[发明专利]宫格式箱型软钢阻尼器

说明书

技术领域

本发明涉及桥梁与结构工程领域的耗能减震装置，尤其是涉及双向耗能的宫格式箱型软钢阻尼器。

背景技术

我国地处环太平洋地震带和欧亚地震带的交界处，是地震多发国家。为了最大限度地减轻地震灾害造成的损失，必须对建筑与桥梁等工程构筑物进行抗震设计与加固。传统的抗震设计是利用结构自身变形来抵抗和消耗地震能量，以满足结构抗震要求。结构减震控制技术是在结构中增加一特定耗能元件，在地震作用下结构主要依靠该特定耗能元件来吸收和耗散传入结构中的地震能量，该技术作为一种安全、经济的工程结构减震控制措施，广泛应用于国内外建筑与桥梁等工程结构抗震设计和加固修复中。

金属钢板是广泛使用的一种耗能元件，其传统构造和耗能机理主要依靠若干钢板叠加，只能在单一的平面内变形和单一的平面外变形两种，不能同时考虑平面内和平面外的情况，因而其耗能效率较低。此外，地震动是多向的，传统金属钢板阻尼器不能在两水平方向上同时耗散能量，不能实现双向耗能减震效果和目的。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供了宫格式箱型软钢阻尼器，结合钢板平面内变形和平面外变形的特点，实现了双向变形耗能目的并大大提高耗能效率，保护主体结构安全性，且震后易于更换。

本发明的技术方案如下：

该宫格式箱型软钢阻尼器，其特征在于，包括上连接钢板(1)、盖板(2)、沙漏状软钢板(3)和(4)、下连接钢板(5)；本发明所述的沙漏状软钢板采用软钢材料，在软钢板平面开有一排规则孔洞(如图1)，相邻两个孔洞之间留下的软钢板呈沙漏状，软钢板平面上的多个沙漏状成平行并排；在下连接钢板(5)上固定连接由多个横向沙漏状软钢板和多个纵向沙漏状软钢板交叉构成的宫格形空间结构，每个宫格形为长方形体，长方形体的四个边分别是一个呈沙漏状钢板组成；每个长方形体宫格的上端口均焊接有一个与端口相匹配的盖板，盖板的四个侧面呈45°剖切，方便放入宫格与宫格焊接成整体；每个盖板的上表面与宫格形空间结构的上表面是同一表面或每个盖板的上表面与宫格形空间结构的上表面齐平；宫格形空间结构的上表面与上连接钢板(1)固定连接。

下连接钢板(5)的面积大于宫格形空间结构的面积，所以在下连接钢板(5)和宫格形空间结构连接处的外周下连接钢板还有余留面积，在下连接钢板(5)和宫格形空间结构连接处外周的下连接钢板上还设有螺栓孔(6)。

每个宫格形为正方形或边长不等的长方形，每个盖板(2)为正方形或边长不等的长方形。

横向沙漏状软钢板(3)和纵向沙漏状软钢板(4)的片数可根据需要具体设定。如横向沙漏状软钢板五片(在本发明中定位五片，可按实际需求确定为具体片数；本发明包括五片但不限五片)、纵向沙漏状软钢板二十片(在本发明中定为二十片，可按实际需求确定为具体片数；本发明包括二十片但不限二十片)。其中，横向沙漏状钢板采用软钢材料，平面开有规则孔洞，剩下的呈多个沙漏状(如图1)；纵向沙漏状钢板采用软钢材料，平面开有规则孔洞，剩下的呈单个沙漏状(如图2)。五片横向沙漏状钢板布置后，每一片纵向沙漏状钢板交错放置在每两片横向钢板间距处，与横向钢板焊接连接，构成宫格形空间结构(如图5)。每四个长方形体宫格的上端口均焊接有一个与端口相匹配的盖板，盖板的四个侧面呈45°剖切，方便放入宫格与宫格焊接成整体；每个盖板的上表面与宫格形空间结构的上表面是同一表面或每个盖板的上表面与宫格形空间结构的上表面齐平。

宫格结构顶部与上连接钢板相连。宫格结构底部与下连接钢板相连。

本发明的宫格式箱型软钢阻尼器由上连接钢板、盖板、沙漏状软钢板和下连接钢板组成。其中横、纵向沙漏状软钢板组成宫格状结构，下部与下连接钢板相连，上部通过盖板与上连接钢板相连。宫格状结构可利用沙漏状软钢板在平面内和平面外同时变形，更多的吸收耗散能量。本发明可利用宫格式箱型软钢阻尼器自身变形来耗散传到结构物上的部分地震能量，从而保护桥梁与建筑主体结构和关键构件免受地震损伤破坏，并能合理控制结构变形；且震后可快速更换。