[实用新型]一种钢铅阻尼器

说明书

技术领域

本实用新型涉及减振器，具体涉及一种利用金属材料作为减振介质的减振器。

背景技术

目前，在建筑物的抗风和抗震工程领域中，普遍采用的是耗能减振(震)技术，即利用耗能减震装置耗散风振或地震输入的能量，达到保护建筑结构的目的。这些耗能减震装置有粘弹性阻尼器、粘滞流体阻尼器、金属阻尼器、摩擦阻尼器、形状记忆合金阻尼器、磁(电)流变阻尼器等。

上述金属阻尼器是利用金属材料的弹塑性变形来耗散能量的一种耗能减震装置，常见的有铅阻尼器和软钢阻尼器。铅具有较好的塑性变形能力，其屈服位移小，因此具有很强的屈服耗能能力，是一种比较理想的耗能材料。现有的铅阻尼器主要包括铅挤压耗能阻尼器、铅剪切耗能阻尼器以及铅节点耗能阻尼器和圆柱形、异型铅耗能阻尼器等。但是由于铅本身较软，因此铅阻尼器不能提供较好的初始刚度，并且铅不具备焊接性能，这就制约了它在工程中的应用。软钢的具有较好的延性和承载力，能够提供较理想的初始刚度，但是其存在的缺点是屈服位移较大。基于上述情况，本领域研究人员利用这两种材料各自的特性，设计了以软钢和铅组合在一起的钢铅阻尼器。例如，专利号为98233898.8的实用新型专利公开了一种“钢管铅芯阻尼器”，该阻尼器由钢管、分别设在钢管两端的两连接钢板和充满钢管内腔的铅芯组成，其特征在于，所述的两连接钢板上相向设有半球形挤压头，该半球形挤压头伸至铅芯的体内。工作时，铅芯受到挤压头的挤压作用而产生挤压滞回变形和剪切滞回变形并耗能，同时，当外部载荷达到钢管的屈服载荷时，钢管也产生屈服滞回变形并耗能。该阻尼器具有结构简单，耗能能力强，初始刚度好的特点，但是却存在以下的缺点：当连接于该阻尼器两端的建筑结构产生相对位移时，由结构力学知识可知，阻尼器在两端受到的弯矩最大，中间受到的弯矩最小。但是，由材料力学知识可知，钢管的横截面的屈服弯矩(式中，f_y为材料的屈服应力，D为钢管的外径)，即钢管每一截面的屈服弯矩相等，因此当钢管两头屈服后，钢管的中部不会屈服，尤其是伴有挤压外载时，钢管的中部仍不会屈服，无法发挥其耗能作用。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是进一步提高钢铅阻尼器的屈服耗能能力。

本实用新型解决上述问题的技术方案如下：

一种钢铅阻尼器，该阻尼器由钢管、分别设在钢管两端的上下连接钢板和充满钢管内的铅芯组成，其中所述的上下连接钢板上相向设有半球形的上下挤压头，该上下挤压头伸至铅芯的体内，其特征在于，所述的钢管的外壁中部设有削弱结构，该结构为环绕钢管外壁的凹槽；所述凹槽的横截面积为钢管管壁纵剖面面积的20％～80％，所述凹槽最深处的深度为钢管壁厚的70％～80％。

本实用新型所述的钢铅阻尼器，其中所述的凹槽的横截面的底面曲线可以为圆弧线，也可以是抛物线。

本实用新型所述的钢铅阻尼器，其中所述的钢管的横截面为圆形或者矩形，以圆形截面为佳。当所述的钢管的横截面是矩形时，其拐角应为圆角。

本实用新型较现有技术具有下面的有益效果：

钢管的中部设有削弱结构，使得钢管中部横截面的屈服弯矩最小，并向两头逐渐增大，恰好与阻尼器两端的建筑结构产生相对位移时的弯矩分布相吻合，即沿阻尼器的中间向两头线性增大。因此，当阻尼器两端屈服后，外部载荷稍有增大或伴有挤压载荷时，阻尼器的削弱部位便产生屈服，显著增大了整个阻尼器的耗能作用。

附图说明

图1～3为本实用新型所述钢铅阻尼器的第一种具体结构示意图，其中，图1为主视图，图2为图1的俯视图，图3为图1的A-A剖视图。

图4、5为本实用新型所述钢铅阻尼器的第二种具体结构示意图，其中，图4为主视图(半剖)，图5为俯视图。

图6为本实用新型所述钢铅阻尼器的第三种具体结构的横向剖视图。

具体实施方式

见图1～3，本实施例中的钢铅阻尼器的钢管1为一段圆柱形钢管，上连接钢板3和下连接钢板4通过焊接的方式分别连接于钢管1的两端，铅芯充满于由钢管1和上连接钢板3和下连接钢板4围成的空腔内。半球形的上挤压头5和下挤压头6相向焊接于上连接钢板3和下连接钢板4上，并伸入到铅芯2的体内。上连接钢板3上设有一用于灌注铅芯2的工艺通孔，该工艺通孔由螺钉7进行密封。上下连接钢板3、4上各设有8个螺栓孔8，利用该螺栓孔8可将阻尼器与需要进行抗震加固的建筑结构连接。