[发明专利]一种带有粘弹性材料的正交波形开缝钢板分级耗能阻尼器

说明书

本发明属于土木工程抗震与减震领域，涉及了一种带有粘弹性材料的正交波形开缝钢板阻尼器，该阻尼器包括支座连接端板、波纹卡槽、垂直开缝的竖波钢板、粘弹性材料、水平开缝的横波钢板、耗能连接件和竖向支撑板。本发明可为结构提供良好的抗侧刚度和耗能能力；小震下，上下端板与粘弹性材料摩擦耗能，中震下耗能连接件与粘弹性材料变形耗能，大震下正交波形开缝钢板通过弹塑性变形与粘弹性材料共同耗能；正交波形开缝钢板通过螺栓连接可实现震后易更换，波纹钢板横波与竖波正交连接即可有效解决金属阻尼器易屈曲的缺陷，又可充分利用横波钢板的耗能能力，综合多种耗能模式和多个耗能方向。

技术领域

本发明属于土木工程抗震与减震领域，具体涉及一种带有粘弹性材料的正交波形开缝钢板分级耗能阻尼器。

背景技术

传统建筑结构在风振和强震作用下，依靠结构自身消耗能量和提供变形，能力较为有限。通过设置减震器消耗能量减轻结构的风振和地震响应，是一种经济、可行的方法。可以提高建筑结构耗能能力和变形能力，满足建筑结构舒适度和“大震不倒”的要求。

粘弹性阻尼器是一种适合于抗风的阻尼器，它可以在小位移下开始耗能，耗能性能良好，并且有很好的疲劳性能。但现有的粘弹性减震器体型较大，在加工制造过程中所需要的成型模具和高温高压硫化机均需较大型号，且粘弹性减震器成型模具的重复利用率较低，容易造成资源的浪费、加工制造不经济且加工过程复杂。而金属阻尼器是一种利用金属屈服时弹塑性变形耗能的减震隔震构件，由于金属在进入塑性状态后具有良好的滞回特性，并在弹塑性变形过程中吸收大量能量。但现行的金属阻尼器承受剪力的同时也承受较大压力或拉力，尤其在结构出现竖向变形时，因此在多力复合作用下，阻尼器的性能无法达到预期的效果；在轴向大变形下，阻尼器钢板发生屈曲后无法继续承担荷载作用，严重时可影响结构的抗震性能及整体的安全。

目前已有的金属阻尼器，小震时处于弹性状态，并不能发挥耗能作用。大部分是中震屈服耗能，导致阻尼器在大震时的屈服承载力提高有限，不能够发挥更大的耗能作用。还有一部分金属阻尼器是在遭受大震时，金属阻尼器才发生屈服耗能，而中震时一般处于弹性阶段，并不会耗能，这样其在中震时就不能起到耗散地震能量的作用，可见现有的单纯金属阻尼器在面对不同震级时展现出了局限性。

目前多数阻尼器受力形式及耗能模式单一，针对不同结构形式的不同位置需要不同类型的阻尼器，同一种阻尼器的适用性明显不足。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的缺陷，提供一种带有粘弹性材料的正交波形开缝钢板分级耗能阻尼器，本发明阻尼器具备大变形能力和良好的塑性耗能能力，可以在多个方向，以多种形式耗能，适用性广泛。

为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种带有粘弹性材料的正交波形开缝钢板分级耗能阻尼器，包括耗能摩擦端板、正交波形开缝钢板、耗能连接件和竖向支撑板，竖向支撑板的上下两端均连接有耗能摩擦端板，竖向支撑板与耗能摩擦端板连接，竖向支撑板的两侧均设有正交波形开缝钢板，正交波形开缝钢板的上下两端分别与竖向支撑板的上下两端的耗能摩擦端板连接，正交波形开缝钢板的内部填充有粘弹性材料，竖向支撑板通过耗能连接件与正交波形开缝钢板连接。

优选的，耗能摩擦端板包括支座连接端板、波纹卡槽和填充于支座连接端板与波纹卡槽之间的凹凸形粘弹性材料，支座连接端板与波纹卡槽上设有嵌入凹凸形粘弹性材料上凹槽内的限位块，波纹卡槽与竖向支撑板端部焊接。

优选的，凹凸形粘弹性材料的截面为齿状结构，齿状结构的长度方向与竖向支撑板垂直。

优选的，正交波形开缝钢板包括垂直开缝的竖波钢板、水平开缝的横波钢板和梯形粘弹性材料，竖波钢板以及横波钢板的上下两端分别与竖向支撑板的上下两端的耗能摩擦端板连接，竖波钢板和横波钢板之间通过高强螺栓连接，梯形粘弹性材料设置于横波钢板的梯形槽内，梯形粘弹性材料与横波钢板的波脊与波谷连接为整体。