一種骨形連梁阻尼器的制造方法
【專利摘要】本發明提供了一種骨形連梁阻尼器，涉及土木工程結構消能減震技術領域，為解決現有技術中存在的連梁阻尼器應力集中，耗能能力受影響的問題。骨形連梁阻尼器包括：第一端板、第二端板和至少一個骨形耗能鋼板，所述骨形耗能鋼板的兩端分別與所述第一端板和所述第二端板相連，所述骨形耗能鋼板包括一個耗能部和兩個連接部，各所述連接部分別與所述耗能部相連，所述第一端板和所述第二端板分別與對應的所述連接部相連，所述骨形耗能鋼板與所述第一端板或者所述第二端板相連的一側的長度，大于所述耗能部的寬度。當骨形耗能鋼板的數量大于等于兩個時，骨形連梁阻尼器還包括約束裝置。所述骨形連梁阻尼器消能減震能力較強。
【專利說明】
一種骨形連梁阻尼器
技術領域
[0001]本發明涉及土木工程結構消能減震技術領域，尤其是涉及一種骨形連梁阻尼器。
【背景技術】
[0002]近年來，消能減震技術研究不斷深入，工程應用得到了前所未有的推進，連梁阻尼器作為一種消能減震構件也不斷被應用到實際工程中。
[0003]連梁阻尼器是一種集承載和耗能為一體的特殊減震構件，在設計時既要保證構件的承載要求，還要保證構件的減震耗能要求。連梁阻尼器是金屬阻尼器的一種，其主要依靠設定區域內鋼板塑性變形耗散地震能量，該類阻尼器初始剛度較大、承載能力和耗能能力較好。在小震作用下，連梁阻尼器與兩側墻肢相連共同為結構提供抗側剛度和承載力;在中震和大震作用下，連梁阻尼器先于墻肢屈服，耗散輸入結構的地震能量，同時改變結構的動力特性，減小結構在地震作用下的地震損傷，有效保護主體結構，提升建筑結構抗震設防能力。
[0004]現有的連梁阻尼器的構造形式是在耗能部域開長孔或在阻尼器上下兩端及耗能部加肋，這種做法會帶來以下問題:在耗能部開方孔會引起應力集中的現象，且在耗能部開長圓孔要求施工精度高，因此在耗能部開長孔難度大，從而導致加工周期較長;在連梁阻尼器耗能部加肋需要在耗能部進行焊接熱加工，導致連梁阻尼器耗能能力受影響。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供一種骨形連梁阻尼器，以解決現有技術中存在的連梁阻尼器在耗能部開長孔引起應力集中，在耗能部焊接肋板導致耗能能力受影響的技術問題。
[0006]為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的:
[0007]本發明提供的骨形連梁阻尼器，包括:第一端板、第二端板和至少一個骨形耗能鋼板，所述骨形耗能鋼板的兩端分別與所述第一端板和所述第二端板相連，所述骨形耗能鋼板包括一個耗能部和位于所述耗能部相對的兩端的兩個連接部，一個所述連接部的一端與所述耗能部相連、另一端與所述第一端板相連，另一個所述連接部的一端與所述耗能部相連、另一端與所述第二端板相連，所述骨形耗能鋼板與所述第一端板或者所述第二端板相連的一側的長度，大于所述耗能部的寬度。
[0008]優選地，所述骨形耗能鋼板的數量大于等于兩個，各所述骨形耗能鋼板的一端分別與所述第一端板相連、另一端分別與所述第二端板相連，所述骨形連梁阻尼器還包括約束裝置，所述約束裝置包括限位管、定位件和約束桿，所述限位管位于相鄰的所述骨形耗能鋼板之間，且所述限位管的兩端分別與相鄰的兩個所述骨形耗能鋼板接觸，所述骨形耗能鋼板上設置有定位孔，所述約束桿穿過所述骨形耗能鋼板和所述限位管，所述定位件安裝于所述限位管上，且位于外側的兩個所述骨形耗能鋼板的外側，并分別與對應的所述骨形耗能鋼板接觸。
[0009]優選地，所述骨形耗能鋼板與所述限位管之間設置有第一墊板，所述第一墊板上設置有第一通孔，所述約束桿穿過所述第一通孔。
[0010]優選地，所述約束桿上設置有螺紋，所述定位件為螺母，所述定位件安裝于所述約束桿的兩端且分別與對應的骨形耗能鋼板接觸。
[0011]優選地，所述骨形耗能鋼板與所述定位件之間設置有第二墊板，所述第二墊板上設置有第二通孔，所述約束桿穿過所述第二通孔。
[0012]優選地，所述約束裝置的數量為多個，多個所述約束裝置沿所述骨形耗能鋼板的長度方向間隔設置。
[0013]優選地，所述約束裝置安裝于所述骨形耗能鋼板的耗能部。
[0014]優選地，所述連接部包括與所述耗能部相連的連接板，以及設置于所述連接板的相對的兩側的延伸板。
[0015]優選地，所述第一端板與所述第二端板結構相同。
[0016]優選地，所述第一端板與所述第二端板平行設置。
[0017]相對于現有技術，本發明所述的骨形連梁阻尼器具有以下優勢:
[0018]本發明提供的骨形連梁阻尼器中，骨形耗能鋼板的兩端分別與第一端板和第二端板相連，因此，骨形耗能鋼板的兩端區域為連接區，骨形耗能鋼板的中部區域為耗能區，耗能區用于在地震來臨時消耗地震能量，從而起到消能減震的作用，具體地，骨形連梁阻尼器置于連梁中部，在小震作用下，骨形連梁阻尼器和建筑物的墻壁共同為建筑物提供抗側剛度，控制建筑結構的地震力響應;在中震或者大震作用下，骨形連梁阻尼器中的骨形耗能鋼板在地震的作用下發生形變，在骨形耗能鋼板發生形變的過程中消耗地震的能量，從而減輕地震對建筑物造成的損害，以提升建筑物的抗震能力。
[0019]由于本發明提供的骨形連梁阻尼器中有至少一塊骨形耗能鋼板，隨著骨形耗能鋼板的數量增加，骨形連梁阻尼器可以滿足更高承載力的要求；同時，由于當骨形連梁阻尼器中的骨形耗能鋼板的數量大于等于兩個時，骨形連梁阻尼器還包括約束裝置，約束裝置中的限位管位于相鄰的兩個骨形耗能鋼板之間，以阻止該相鄰的兩個骨形耗能鋼板朝向對方運動，約束裝置中定位件位于最外側的兩個骨形耗能鋼板的外側，以防止最外側的兩個骨形耗能鋼板向背離對方的方向運動，因此，約束裝置可以防止骨形連梁阻尼器中的各骨形耗能鋼板發生平面外屈曲，從而提高骨形連梁阻尼器的耗能能力，以提高使用本發明提供的骨形連梁阻尼器的建筑物的抗震能力。
[0020]此外，由于本發明提供的骨形連梁阻尼器中的骨形耗能鋼板上未設置有長孔，因此不存在如現有技術中設置有長孔的連梁阻尼器易出現的應力集中的問題；由于本發明提供的骨形連梁阻尼器使用約束裝置防止骨形耗能鋼板平面外屈曲，因此就不需在耗能部焊接肋板，因此與現有技術中在耗能部加肋的連梁阻尼器相比，本發明提供的骨形連梁阻尼器在制造過程中無需在耗能部進行焊接熱加工，因此耗能能力不會受到焊接熱加工的影響，因此本發明提供的骨形連梁阻尼器的耗能能力更強，且結構簡單，制作簡便，加工周期短，后期維修維護容易甚至無需養護。
【附圖說明】
[0021]為了更清楚地說明本發明【具體實施方式】或現有技術中的技術方案，下面將對【具體實施方式】或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0022]圖1為本發明實施例提供的骨形連梁阻尼器的主視圖一；
[0023]圖2為本發明實施例提供的骨形連梁阻尼器的主視圖二；
[0024]圖3為本發明實施例提供的骨形連梁阻尼器中約束裝置的結構示意圖一；
[0025]圖4為本發明實施例提供的骨形連梁阻尼器中約束裝置的結構示意圖二；
[0026]圖5為本發明實施例提供的骨形連梁阻尼器中骨形耗能鋼板與第一端板的連接示意圖；
[0027]圖6為本發明實施例提供的骨形連梁阻尼器中骨形耗能鋼板的主視圖。
[0028]附圖標記:
[0029]1-骨形耗能鋼板；11-連接部；12-耗能部；
[0030]21-第一端板；22-第二端板；31-限位管；
[0031]32-螺母；33-約束桿；34-第一墊板；
[0032]35-第二墊板。
【具體實施方式】
[0033]下面將結合附圖對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0034]在本發明的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[0035]在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是機械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
[0036]如圖1所示，本發明實施例提供的骨形連梁阻尼器，包括:第一端板21、第二端板22和至少一個骨形耗能鋼板I，骨形耗能鋼板I的兩端分別與第一端板21和第二端板22相連，骨形耗能鋼板I包括一個耗能部12和兩個連接部11，一個連接部11的一端與耗能部12相連、另一端與第一端板21相連，另一個連接部11的一端與耗能部12相連、另一端與第二端板22相連，骨形耗能鋼板I與第一端板21或者第二端板22相連的一側的長度，大于耗能部12的寬度。這里所說的耗能部12的寬度，指的是骨形耗能鋼板I在圖1所示方向中，上邊緣與下邊緣之間的最短距離。
[0037]如圖2-6所示，當骨形耗能鋼板I的數量大于等于兩個時，骨形連梁阻尼器還包括約束裝置，各骨形耗能鋼板I的一端分別與第一端板21相連、另一端分別與第二端板22相連，約束裝置包括限位管31、定位件和約束桿33，限位管31位于相鄰的骨形耗能鋼板I之間，且限位管31的兩端分別與相鄰的兩個骨形耗能鋼板I接觸，骨形耗能鋼板I上設置有定位孔，約束桿33穿過骨形耗能鋼板I和限位管31，定位件安裝于限位管31上，且位于外側的兩個骨形耗能鋼板I的外側，并分別與對應的骨形耗能鋼板I接觸。
[0038]具體實施時，為了便于制造及安裝，優選地，第一端板21與第二端板22結構相同，且第一端板21與第二端板22平行設置。耗能鋼板I包括一個耗能部12和兩個連接部11，約束裝置安裝于耗能鋼板I的耗能部12。約束裝置中的定位件的數量為兩個，約束桿33的數量為一個，限位管31的數量比骨形耗能鋼板I的數量少一個，例如當骨形耗能鋼板I的數量為兩個時，限位管31的數量為一個，當骨形耗能鋼板I的數量為四個時，限位管31的數量為三個。
[0039]連接部11的數量為兩個，兩個連接部11位于耗能部12的兩側，第一端板21和第二端板22分別與對應的連接部11T形焊接連接;如圖1所示，兩個連接部11分別位于耗能部12的左右兩側，左側的連接部11的左側與第一端板21連接、右側與耗能部12連接，右側的連接部11的右側與第二端板22連接，左側與耗能部12連接，連接部11與耗能部12可以為一體結構;如圖6所示，連接部11包括連接板和延伸板，其中連接板與耗能部12相連，連接板的上下兩側分別設置有一個延伸板，延伸板與連接板之間通過焊接方式相連，當連接板與耗能部12為一體結構時，延伸板為在連接板與耗能部12構成的一體結構上加腋形成。由于在一個耗能鋼板上，連接板的數量為兩個，因此延伸板的數量為四個，四個延伸板兩兩對稱，分別位于連接板與耗能部12構成的一體結構的左上側、右上側、左下側和右下側，位于左上側和左下側的兩個延伸板的左側，以及連接板的左側均與第一端板21相連，位于右上側和右下側的兩個延伸板的右側，以及連接板的右側均與第二端板22相連。
[0040]需要說明的是，耗能鋼板I的主視圖形狀與骨頭的形狀類似，耗能部12為矩形結構，連接部11與耗能部12可為一體結構，連接部11的一端的寬度與耗能部12的寬度相同，另一端的寬度大于耗能部12的寬度，并逐漸從寬度較大的一端向寬度較小的一端過度；當連接部11包括連接板和延長板時，連接板可為矩形結構，且連接板的寬度與耗能部12的寬度相同，連接板與耗能部12可以為一體結構。
[0041]本發明實施例提供的骨形連梁阻尼器中，骨形耗能鋼板I的兩端分別與第一端板21和第二端板22相連，因此，骨形耗能鋼板I的兩端區域為連接區，骨形耗能鋼板I的中部區域為耗能區，耗能區用于在地震來臨時消耗地震能量，從而起到消能減震的作用，具體地，骨形連梁阻尼器置于連梁中部，在小震作用下，骨形連梁阻尼器和建筑物的墻壁共同為建筑物提供抗側剛度，控制建筑結構的地震力響應;在中震或者大震作用下，骨形連梁阻尼器中的骨形耗能鋼板I在地震的作用下發生形變，在骨形耗能鋼板I發生形變的過程中消耗地震的能量，從而減輕地震對建筑物造成的損害，以提升建筑物的抗震能力。
[0042]由于本發明實施例提供的骨形連梁阻尼器中有至少一塊骨形耗能鋼板I，隨著骨形耗能鋼板I的數量增加，骨形連梁阻尼器可以滿足更高承載力的要求；同時，由于當骨形連梁阻尼器中骨形耗能鋼板I的數量大于等于兩個時，骨形連梁阻尼器還包括約束裝置，約束裝置中的限位管31位于相鄰的兩個骨形耗能鋼板I之間，以阻止該相鄰的兩個骨形耗能鋼板I朝向對方運動，約束裝置中定位件位于最外側的兩個骨形耗能鋼板I的外側，以防止最外側的兩個骨形耗能鋼板I向背離對方的方向運動，因此，約束裝置可以防止骨形連梁阻尼器中的各骨形耗能鋼板I發生平面外屈曲，從而提高骨形連梁阻尼器的耗能能力，以提高使用本發明實施例提供的骨形連梁阻尼器的建筑物的抗震能力。
[0043]此外，由于本發明實施例提供的骨形連梁阻尼器中的骨形耗能鋼板I上未設置有長孔，因此不存在如現有技術中設置有長孔的連梁阻尼器易出現的應力集中的問題；由于本發明實施例提供的骨形連梁阻尼器使用約束裝置防止骨形耗能鋼板I平面外屈曲，因此就不需在耗能部12焊接肋板，因此與現有技術中在耗能部12加肋的連梁阻尼器相比，本發明實施例提供的骨形連梁阻尼器在制造過程中無需在耗能部12進行焊接熱加工，因此耗能能力不會受到焊接熱加工的影響，因此本發明實施例提供的骨形連梁阻尼器的耗能能力更強，且結構簡單，制作簡便，加工周期短，后期維修維護容易甚至無需養護。
[0044]本實施例中，約束桿33為鋼筋，約束桿33與定位件可以為直接連接或者通過輔助部件進行間接連接，為了簡化結構，約束桿33與定位件為直接連接，約束桿33與定位件可以為卡合連接或者螺紋連接，當約束桿33與定位件之間為螺紋連接時，約束桿33上設置有外螺紋，定位件可以為螺母32或者其他具有與約束桿33上的螺紋匹配的內螺紋的結構，定位件安裝于約束桿33的兩端且分別與對應的骨形耗能鋼板I接觸。如此設計，定位件與約束桿33之間通過螺紋連接，連接緊固且安裝及拆卸過程簡便。
[0045]值得一提的是，螺紋可以設置于整個約束桿33的外側面，或者，僅在約束桿33的兩端區域設置外螺紋，也就是說，可以僅在與位于最外側的兩個骨形耗能鋼板I相對應的區域的前后設置有外螺紋。
[0046]為了對骨形耗能鋼板I起到更好地約束作用，更好地防止骨形耗能鋼板I產生平面外屈曲，優選地，約束裝置的數量為多個，多個約束裝置均設置于骨形耗能鋼板I的耗能部12，且多個約束裝置沿骨形耗能鋼板I的長度方向間隔設置，具體設置位置可根據實際需求進行選擇。
[0047]為了增加限位管31與骨形耗能鋼板I之間的接觸面積，優選地，骨形耗能鋼板I與限位管31之間設置有第一墊板34，第一墊板34上設置有第一通孔，約束桿33穿過第一通孔，如此設計，限位管31通過第一墊板34與骨形耗能鋼板I接觸，第一墊板34與骨形耗能鋼板I之間的接觸面積，大于限位管31與骨形耗能鋼板I直接接觸時的接觸面積。
[0048]為了增加定位件與骨形耗能鋼板I之間的接觸面積，優選地，骨形耗能鋼板I與定位件之間設置有第二墊板35，第二墊板35上設置有第二通孔，約束桿33穿過第二通孔，如此設計，定位件通過第二墊板35與骨形耗能鋼板I接觸，第二墊板35與骨形耗能鋼板I之間的接觸面積，大于定位件與骨形耗能鋼板I直接接觸時的接觸面積。
[0049]由于當骨形耗能鋼板I的數量大于等于兩個時采用上述約束裝置，因此，下面分別以骨形耗能鋼板I的數量為兩個和三個為例對本發明實施例提供的骨形連梁阻尼器的具體結構進行描述。
[0050]當骨形耗能鋼板I的數量為兩個時，兩個骨形耗能鋼板I平行設置，且兩個骨形耗能鋼板I的兩端分別與第一端板21和第二端板22T型焊接相連，約束裝置中的限位管31的數量為一個，兩個骨形耗能鋼板I在相同位置均設置有一個過孔，限位管31位于兩個骨形耗能鋼板I之間，約束桿33依次穿過第一個骨形耗能鋼板1、限位管31以及第二個骨形耗能鋼板I，然后從約束桿33的兩端安裝定位件，使得當將定位件安裝完畢后，其中一個定位件和限位管31的一端分別與其中一個骨形耗能鋼板I的兩側接觸，另一個定位件和限位管31的另一端分別與另一個骨形耗能鋼板I的兩側接觸，從而限定了兩個骨形耗能鋼板I相向運動及向背運動，進而防止這兩個骨形耗能鋼板I發生平面外屈曲。
[0051]當骨形耗能鋼板I的數量為三個時，三個骨形耗能鋼板I從左到右依次平行設置，且三個骨形耗能鋼板I的兩端分別與第一端板21和第二端板22T型焊接相連，約束裝置中的限位管31的數量為兩個，分別位于左側的骨形耗能鋼板I與中間的耗能鋼板之間，以及位于中間的骨形耗能鋼板I與右側的骨形耗能鋼板I之間，三個骨形耗能鋼板I的相同位置均設置有過孔，約束桿33依次穿過左側的骨形耗能鋼板1、左側的限位管31、中間的骨形耗能鋼板1、右側的限位管31以及右側的骨形耗能鋼板I，然后從約束桿33的左右兩側分別安裝定位件，使得當將定位件安裝完畢后，位于左側的定位件和左側的限位管31的左端分別與左側的骨形耗能鋼板I接觸，左側的限位管31的右端與右側的限位管31的左端分別與中間的骨形耗能鋼板I接觸，右側的限位管31的右端與位于右側的定位件分別與右側的骨形耗能鋼板I接觸，從而限定了三個骨形耗能鋼板I相向運動及向背運動，進而防止這三個骨形耗能鋼板I發生平面外屈曲。
[0052]需要說明的是，當骨形耗能鋼板I的數量大于三個時，骨形連梁阻尼器中的約束裝置與上述骨形耗能鋼板I的數量為三個時骨形連梁阻尼器中的約束裝置的結構類似，因此在這里不再贅述。
[0053]最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制;盡管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的范圍。
【主權項】
1.一種骨形連梁阻尼器，其特征在于，包括:第一端板、第二端板和至少一個骨形耗能鋼板，所述骨形耗能鋼板的兩端分別與所述第一端板和所述第二端板相連，所述骨形耗能鋼板包括一個耗能部和位于所述耗能部相對的兩端的兩個連接部，一個所述連接部的一端與所述耗能部相連、另一端與所述第一端板相連，另一個所述連接部的一端與所述耗能部相連、另一端與所述第二端板相連，所述骨形耗能鋼板與所述第一端板或者所述第二端板相連的一側的長度，大于所述耗能部的寬度。2.根據權利要求1所述的骨形連梁阻尼器，其特征在于，所述骨形耗能鋼板的數量大于等于兩個，各所述骨形耗能鋼板的一端分別與所述第一端板相連、另一端分別與所述第二端板相連，所述骨形連梁阻尼器還包括約束裝置，所述約束裝置包括限位管、定位件和約束桿，所述限位管位于相鄰的所述骨形耗能鋼板之間，且所述限位管的兩端分別與相鄰的兩個所述骨形耗能鋼板接觸，所述骨形耗能鋼板上設置有定位孔，所述約束桿穿過所述骨形耗能鋼板和所述限位管，所述定位件安裝于所述限位管上，且位于外側的兩個所述骨形耗能鋼板的外側，并分別與對應的所述骨形耗能鋼板接觸。3.根據權利要求2所述的骨形連梁阻尼器，其特征在于，所述骨形耗能鋼板與所述限位管之間設置有第一墊板，所述第一墊板上設置有第一通孔，所述約束桿穿過所述第一通孔。4.根據權利要求2所述的骨形連梁阻尼器，其特征在于，所述約束桿上設置有螺紋，所述定位件為螺母，所述定位件安裝于所述約束桿的兩端且分別與對應的骨形耗能鋼板接觸。5.根據權利要求2所述的骨形連梁阻尼器，其特征在于，所述骨形耗能鋼板與所述定位件之間設置有第二墊板，所述第二墊板上設置有第二通孔，所述約束桿穿過所述第二通孔。6.根據權利要求2所述的骨形連梁阻尼器，其特征在于，所述約束裝置的數量為多個，多個所述約束裝置沿所述骨形耗能鋼板的長度方向間隔設置。7.根據權利要求2所述的骨形連梁阻尼器，其特征在于，所述約束裝置安裝于所述骨形耗能鋼板的耗能部。8.據權利要求1所述的骨形連梁阻尼器，其特征在于，所述連接部包括與所述耗能部相連的連接板，以及設置于所述連接板的相對的兩側的延伸板。9.根據權利要求1所述的骨形連梁阻尼器，其特征在于，所述第一端板與所述第二端板結構相同。10.根據權利要求1所述的骨形連梁阻尼器，其特征在于，所述第一端板與所述第二端板平行設置。
【文檔編號】E04H9/02GK105863099SQ201610399340
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年6月7日
【發明人】杜永山, 白佳楠, 趙俊賢, 郝貴強, 韓偉, 遲雪晶, 尹燕青
【申請人】北京堡瑞思減震科技有限公司