[实用新型]厚度以二次抛物线变化的钢剪切板阻尼器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种厚度以二次抛物线变化的钢剪切板阻尼器。

背景技术

对于结构如何在地震作用下更好地生存并且尽可能多地保持原有设计功能，土木工程领域正在大范围地研究与运用结构的消能减震能力。有别于传统结构依靠受力构件本身的弹塑性变形来耗能，现阶段结构更多地运用阻尼器进行耗能。现阶段，阻尼器主要分为粘性衰减型和滞回衰减型，前者主要利用变形滞回消耗能量，后者主要利用与速度有关的粘性体的抵抗作用。软钢剪切板阻尼器是一种金属弹塑性滞回型阻尼器，其滞回耗能能力强、金属塑性发展理想、损伤易检测、设计及安装方便，近年来发展与应用迅速。软钢剪切板阻尼器的核心耗能构件为一块软钢平钢板，通过科学地设计与布置，使得软钢板在侧向力作用下发生剪切弹塑性变形，并提供剪切力。目前对剪切板的抗剪力研究主要假设其截面均匀屈服，而实际试验结果与数值模型计算结果都显示该平板的应力状态往往在四个角点发生应力集中并提前对角破坏，实际广义屈服剪切力也低于理论计算公式，给研究与设计带来一定误差。

发明内容

为了解决传统平板剪切板阻尼器在四角点容易发生应力集中，且实际屈服抗侧力与理论设计公式有较大误差的问题，本实用新型的目的是提出一种厚度以二次抛物线变化的钢剪切板阻尼器。该阻尼器可近似看成在核心耗能钢板的中间薄弱处发生全截面剪切屈服。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种厚度以二次抛物线变化的钢剪切板阻尼器，包括上连接件，下连接件，剪切板和螺栓，所述剪切板的上下边缘最厚处通过焊接固定在上连接件和下连接件上，所述剪切板在厚度方向上呈二次抛物线形变化，所述剪切板的高宽比为0.8＜h/b＜1.5，宽厚比为20＜b/t＜50，截面变异系数T/t≥1.8，其中h为剪切板高度，b为剪切板宽度，t为剪切板中间薄弱截面厚度，T为剪切板边缘最厚处的厚度。

与现有技术相比，本实用新型具有如下突出的优点：

第一，加强了上下两边应力集中点的截面，避免了剪切板角点的提前破坏；第二，通过二次抛物线形变截面，使得剪切板具有明确的受力薄弱截面，受力屈服状态更接近现有理论计算值，通过数值模型计算结果可以看到剪切板几乎在中间截面处呈带状贯通屈服；第三，剪切板厚度方向采用二次抛物线形变化而非直线，避免了应力集中的问题，阻尼器具有更加优良的剪切滞回耗能能力。

附图说明

    图1 为本实用新型阻尼器的结构示意图。

图2为本实用新型阻尼器的俯视图。

图3 为本实用新型阻尼器的剪切板示意图。

具体实施方式

以下结合附图详细叙述本实用新型的优选实施例。

如图1至图3所示，一种厚度以二次抛物线变化的钢剪切板阻尼器，包括上连接件1，下连接件2，剪切板3和螺栓4，所述剪切板3的上下边缘最厚处通过焊接固定在上连接件1和下连接件2上，所述剪切板3在厚度方向上呈二次抛物线形变化，所述剪切板3的高宽比为0.8＜h/b＜1.5，宽厚比为20＜b/t＜50，截面变异系数T/t≥1.8，其中h为剪切板3高度，b为剪切板3宽度，t为剪切板3中间薄弱截面厚度，T为剪切板3边缘最厚处的厚度。

通过对钢剪切板进行参数化分析，发现当宽高比0.8＜h/b＜1.5，宽厚比20＜b/t＜50，截面变异系数T/t≥1.8时，该阻尼器的低周循环加载力学性能最优。定义广义屈服荷载，即在阻尼器刚度迅速退化的小段位移内，该小段位移中点所对应的荷载。该阻尼器的弹性剪切刚度为：                                               ，其中G为剪切模量。该阻尼器上下两边各有厚度40mm的连接件。下连接件2连有竖向连接板，使得下连接件2可以与支撑固结。上连接件1与梁之间采用螺栓4连接。