剪切型金屬屈服阻尼器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種剪切型金屬屈服阻尼器，屬于土木工程結(jié)構(gòu)消能減震技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]當今建筑越來越趨向于高大化，由鋼構(gòu)件、組合構(gòu)件或鋼筋混凝土構(gòu)件組成的框架結(jié)構(gòu)是建筑物中經(jīng)常被采用的結(jié)構(gòu)形式，為使建筑結(jié)構(gòu)具有較強的抵抗地震、風荷載等外力破壞的能力，經(jīng)常需要在框架結(jié)構(gòu)中增設(shè)各類耗能裝置，而剪切型金屬屈服阻尼器因其經(jīng)濟性較好，力學性能優(yōu)越，在工程中應用較多。
[0003]然而現(xiàn)有的剪切型金屬屈服阻尼器存在如下問題:1、耗能機制單一，大多數(shù)阻尼器無法同時滿足小震和大震時結(jié)構(gòu)對附加阻尼比的需求。部分剪切型金屬阻尼器設(shè)計屈服位移較大，只能在大震下起到消能減震作用，而在小震作用時，阻尼器仍然處于彈性工作狀態(tài)，耗能太少或者不耗能;2、當阻尼器設(shè)計屈服位移較小時，即使同時滿足小震及大震狀態(tài)下耗能需求，但是這類阻尼器往往附加給結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛度較大，進而導致地震作用效應的增大，不利于結(jié)構(gòu)抗震。
[0004]粘彈性阻尼材料由于自身材料分子鏈組成網(wǎng)格的壓縮、錯動和松弛會耗散能量，產(chǎn)生阻尼，故其制成的粘彈性阻尼裝置可用來增加結(jié)構(gòu)的阻尼。由于該種材料既具有粘性又具有很好的彈性，既可以貯存能量又可以耗散能量，所以用該種材料制成的耗能裝置力與位移滯回曲線近似于橢圓形，耗能能力強，能夠有效減小建筑物的風振及地震反應。與位移相關(guān)型阻尼器相比(例如剪切型金屬屈服阻尼器)，粘彈性耗能裝置避免了位移相關(guān)型阻尼器存在的耗能器初始剛度如何與結(jié)構(gòu)側(cè)移剛度相匹配的問題，故粘彈性阻尼裝置在所有振動條件下都能進行耗能，即使在較小的振動條件下，也能夠進行耗能。
[0005]但是由該種阻尼材料制作的裝置其耗能能力受外界環(huán)境影響較大，尤其是溫度和頻率的影響，頻率高到或溫度低到一定的程度時，粘彈性阻尼材料呈玻璃態(tài)，失去阻尼性質(zhì);在低頻或高溫時，粘彈性阻尼材料呈橡膠態(tài)，阻尼也很小；只有在中頻和中等溫度時，阻尼最大，彈性取中等值。故其耗能能力較不穩(wěn)定。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型需要解決的技術(shù)問題是提供一種剪切型金屬屈服阻尼器，其具有較強的承受剪切力的能力，并且耗能能力穩(wěn)定，利于結(jié)構(gòu)抗震。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0008]—種剪切型金屬屈服阻尼器，包括兩個橫向設(shè)置的連接板和兩個縱向設(shè)置的翼板組成的矩形框架體、設(shè)置在矩形框架體上的橫向加肋板和縱向加肋板，在矩形框架體內(nèi)鑲嵌設(shè)置有剪切耗能板，在剪切耗能板的前后兩面分別設(shè)置有粘彈性材料層，粘彈性材料層的厚度均為剪切耗能板厚度的I?2倍，每一面的粘彈性材料層均包括若干拼接而成的粘彈性材料單元層。
[0009]本實用新型技術(shù)方案的進一步改進在于:粘彈性材料層為SA-3型高阻尼粘彈性材料。
[0010]本實用新型技術(shù)方案的進一步改進在于:剪切耗能板由屈服度為235MPa的軟鋼組成。
[0011]本實用新型技術(shù)方案的進一步改進在于:剪切耗能板與粘彈性材料層通過硫化或粘貼方式連接。
[0012]本實用新型技術(shù)方案的進一步改進在于:剪切耗能板與連接板、翼板采用全熔透T型焊接方式連接。
[0013]本實用新型技術(shù)方案的進一步改進在于:每一面的粘彈性材料層均包括四塊拼接而成的粘彈性材料單元層。
[0014]由于采用了上述技術(shù)方案，本實用新型取得的技術(shù)進步是:
[0015]本實用新型采用粘彈性阻尼材料實現(xiàn)金屬阻尼器在小側(cè)移、微振動作用下的耗能，同時避免了對原結(jié)構(gòu)附加較大剛度;增強金屬阻尼器在大震作用下的耗能能力，使得金屬屈服阻尼器受力性能更加可靠。
[0016]本實用新型融合了粘彈性阻尼裝置減震和金屬屈服消能減震兩項技術(shù)。采用粘彈性阻尼材料與鋼材組合截面的形式，合理的利用了粘彈性阻尼材料在小側(cè)移、微振動作用下提供阻尼，消減震動能量的特性，拓展了現(xiàn)有金屬屈服阻尼器耗能范圍，為金屬屈服阻尼器的應用拓展了空間；同時，本實用新型采用金屬屈服消能減震技術(shù)有效的降低了粘彈性阻尼裝置因外部因素(如溫度或頻率等)不同而降低減震效果的影響。
[0017]采用的SA—3型高阻尼粘彈性材料，該材料主要由高聚物和無機填料組成。它既可用于自由阻尼結(jié)構(gòu)，又可用于約束阻尼結(jié)構(gòu)，具有良好的阻尼、阻燃和耐介質(zhì)性能，而且無毒。該材料為紅色片狀(顏色依需要可變)，密度為1730?1780kg/m3，平均拉伸強度為10.88MPa，邵氏硬度為95，有較好的柔韌性和優(yōu)良的阻燃性，其極限氧指數(shù)為42%，使用安全、穩(wěn)定。
[0018]本實用新型可有效的避免剪切型金屬屈服阻尼器存在的耗能器初始剛度如何與結(jié)構(gòu)側(cè)移剛度相匹配的問題，可大大減小附加給結(jié)構(gòu)的剛度，避免地震作用效應的進一步增大。
[0019]本實用新型采用屈服度為235MPa的鋼材，吸收了粘彈性阻尼裝置的特點，實現(xiàn)了該阻尼器在小震作用下消耗地震能量的目的，同時避免了采用低屈服強度的鋼材(如Q195鋼材)時，導致剪切型金屬屈服阻尼器的后期承載性能有限，同時，耗能能力不能達到很高水平的問題。
[0020]本發(fā)明所采用的構(gòu)件和耗能材料來源廣，性價比高，使用壽命長。
【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型整體圖；
[0022]圖2為本實用新型正立面圖；
[0023]圖3為本實用新型橫截面1-1結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]其中，1、翼板，2、連接板，3、粘彈性材料層，4、橫向加肋板，5、縱向加肋板，6、剪切
耗能板?！揪唧w實施方式】
[0025]下面結(jié)合實施例對本實用新型做進一步詳細說明:
[0026]如圖1?3所示，一種剪切型金屬屈服阻尼器，包括兩個橫向設(shè)置的連接板2和兩個縱向設(shè)置的翼板I組成的矩形框架體、設(shè)置在矩形框架體上的兩個橫向加肋板4和四個縱向加肋板5，翼板1、連接板2、兩個橫向加肋板4和四個縱向加肋板5均采用Q235B鋼板。
[0027]在矩形框架體內(nèi)鑲嵌設(shè)置有剪切耗能板6，剪切耗能板6也采用Q235B鋼板，剪切耗能板6的規(guī)格與矩形框架體匹配。
[0028]在剪切耗能板6的如后兩面分別硫化粘結(jié)有由SA-3型尚阻尼粘彈性材料制成的粘彈性材料層3，每一面的粘彈性材料層3均包括四塊拼接而成的粘彈性材料單元層，前后八個粘彈性材料單元層的厚度均為剪切耗能板6厚度的1.5倍，當然剪切耗能板6與粘彈性材料層3也可以通過黏膠粘貼連接進行組合，構(gòu)成組合截面。
[0029]剪切耗能板6與連接板2、翼板I采用全熔透T型焊接方式連接，其余構(gòu)件間連接采用角焊縫連接。
[0030]本實用新型工作原理:本實用新型為一種新型剪切型金屬屈服阻尼器，在多遇地震及風荷載作用過程中，該金屬屈服阻尼器的剪切耗能板6處于彈性工作階段，阻尼器為主體結(jié)構(gòu)提供初始剛度，減小結(jié)構(gòu)層間位移，此受力階段，粘彈性材料層3提供附加阻尼，其主要通過以下方式耗能:剪切耗能板6與粘彈性材料3通過硫化或粘貼方式組合為一體，成為組合截面，該組合截面在剪切交變應力作用下，粘彈性材料層3提供附加阻尼，消耗微震(振)動能量;在大震作用過程中，剪切耗能板6進入屈服階段，為主體結(jié)構(gòu)提供附加阻尼，同時粘彈性材料層3進一步為主體結(jié)構(gòu)提供附加阻尼，提高主體結(jié)構(gòu)在大震作用下的抗震能力。
【主權(quán)項】
1.一種剪切型金屬屈服阻尼器，包括兩個橫向設(shè)置的連接板(2)和兩個縱向設(shè)置的翼板(I)組成的矩形框架體、設(shè)置在矩形框架體上的橫向加肋板(4)和縱向加肋板(5)，其特征在于:在矩形框架體內(nèi)鑲嵌設(shè)置有剪切耗能板(6)，在剪切耗能板(6)的前后兩面分別設(shè)置有粘彈性材料層(3)，粘彈性材料層(3)的厚度均為剪切耗能板(6)厚度的I?2倍，每一面的粘彈性材料層(3)均包括若干拼接而成的粘彈性材料單元層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的剪切型金屬屈服阻尼器，其特征在于:粘彈性材料層(3)Ssa-3型高阻尼粘彈性材料。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的剪切型金屬屈服阻尼器，其特征在于:剪切耗能板(6)由屈服度為235MPa的軟鋼組成。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的剪切型金屬屈服阻尼器，其特征在于:剪切耗能板(6)與粘彈性材料層(3)通過硫化或粘貼方式連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的剪切型金屬屈服阻尼器，其特征在于:剪切耗能板(6)與連接板(2)、翼板(I)采用全熔透T型焊接方式連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的剪切型金屬屈服阻尼器，其特征在于:每一面的粘彈性材料層(3)均包括四塊拼接而成的粘彈性材料單元層。
【專利摘要】本實用新型公開了一種剪切型金屬屈服阻尼器，屬于土木工程結(jié)構(gòu)消能減震技術(shù)領(lǐng)域。包括連接板、翼板、橫向加肋板、縱向加肋板構(gòu)成的矩形框架體，在矩形框架體內(nèi)鑲嵌設(shè)置有剪切耗能板，在剪切耗能板的前后兩面分別硫化或粘貼設(shè)置有由SA-3型高阻尼粘彈性材料構(gòu)成的粘彈性材料層，粘彈性材料層的厚度均為剪切耗能板厚度的1～2倍，每一面的粘彈性材料層均包括若干拼接而成的粘彈性材料單元層。本實用新型融合了粘彈性阻尼裝置減震和金屬屈服消能減震兩項技術(shù)，實現(xiàn)金屬阻尼器在小側(cè)移、微振動作用下的耗能，同時避免了對原結(jié)構(gòu)附加較大剛度；增強金屬阻尼器在大震作用下的耗能能力，使得金屬屈服阻尼器受力性能更加可靠。
【IPC分類】E04B1/98
【公開號】CN205242668
【申請?zhí)枴緾N201521079126
【發(fā)明人】王兵
【申請人】河北鴻筑源科技有限公司
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2015年12月23日