椭圆开洞耗能板和抛物线型耗能板协同应用的软钢消能器的制作方法

1.本实用新型涉及一种工程结构减震装置，尤其涉及椭圆开洞耗能板和抛物线型耗能板协同应用的软钢消能器，属于工程结构的消能减震与振动控制技术。


背景技术：

2.减震设计是目前抗震设计中一种新兴的技术措施，通过增加消能器来吸收和消耗地震能量。金属消能器是一种常见的消能器，具有一定的刚度，并且具有耗能性能稳定、易于更换、经济实用等优点。金属消能器常采用低屈服点钢，在地震中主体结构变形时，金属消能器发生塑性变形来消耗地震能量。相比粘滞阻尼器等仅提供阻尼的消能器，金属阻尼器还具有一定的刚度，在小震时通过增大结构整体刚度减小变形。
3.金属消能器根据屈服耗能的形式可分为面内屈服型、面外屈服型、剪切屈服型等类型。由于不同类型消能器达到屈服时对应的结构变形程度不同，各种类型消能器分别是在不同的震级下起作用。目前大多数研发的金属消能器抗震水准单一，无法同时满足“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震性能目标，不能有效地防止频发的小震以及大震后的余震对主体结构造成损伤。由于地震发生具有极强的随机性，且我国抗震规范采用的是三阶段的抗震设计理念，因此要求消能器应具有多道耗能防线。


技术实现要素：

4.本实用新型目的在于提供椭圆开洞耗能板和抛物线型耗能板协同应用的软钢消能器，使结构能够具有多道耗能防线，有效地防止频发的小震以及大震后的余震对主体结构造成损伤。
5.为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案如下：
6.本实用新型提供了椭圆开洞耗能板和抛物线型耗能板协同应用的软钢消能器，包括顶板、若干片椭圆开洞耗能板、抛物线型耗能板、底板；所述顶板与所述底板平行相对设置，所述抛物线型耗能板垂直设置于所述顶板和所述底板之间，并且所述抛物线型耗能板的延伸方向与所述顶板、所述底板的延伸方向相同；若干片所述椭圆开洞耗能板层叠平行间隔设置于所述顶板和所述底板之间，并且，若干片所述椭圆开洞耗能板分布于所述抛物线型耗能板沿其延伸方向的两侧，所述椭圆开洞耗能板垂直于所述顶板、所述底板以及所述抛物线型耗能板。
7.进一步的，所述椭圆开洞耗能板的数量为偶数片，分布于所述抛物线型耗能板的两侧，且分布数量相等。
8.进一步的，若干片所述椭圆开洞耗能板关于所述抛物线型耗能板对称分布。
9.进一步的，所述抛物线形耗能板由矩形钢板抛物线开洞制成；所述椭圆开洞耗能板由矩形钢板椭圆开洞制成。
10.进一步的，所述椭圆开洞耗能板和所述抛物线型耗能板的材料均选自低屈服点钢，所述椭圆开洞耗能板和所述抛物线型耗能板与所述顶板、所述底板之间采用对接熔透
焊连接。
11.进一步的，所述消能器还包括连接板，所述连接板与所述底板的下底面连接。
12.进一步的，所述连接板数量为两块，两块所述连接板平行间隔设置，并且所述连接板垂直连接在所述底板的下底面上。
13.进一步的，所述顶板、所述底板和所述连接板的材料为普通钢，所述连接板与所述底板之间采用焊接。
14.进一步的，所述消能器还包括边缘梁、边缘柱和两根支撑；两根所述支撑的一端分别与所述连接板的两端连接，另一端分别与两根所述边缘柱的底端连接。
15.进一步的，所述支撑和所述连接板之间、所述顶板与所述边缘梁之间均采用高强螺栓连接。
16.与现有技术相比，本实用新型的优势在于：
17.本实用新型提供了椭圆开洞耗能板和抛物线型耗能板协同应用的软钢消能器，消能器采用椭圆开洞耗能板和抛物线型耗能板协同应用，一方面充分利用抛物线型耗能板初始刚度大，耗能能力强的特点，使主体结构满足小震作用下的规范要求，另一方面利用椭圆开洞耗能板消耗大震作用下的地震能量输入，可以有效解决单一耗能器的缺点，利用两种耗能原理的耗能板协同应用实现具有多道耗能防线的目的。
18.并且，消能器与建筑结构之间采用高强螺栓连接，便于消能器的安装、拆卸、维修与震后更换。
19.本实用新型的消能器通过合理的参数设计，耗能性能优良，且具有良好的经济性能，适用范围广泛，既可以应用于新建建筑，又可以应用于既有建筑的加固改造。
附图说明
20.图1和图2是本实用新型实施例提供的椭圆开洞耗能板和抛物线型耗能板协同应用的软钢消能器的结构示意图；
21.图3是图2的a
‑
a、b
‑
b剖视图；
22.图4是本实用新型实施例提供的椭圆开洞耗能板的示意图；
23.图5是本实用新型实施例提供的抛物线型耗能板的示意图；
24.图6是本实用新型实施例提供的椭圆开洞耗能板和抛物线型耗能板协同应用的软钢消能器的结构分解示意图；
25.图中：
26.1：顶板；2：椭圆开洞耗能板；3：抛物线型耗能板；4：底板；5：连接板；6：边缘梁；7：边缘柱；8：支撑。
具体实施方式
27.以下结合附图和具体实例对本实用新型提出的椭圆开洞耗能板和抛物线型耗能板协同应用的软钢消能器作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施的目的。
28.如图1所示，本实用新型提供了一种椭圆开洞耗能板和抛物线型耗能板协同应用
的软钢消能器，包括顶板1、若干片椭圆开洞耗能板2、抛物线型耗能板3、底板4；所述顶板1与所述底板2平行相对设置，所述抛物线型耗能板3垂直设置于所述顶板1和所述底板4之间，并且所述抛物线型耗能板3的延伸方向与所述顶板1、所述底板2的延伸方向相同；若干片所述椭圆开洞耗能板2层叠平行间隔设置于所述顶板1和所述底板2之间，并且，若干片所述椭圆开洞耗能板2分布于所述抛物线型耗能板3沿其延伸方向的两侧，所述椭圆开洞耗能板2垂直于所述顶板1、所述底板2以及所述抛物线型耗能板3。在本方案中，一方面充分利用抛物线型耗能板3初始刚度大，耗能能力强的特点，使主体结构满足小震作用下的规范要求，另一方面利用椭圆开洞耗能板2消耗大震作用下的地震能量输入。因此，本实施例的消能器可以有效解决单一耗能器的缺点，利用两种耗能原理的耗能板协同应用实现具有多道耗能防线的目的。
29.进一步的，所述椭圆开洞耗能板2的数量为偶数片，分布于所述抛物线型耗能板3的两侧，且分布数量相等。更优选的，若干片所述椭圆开洞耗能板2关于所述抛物线型耗能板3对称分布。通过上述设计，可以使得消能器内部的受力更加均匀，提高消能器的抗震稳定性。
30.作为本实用新型的一种实现方式，如图4和图5所示，所述抛物线形耗能板3可以直接由矩形钢板抛物线开洞制成；所述椭圆开洞耗能板2由矩形钢板椭圆开洞制成。上述设计的好处在于，耗能板整体加工，并且加工时无额外的拼接操作，防止耗能板内部受力不均。
31.进一步的，所述椭圆开洞耗能板2和所述抛物线型耗能板3的材料均选自低屈服点钢，所述椭圆开洞耗能板2和所述抛物线型耗能板3与所述顶板1、所述底板4之间采用对接熔透焊连接。
32.进一步的，所述椭圆开洞耗能板和抛物线型耗能板协同应用的软钢消能器还可以包括连接板5，所述连接板5与所述底板4的下底面连接。通过连接板5的设置，可以实现消能器通过顶板1和连接板5与建筑结构之间的便捷安装与拆卸。
33.优选的，所述连接板5数量为两块，两块所述连接板5平行间隔设置，并且所述连接板5垂直连接在所述底板4的下底面上。
34.进一步的，所述顶板1、底板4、连接板5材料为普通钢。连接板5与底板4采用焊接连接。
35.优选的，如图2
‑
3和图6所示，所述消能器还包括边缘梁6、边缘柱7和两根支撑8。两根所述支撑8的一端分别与所述连接板5的两端连接，另一端分别与两根所述边缘柱7的底端连接。
36.进一步的，所述支撑8和连接板5之间，顶板1与边缘梁6之间均采用高强螺栓连接，这样，可以方便消能器的安装、拆卸、维修与震后更换。
37.进一步的，所述支撑8可以采用角钢、工字型钢、槽钢等型钢。
38.综上，本实用新型提供了一种椭圆开洞耗能板和抛物线型耗能板协同应用的软钢消能器，消能器采用椭圆开洞耗能板和抛物线型耗能板协同应用，一方面充分利用抛物线型耗能板初始刚度大，耗能能力强的特点，使主体结构满足小震作用下的规范要求，另一方面利用椭圆开洞耗能板消耗大震作用下的地震能量输入，可以有效解决单一耗能器的缺点，利用两种耗能原理的耗能板协同应用实现具有多道耗能防线的目的。
39.并且，本实用新型的消能器与建筑结构之间采用高强螺栓连接，便于消能器的安
装、拆卸、维修与震后更换。
40.本实用新型的消能器通过合理的参数设计，耗能性能优良，且具有良好的经济性能，适用范围广泛，既可以应用于新建建筑，又可以应用于既有建筑的加固改造。
41.上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰均属于权利要求书的保护范围。