K字形剪切型阻尼器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型剪切型鉛阻尼器，可應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)的耗能減震控制，主要作用于水工建筑上部排架結(jié)構(gòu)及高層建筑上部的塔架、塔樓等突出構(gòu)建。
【背景技術(shù)】
[0002]結(jié)構(gòu)耗能減震設(shè)計是指在房屋結(jié)構(gòu)中安裝耗能減震裝置，通過局部耗能裝置的變形為主體結(jié)構(gòu)提供附加剛度及附加阻尼比，進而消耗地震輸入到主體結(jié)構(gòu)的能量，控制結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)。阻尼器是耗能減震系統(tǒng)的核心部分，其功能是當結(jié)構(gòu)發(fā)生相對變形(包括相對位移、相對轉(zhuǎn)角)時，耗能器為結(jié)構(gòu)提供較大阻尼，發(fā)揮耗能作用。目前，常見的耗能阻尼器大致分為四種類型:粘彈性阻尼器、粘滯液體阻尼器、摩擦阻尼器、金屬阻尼器，鉛阻尼器作為一種典型金屬耗能裝置，具有耗能性能優(yōu)越、構(gòu)造簡單、制作方便等特點，其耗能機理是利用常溫下鉛金屬的塑性變形性能進行耗能的。
[0003]國家知識產(chǎn)權(quán)局已授權(quán)的‘剪切型鉛阻尼器’的發(fā)明專利申請[200810057382.6]，該專利技術(shù)方案為:將鉛放置在可以平行滑動的蓋板和滑板之間的凹槽內(nèi)，利用凹槽內(nèi)的鉛的剪切耗散能量，構(gòu)造簡單，加工方便，但由于凹槽內(nèi)的鉛體只是在兩個受剪面上有剪切耗能，耗能能力受到限制，且耗能形式過于單一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:現(xiàn)有的阻尼器受剪切面較少，耗能形式單一，為解決上述問題，提供一種K字形剪切型阻尼器。
[0005]本發(fā)明的目的是以下述方式實現(xiàn)的:
K字形剪切型阻尼器，包括阻尼介質(zhì)鉛塊，阻尼介質(zhì)鉛塊外部設(shè)置有鋼殼，鋼殼分為上下兩部分，上下鋼殼的內(nèi)部設(shè)置有凹槽，上下鋼殼對接面上開有橢圓形孔，即阻尼介質(zhì)鉛塊的剪切面為橢圓形。
[0006]上部鋼殼上設(shè)置有連接鋼板和固定螺栓，下部鋼殼通過剛性節(jié)點與鋼支撐連接成整體，鋼支撐由型鋼制成，阻尼器形成K字形，鋼殼的強度在400mpa以上。
[0007]阻尼介質(zhì)通過澆鑄的形式灌入鋼殼的凹槽，低溫冷卻成鉛塊，鉛塊為99.99%高純度鉛。
[0008]基于當前耗能器研究的基礎(chǔ)，本發(fā)明是一種剪切型鉛阻尼器，即能有效解決鉛塊固定的問題，又能豐富鉛阻尼器的工程應(yīng)用手段。目前已授權(quán)的板式、壓擠式鉛阻尼器的安裝形式均為斜撐安裝。K字形剪切阻尼器以剪切作用為主，擠壓作用為輔，增加了阻尼器的作用方式；采用K字型安裝于梁與支撐點處，此種安裝形式豐富了鉛阻尼器在工程中的使用范圍。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2是阻尼器鉛芯剖面圖。
[0011]圖3是圖2 1-1剖面圖。
[0012]圖4是圖2 2-2剖面圖。
[0013]圖5是阻尼器有效剪切截面圖。
[0014]圖6是本發(fā)明使用狀態(tài)示意圖。
[0015]其中，I是連接鋼板；2是排架梁；3是固定螺栓；4是上部鋼殼；5是鉛塊；6是鋼支撐；7是封閉橡膠墊；8是剛性節(jié)點；△是位移。
【具體實施方式】
[0016]如圖1-圖6所示，K字形剪切阻尼器上部鋼殼4通過連接鋼板I和固定螺栓3與排架梁2相連接，將阻尼器焊接在鋼板I上，并用高強抗剪螺栓與梁中預(yù)埋件固定。阻尼器外部鋼殼分為上下兩部分，上下鋼殼均有凹槽，可以包裹固定阻尼介質(zhì)鉛塊5，介質(zhì)鉛塊5為99.99%高純度鉛，上下鋼殼對接面上開有橢圓形孔，即阻尼介質(zhì)鉛塊5的剪切面為橢圓形，鋼殼需對阻尼材料提供足夠的剛度及強度，鋼殼采用強度為400mpa以上的高強鋼制作。鋼支撐6通過剛性節(jié)點8與阻尼器下部鋼殼連接成整體，為保證支撐結(jié)構(gòu)的剛度，鋼支撐6由型鋼制成，與阻尼器外殼剛性焊接。本發(fā)明采用灌鉛的方式，將融化的鉛注入凹槽內(nèi)，灌注時嚴格控制灌注速度，澆鑄的時候封閉橡膠墊7置于上下鋼殼之間，使融化鉛充滿整個凹槽空間，冷卻后成為鉛塊5。
[0017]當建筑處于穩(wěn)定狀態(tài)，無側(cè)向荷載時，耗能支撐體系不產(chǎn)生作用。當阻尼器進入工作狀態(tài)，如圖6所示，當結(jié)構(gòu)受到風荷載、地震荷載或沖擊荷載等側(cè)向荷載時，主體結(jié)構(gòu)發(fā)生往復(fù)層間位移A，阻尼器上下外殼分別由排架梁2及剛支撐6固定，產(chǎn)生相對位移差，使鉛阻尼器內(nèi)部的鉛阻尼介質(zhì)受到相對剪切作用，產(chǎn)生阻尼力。阻尼器受到水平方向往復(fù)運動時，支撐結(jié)構(gòu)連接阻尼器中下固定鋼殼與上固定鋼殼發(fā)生相對位移A錯動，由于鉛具有良好的塑性性能，內(nèi)部鉛塊5逐漸進入屈服狀態(tài)，產(chǎn)生較大阻尼力，從而增加耗散地面輸入結(jié)構(gòu)的能量，并減少結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)，確保主體結(jié)構(gòu)不出現(xiàn)明顯的非線性特征，保證主體結(jié)構(gòu)在強震或強風等動力荷載中的安全性和正常使用。
【主權(quán)項】
1.K字形剪切型阻尼器，包括阻尼介質(zhì)鉛塊，其特征在于:阻尼介質(zhì)鉛塊外部設(shè)置有鋼殼，鋼殼分為上下兩部分，上下鋼殼的內(nèi)部設(shè)置有凹槽，上下鋼殼對接面上開有橢圓形孔，即阻尼介質(zhì)鉛塊的剪切面為橢圓形。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的K字形剪切型阻尼器，其特征在于:上部鋼殼上設(shè)置有連接鋼板和固定螺栓，下部鋼殼通過剛性節(jié)點與鋼支撐連接成整體，鋼支撐由型鋼制成，阻尼器形成K字形，鋼殼的強度在400mpa以上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的K字形剪切型阻尼器，其特征在于:阻尼介質(zhì)通過澆鑄的形式灌入鋼殼的凹槽，低溫冷卻成鉛塊，鉛塊為99.99%高純度鉛。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種新型K字形剪切型阻尼器，可應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)的耗能減震控制，主要作用于水工建筑上部排架結(jié)構(gòu)及高層建筑上部的塔架、塔樓等突出構(gòu)建，包括阻尼介質(zhì)鉛塊，阻尼介質(zhì)鉛塊外部設(shè)置有鋼殼，鋼殼分為上下兩部分，上下鋼殼的內(nèi)部設(shè)置有凹槽，上下鋼殼對接面上開有橢圓形孔，即阻尼介質(zhì)鉛塊的剪切面為橢圓形?；诋斍昂哪芷餮芯康幕A(chǔ)，本發(fā)明是一種剪切型鉛阻尼器，即能有效解決鉛塊固定的問題，又能豐富鉛阻尼器的工程應(yīng)用手段。K字形剪切阻尼器以剪切作用為主，擠壓作用為輔，增加了阻尼器的作用方式；采用K字型安裝于梁與支撐點處，此種安裝形式豐富了鉛阻尼器在工程中的使用范圍。
【IPC分類】E04B1/98
【公開號】CN105133746
【申請?zhí)枴緾N201510636150
【發(fā)明人】程凱, 閆文周, 賀向陽, 趙銀會
【申請人】河南省電力勘測設(shè)計院
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年9月30日