[发明专利]一种防面外屈曲的菱形开孔H型钢阻尼器

说明书

一种防面外屈曲的菱形开孔H型钢阻尼器，涉及工程结构防灾减震技术领域。由菱形开孔H型钢、外钢套管、内钢板、钢活塞、螺杆、高强螺栓以及螺帽构成。其中菱形开孔H型钢的上连接板和下连接板分别由高强螺栓与外钢套管和内钢板连接，内钢板与钢活塞焊接连接，外钢套管和钢活塞分别与螺杆连接。该阻尼器由螺杆与结构连接，并布置在结构变形较大处，当地震发生时，两个螺杆在轴向产生相对的轴向位移，使菱形开孔H型钢的腹板仅在平面内产生弯曲和剪切变形，可有效防止传统菱形开孔H型钢阻尼器的面外屈曲问题。因此可起到稳定耗散地震能量的作用，从而减小结构地震反应，限制结构损伤。

技术领域

本发明涉及工程结构防灾减震技术领域，尤其是涉及一种防面外屈曲的菱形开孔H型钢阻尼器。

背景技术

我国地处环太平洋地震带和欧亚地震带之间，国土的大部分地区为地震区，特别是我国的西部地区多为强震区，地震活动频繁。为最大限度地减小地震灾害造成的损失，必须对工程结构物进行抗震设计与加固。目前常用的延性抗震设计是利用结构特定位置作为塑性铰，通过其弹塑性变形来耗散地震能量，以满足结构抗震设计要求。结构物的减震控制技术是在结构中增加某一特定耗能装置，有效控制结构物在地震中的反应，达到抗震设计的目的。在地震作用下结构物主要依靠该特定耗能装置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。

钢材作为一种广泛使用的耗能元件，具有较好耗能能力，但如其发生平面外屈曲将会使其耗能能力大打折扣，因此传统的钢阻尼器的面外屈曲问题严重影响其在工程中的应用。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种防面外屈曲的菱形开孔H型钢阻尼器，将菱形开孔H型钢与钢套筒和钢活塞连接，并通过螺杆与结构物连接，使结构物发生变形时，钢套筒与钢活塞仅在轴向发生相对位移。因此，内置的菱形开孔H型钢避免了平面外的变形而仅在平面内发生变形，实现了双向变形耗能目的并大大提高耗能效率，且震后易于更换。

为实现上述目的，本发明提供了一种防面外屈曲的菱形开孔H型钢阻尼器，主要由菱形开孔H型钢(1)、外钢套管(2)、内置连接钢板(3)、钢活塞(4)、螺杆、高强螺栓以及螺帽组成；菱形开孔H型钢(1)由菱形开孔耗能钢板(10)、上连接板(8)和下连接板(9)构成，菱形开孔耗能钢板(10)相对的两个侧边上分别对应垂直固定上连接板(8)和下连接板(9)；

所述的一种防面外屈曲的菱形开孔H型钢阻尼器的外钢套管(2)为一端封死的矩形钢管，且在封死端预留安装第一螺杆的螺纹孔，第一螺杆通过螺纹孔由螺帽固定在外钢套管(2)端面；另一端固定有第二螺杆，第二螺杆的一端深入到外钢套管(2)内部，另一端在外钢套管(2)外部，第二螺杆与外钢套管(2)同轴；外钢套管(2)的矩形钢管相对的两个侧面分别为a和b，菱形开孔H型钢(1)位于外钢套管(2)内部，上连接板(8)与外钢套管(2)的a侧面由高强螺栓以及螺帽平行固定在一起；下连接板(9)与内置连接钢板(3)由高强螺栓以及螺帽平行固定在一起；在外钢套管(2)内第二螺杆与钢活塞(4)固定连接，沿外钢套管(2)的轴向上连接钢板(3)长于下连接板(9)且与钢活塞(4)的端面固定连接；

连接钢板(3)与外钢套管(2)的b侧面平行，两者之间留有距离，该距离由结构物的变形确定。

钢活塞(4)预留安装第二螺杆的螺纹孔，且该螺纹孔的中心线与外钢套管(2)的中心线在同一条直线上，钢活塞(4)位于b侧面上由b侧面起到一定的支撑作用；外钢套管(2)和钢活塞(4)分别与第二螺杆连接，并由螺帽(7)拧紧。

所述的一种防面外屈曲的菱形开孔H型钢阻尼器的钢活塞(4)放置在外钢套管(2)内的底板(即b侧面)上面，钢活塞(4)与内置连接钢板(3)焊接连接。

外钢套管(2)封闭端的端面厚度大于另一端的端面，第一螺杆没有贯穿外钢套管(2)封闭端。