一种带限位功能的防屈曲双屈服点剪切型软钢阻尼器的制作方法

本发明涉及建筑减震结构技术领域，尤其是涉及一种带限位功能的防屈曲双屈服点剪切型软钢阻尼器。

背景技术：

地震灾害对人们的生命安全造成了极大的影响，主要是由于地震过程中建筑结构发生过大的变形损坏或倒塌引起的。消能减震结构是通过设置消能构件或装置，使结构在出现变形时消耗地震能量，起到“保险丝”的作用，从而有效保护主体结构在强震中的安全。

金属剪切型软钢阻尼器由于其优良的耗能能力在近年来得到了广泛的应用。阻尼器在小震下进入屈服状态，耗散地震能量，给整体结构提供附加阻尼比，同时也能提供一定的抗侧刚度，降低水平侧向位移。金属剪切型软钢阻尼器安装在结构中具有相对变形位置上，一般在层间布置，其占地面积小，可在窗间墙位置布置，不妨碍建筑功能。金属剪切型软钢阻尼器利用低屈服点钢材在平面内的剪切变形及塑性累积，通过合理构造从而显著耗散地震动输入结构的能量，具有性能稳定、构造简单、维护费用较低等优点。

金属剪切型软钢阻尼器经通过合理构造腹板加劲，选用特殊材质，确保阻尼器腹板在往复荷载作用下屈服而不屈曲，具有疲劳性能好，变形能力强的特点，耗散地震动输入的能量，减小地震反应。金属阻尼器由于其优良的耗能能力在近年来得到了广泛的应用。阻尼器在小震下进入屈服状态，耗散地震能量，给整体结构提供附加阻尼比，同时也能提供一定的抗侧刚度，进一步降低水平侧向位移。典型的软钢阻尼器由耗能板、连接板和加劲肋构成，以耗能板的剪切屈服耗能为主，耗能能力饱满。

但是，目前现有技术存在如下缺点：

常规的剪切钢板阻尼器通过在剪切钢板上焊接加劲肋，防止其在工作状态下出现屈曲现象，但焊接工艺会影响剪切钢板性能的稳定及抗低周疲劳性能。为增强金属剪切型阻尼器的极限变形和消能能力，可在消能腹板外侧设置防屈曲约束夹板，夹板防屈曲方案能有效防止剪切钢板的面外变形，改变钢板主拉应力和主压应力的分布，使得钢板由面外屈曲耗能机制变为平面剪切耗能机制，改善剪切钢板的力学性能。

剪切型软钢阻尼器属于位移型阻尼器，屈服后刚度远小于初始刚度。若阻尼器在小震下进入工作状态后，其在大震下的消能能力有限，特别是此时结构层间变形过大，易导致结构残余变形过大；若期望阻尼器在大震下发挥更大的消能作用，则由于阻尼器刚度和屈服力过大，无法在小震下屈服消能，提供附加阻尼比。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种带限位功能的防屈曲双屈服点剪切型软钢阻尼器，以解决现有技术中存在的技术问题，本发明构造简单，主要包括防屈曲夹板和两个不同屈服点的消能腹板。低屈服点的第一消能腹板在小震下即可屈服消能，高屈服点的第二消能腹板在中震和大震下屈服消能，增强结构在中震和大震下的刚度及消能能力，适应地震作用增大的需求，防屈曲夹板不仅在地震时对内核腹板起到约束作用，在大震极限状态下充分发挥其刚度和具有限位功能，限制大震下阻尼器剪切变形，充分发挥了防屈曲板的作用，提高结构抗倒塌能力。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种带限位功能的防屈曲双屈服点剪切型软钢阻尼器，包括：消能腹板、防屈曲夹板、上部底座、下部底座；

所述消能腹板设置于两层防屈曲夹板之间；

所述消能腹板与防屈曲夹板的上端均连接于所述上部底座；

所述消能腹板与防屈曲夹板的下端均连接于所述下部底座。

优选地，所述消能腹板与防屈曲夹板的上端均通过第一螺栓连接于所述上部底座；所述消能腹板与防屈曲夹板的下端均通过第一螺栓连接于所述下部底座；两层所述防屈曲夹板的侧部通过第二螺栓连接。

优选地，所述消能腹板具有第一屈服段；

所述第一屈服段的上部设置有用于穿装第一螺栓的上连接部；

所述第一屈服段的下部设置有用于穿装第一螺栓的下连接部；

所述第一屈服段的宽度自其上部至中部呈逐渐递减变化，之后自其中部至下部呈逐渐递增变化。

优选地，所述第一屈服段的上连接部和下连接部均开设有圆形螺栓孔。

优选地，所述防屈曲夹板具有第二屈服段；

所述第二屈服段的上部设置有用于穿装第一螺栓的上连接部；

所述第二屈服段的下部设置有用于穿装第一螺栓的下连接部；

所述第二屈服段的侧部设置有用于穿装第二螺栓的侧连接部；

所述第二屈服段的宽度自其上部至中部呈逐渐递减变化，之后自其中部至下部呈逐渐递增变化。

优选地，所述第二屈服段的上连接部开设有长圆形螺栓孔。

优选地，所述第二屈服段的下连接部、侧连接部均开设有圆形螺栓孔。

优选地，所述第一屈服段的宽度小于所述第二屈服段的宽度。

采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

本发明在消能腹板外侧设置防屈曲夹板，提高阻尼器极限变形和消能能力，充分发挥了防屈曲板的作用，提高结构抗倒塌能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的防屈曲双屈服点剪切型软钢阻尼器的剖视图；

图2为本发明实施例提供的第一消能腹板的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的第二消能腹板的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的防屈曲夹板的第一种结构示意图；

图5为本发明实施例提供的防屈曲夹板的第二种结构示意图；

图6为本发明实施例提供的防屈曲双屈服点剪切型软钢阻尼器的立体图。

图标：1-上部底座；2-防屈曲夹板；3-第二螺栓；4-消能腹板；5-第一螺栓；6-下部底座。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

结合图1至图6所示，本实施例提供一种带限位功能的防屈曲双屈服点剪切型软钢阻尼器，包括：消能腹板4、防屈曲夹板2、上部底座1、下部底座6；所述消能腹板4设置于两层防屈曲夹板2之间；所述消能腹板4与防屈曲夹板2的上端均连接于所述上部底座1；所述消能腹板4与防屈曲夹板2的下端均连接于所述下部底座6。

本实施例中，消能腹板的数量可设置有两个。当然，可以理解的是，消能腹板数量还可设置为其他数量，例如一个、三个等等。

本实施例中，消能腹板4、防屈曲夹板2、上部底座1、下部底座6可选用螺栓连接。值得说明的是，螺栓的选型以及螺旋孔的开设位置可灵活设置，并不局限。

例如：所述消能腹板4与防屈曲夹板2的上端均通过第一螺栓5连接于所述上部底座1；所述消能腹板4与防屈曲夹板2的下端均通过第一螺栓5连接于所述下部底座6；两层所述防屈曲夹板2的侧部通过第二螺栓3连接。

本实施例中，优选地，所述消能腹板4具有第一屈服段；所述第一屈服段的上部设置有用于穿装第一螺栓5的上连接部；所述第一屈服段的下部设置有用于穿装第一螺栓5的下连接部；所述第一屈服段的宽度自其上部至中部呈逐渐递减变化，之后自其中部至下部呈逐渐递增变化。具体地，所述第一屈服段的上连接部和下连接部均开设有圆形螺栓孔。

本实施例中，优选地，所述防屈曲夹板2具有第二屈服段；所述第二屈服段的上部设置有用于穿装第一螺栓5的上连接部；所述第二屈服段的下部设置有用于穿装第一螺栓5的下连接部；所述第二屈服段的侧部设置有用于穿装第二螺栓3的侧连接部；所述第二屈服段的宽度自其上部至中部呈逐渐递减变化，之后自其中部至下部呈逐渐递增变化。

优选地，所述第二屈服段的上连接部开设有长圆形螺栓孔。

优选地，所述第二屈服段的下连接部、侧连接部均开设有圆形螺栓孔。

优选地，所述第一屈服段的宽度小于所述第二屈服段的宽度。

当然，值得说明的是，如图3至图5所示，对于长圆形螺栓孔的开设，并不局限于第二屈服段的上连接部，同样也可开设在第二屈服段的下连接部。

本实施例具体工作机理如下：

(1)小震作用下：低屈服点的第一屈服段消能腹板进入工作状态，屈服耗能，由于长圆螺栓孔的释放作用，高屈服点的第二屈服段消能腹板和防屈曲夹板均未进入工作状态，仅用于限制消能腹板面外变形。

(2)中震作用下：结构层间变形比小震下显著变大，达到或超过第二屈服段消能腹板两端的长圆螺栓孔释放的长度，但未达到防屈曲夹板两端长圆螺栓孔的长度阈值，高屈服点的第二屈服段消能腹板进入工作状态，防屈曲夹板未进入工作状态，仅用于限制第一屈服段和第二屈服段消能腹板面外变形。

(3)大震作用下：结构的层间水平变形比中震下显著变大，达到或超过防屈曲夹板两端长圆螺栓孔释放的长度，防屈曲夹板的剪切刚度起到限位作用，减小结构层间变形。

(4)该带限位功能的防屈曲双屈服点剪切型软钢阻尼器较好的利用了剪切型软钢阻尼器的消能机制和产品特点，在大震下提供更大的刚度，提高结构抗倒塌能力，是一种性能优良的减震产品。

综上，采用上述技术方案具有如下优点：

本发明构造简单，主要包括防屈曲夹板和两个不同屈服点的消能腹板。低屈服点的第一消能腹板和高屈服点的第二消能腹板很好适应地震作用增大的消能和刚度需求，防屈曲夹板不仅在地震时对内核腹板起到约束作用，在大震极限状态下充分发挥其刚度和具有限位功能，限制大震下阻尼器剪切变形，充分发挥了防屈曲板的作用，提高结构抗倒塌能力。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。