的塑性變形主要集中在消能部件中，而消能部件主要通過螺栓與腹板相連，震后非常容易更換，可保證快速及時恢復(fù)結(jié)構(gòu)的抗震性能和使用功能；
[0018]3.在地震過程中，消能部件的消能板基本全部進(jìn)入屈服，將這部分進(jìn)行更換，能夠?qū)崿F(xiàn)最大的經(jīng)濟(jì)效益。
[0019]4.震后需更換的全部消能部件在工廠制作，加工精度更容易控制，消能部件的耗能效果更佳。
[0020]5.消能部件可作為單獨的消能器進(jìn)行設(shè)計，不僅僅局限于原來平腹板的形式，可以結(jié)合最新的研究成果，使用更為合理可靠的消能器產(chǎn)品，包括摩擦型阻尼器或者形狀記憶合金阻尼器等。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是一種傳統(tǒng)軟鋼阻尼器；
[0022]圖2是本實用新型設(shè)置消能板前的示意圖；
[0023]圖3是圖2的A-A剖視圖；
[0024]圖4是本實用新型設(shè)置消能板前的正視圖；
[0025]圖5是本實用新型設(shè)置消能板后的示意圖；
[0026]圖6是圖5的B-B剖視圖；
[0027]圖7是本實用新型設(shè)置消能板后的正視圖；
[0028]圖8是本實用新型實施例1消能板示意圖；
[0029]圖9是本實用新型實施例2消能板示意圖；
[0030]圖10是本實用新型實施例3的帶有翼緣板和加勁肋的消能板示意圖；
[0031]圖11是本實用新型實施例4的帶有條狀孔洞的消能板示意圖；
[0032]圖12是本實用新型實施例5的帶有菱形孔洞的消能板示意圖。
[0033]圖13是本實用新型實施例6的設(shè)置雙消能板后的示意圖。
[0034]圖14是圖13的C-C剖視圖。
[0035]圖15是本實用新型實施例7的設(shè)置兩個帶有條狀孔洞的消能板后的正視圖。
[0036]圖16是本實用新型實施例8的消能板前的正視圖。
[0037]圖17是本實用新型實施例8的消能板后的正視圖。

【具體實施方式】
[0038]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型做進(jìn)一步說明。
[0039]實施例1
[0040]如圖2-8所示，一種功能易恢復(fù)軟鋼阻尼器，包括腹板1、結(jié)構(gòu)錨板2、翼緣板3和消能部件4組成；所述的腹板I是通過常規(guī)軟鋼剪切板阻尼器的腹板移除部分后得到，消能部件4能夠覆蓋相應(yīng)空出位置，沿著軟鋼阻尼器高度方向(垂直于結(jié)構(gòu)錨板的方向)消能部件4兩端與腹板I固接。所述的腹板1、結(jié)構(gòu)錨板2和翼緣板3可由高屈服鋼材制作，消能部件4中的消能板4-1可由低屈服鋼材制作；所述的消能板4-1和連接板4-3共同焊接在垂直于消能板4-1的加勁板4-2上形成消能部件4，消能部件4沿著軟鋼阻尼器高度方向的兩端通過連接蓋板4-4與腹板I螺栓拼接。
[0041]實施例2
[0042]如圖9所示:本實施例與實施例1其余部分相同，不同之處在于消能部件4中的消能板4-1與連接板4-3直接對接。
[0043]實施例3
[0044]如圖10所示:本實施例與實施例1其余部分相同，不同之處在于消能部件4中的消能板4-1周圍焊接加勁翼緣板4-5和水平及豎向加勁肋4-6。
[0045]實施例4
[0046]如圖11所示:本實施例與實施例1其余部分相同，不同之處在于消能板4-1開有條形孔洞。
[0047]實施例5
[0048]如圖12所示:本實施例與實施例1其余部分相同，不同之處在于消能板4-1開有多邊形孔洞。
[0049]實施例6
[0050]如圖13-14所示:本實施例與實施例1其余部分相同，不同之處在于位于腹板I兩側(cè)的兩塊消能部件4沿著軟鋼阻尼器高度方向的兩端通過螺栓穿過腹板I對拉連接。
[0051]實施例7
[0052]如圖15所示:本實施例與實施例6其余部分相同，不同之處在于消能板4-1開有條形孔洞。
[0053]實施例8
[0054]如圖16-17所示:本實施例與實施例7其余部分相同，不同之處在于所述的腹板I是通過常規(guī)軟鋼剪切板阻尼器的腹板移除兩塊板后得到，然后填充兩對消能部件，計四塊消能部件。
[0055]應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護(hù)范圍。本實施例中未明確的各組成部分均可用現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種功能可恢復(fù)軟鋼阻尼器，其特征在于:包括腹板、結(jié)構(gòu)錨板、翼緣板和消能部件；所述腹板的兩側(cè)端面分別與翼緣板固定連接，腹板的上、下兩個端面分別與結(jié)構(gòu)錨板固定連接； 所述腹板為完整腹板移除部分后的殘余腹板；所述消能部件安裝在移除腹板的空出位置，消能部件沿軟鋼阻尼器高度方向的兩端分別與所述腹板固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能可恢復(fù)軟鋼阻尼器，其特征在于:所述消能部件包括一塊消能板、連接板和連接蓋板，所述消能板沿軟鋼阻尼器高度方向的兩端分別與連接板直接對接，或者消能板和連接板共同焊接在垂直于消能板的加勁板上形成間接連接，連接板通過連接蓋板與腹板螺栓拼接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能可恢復(fù)軟鋼阻尼器，其特征在于:所述消能部件包括兩塊位于腹板兩側(cè)的消能板，消能板沿軟鋼阻尼器高度方向的兩端通過螺栓穿過腹板對拉連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的功能可恢復(fù)軟鋼阻尼器，其特征在于:所述阻尼器的腹板、結(jié)構(gòu)錨板和翼緣板由高屈服鋼材制作，消能部件中的消能板由低屈服鋼材制作。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的功能可恢復(fù)軟鋼阻尼器，其特征在于:所述消能板是完整板或帶有縫隙的板或帶有孔洞的板。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的功能可恢復(fù)軟鋼阻尼器，其特征在于:所述消能板周圍焊接有加勁翼緣板。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的功能可恢復(fù)軟鋼阻尼器，其特征在于:所述消能板內(nèi)部焊接有水平或豎向加勁肋。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能可恢復(fù)軟鋼阻尼器，其特征在于:所述腹板為完整腹板上移除多個部分后的殘余腹板。
【文檔編號】E04B1/98GK203977618SQ201420419976
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月28日
【發(fā)明者】王春林, 孫遜 申請人:東南大學(xué)