[发明专利]分阶耗能式金属拉压阻尼器

说明书

本发明属于建筑结构振动控制领域，特别涉及一种分阶耗能式金属拉压阻尼器，由外部半圆形耗能钢板、内设椭圆孔的耗能钢板和端部耗能钢板围成；本发明初始刚度较大，材料屈服分散面积大、阻尼能力强；小震或中震时，上板、下板震动带动外部半圆形耗能钢板、内部弧形耗能钢板、端部耗能钢板和耗能分隔软钢板震动，通过自身弯曲变形耗能；发生相对位移时，与弹性粘结填充材料、泡沫铝耗能材料摩擦挤压，内部弧形耗能钢板和耗能分隔软钢板相互协调而挤压耗能，使结构的动能或弹性势能等能量转化成热能等形式耗散掉；大震时，内设椭圆孔的耗能钢板上设置的内设椭圆孔、耗能肋使阻尼器耗能更充分，地震时能减少建筑结构地震反应。

技术领域

本发明属于建筑结构振动控制领域，特别是涉及一种分阶耗能式金属拉压阻尼器。

背景技术

金属屈服阻尼器 (metallic yielding damper) 是用软钢或其它软金属材料做成的各种形式的阻尼耗能器，金属屈服后具有良好的滞回性能，利用某些金属具有的弹塑性滞回变形耗能，包括软钢阻尼器、铅阻尼器和形状记忆合金 (shape memory alloys，简称SMA)阻尼器等，它对结构进行振动控制的机理是将结构振动的部分能量通过金属的屈服滞回耗能耗散掉，从而达到减小结构反应的目的，软钢阻尼器是充分利用软钢进入塑性阶段后具有良好的滞回特性。1972年，Kelly和 Skinner 等学者首先开始研究利用软钢的这种性能来控制结构的动力反应，并提出软钢阻尼器的几种形式，包括扭转梁、弯曲梁、U 形条耗能器等。随后，其它学者又相继提出许多形式各异的软钢阻尼器，其中比较典型的如 X形、三角形板软钢阻尼器、E 型钢阻尼器、C型钢阻尼器等。经过国内外许多学者的理论分析和实验研究，证实软钢阻尼器具有稳定的滞回特性，良好的低周疲劳性能，长期的可靠性和不受环境、温度影响等特点，是一种很有前途的耗能器，全金属阻尼器具有可恢复变形大、阻尼能力强以及耐久性、抗腐蚀性、抗疲劳性能好、工作温度范围大和维护费用低等优点。

发明内容

为了解决上述存在的技术问题，本发明提供一种分阶耗能式金属拉压阻尼器，采用分阶耗能的结构设计，使阻尼器耗能更充分，正常状态使用能增大建筑结构整体刚度，地震时能减少建筑结构地震反应。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种分阶耗能式金属拉压阻尼器，包括上板、下板、上板螺孔、下板螺孔、外部半圆形耗能钢板、内设椭圆孔的耗能钢板、内设椭圆孔、协调连接钢筋、耗能肋、内部弧形耗能钢板、发泡铝吸能板、弹性粘结填充材料、锁紧螺母、泡沫铝耗能材料、端部耗能钢板和耗能分隔软钢板；

分阶耗能式金属拉压阻尼器的结构，是由外部半圆形耗能钢板、内设椭圆孔的耗能钢板和端部耗能钢板围成，在围成的结构内部靠近内设椭圆孔的耗能钢板的位置设置发泡铝吸能板，并设置若干耗能分隔软钢板，在若干个耗能分隔软钢板之间设置内部弧形耗能钢板，内部弧形耗能钢板从中间至上下两侧的弯曲半径逐渐减小，协调连接钢筋由内向外依次穿过内部弧形耗能钢板和耗能分隔软钢板的中点，并将整个协调连接钢筋的上下两端采用锁紧螺母锁紧固定，进一步增大其协同耗能能力；内部弧形耗能钢板的两端和耗能分隔软钢板的两端与外部半圆形耗能钢板固定连接；在内部弧形耗能钢板和发泡铝吸能板围成的空腔内设置泡沫铝耗能材料；在整个分阶耗能式金属拉压阻尼器的结构内的其余空腔设置弹性粘结填充材料；在分阶耗能式金属拉压阻尼器结构的最上端设置有上板，在分阶耗能式金属拉压阻尼器结构的最下端设置有下板，在上板的两边沿长度方向开设若干上板螺孔，在下板的两边沿长度方向开设若干下板螺孔，在内设椭圆孔的耗能钢板上设置若干内设椭圆孔，内设椭圆孔沿长度方向水平设置，在内设椭圆孔之间均设置耗能肋；内设椭圆孔的耗能钢板的上、下两端分别与端部耗能钢板固定连接；内设椭圆孔的耗能钢板的左、右两端分别与外部半圆形耗能钢板固定连接。

进一步地，所述外部半圆形耗能钢板、内设椭圆孔的耗能钢板、内部弧形耗能钢板、端部耗能钢板和耗能分隔软钢板采用低屈服点钢板制作而成。

进一步地，所述泡沫铝耗能材料采用泡沫铝制作而成。