[发明专利]双阶段剪切型阻尼器及其设计方法

权利要求书

1.一种双阶段剪切型阻尼器，其特征在于，包括：

第一耗能单元；

第二耗能单元，所述第二耗能单元与所述第一耗能单元在轴向方向上串联，所述轴向方向为所述双阶段剪切型阻尼器的长度方向，所述第二耗能单元包括：

第二芯板；

外盖板，所述外盖板设于所述第二芯板沿厚度方向上的至少一侧；

黏弹材料层，所述黏弹材料层设于所述第二芯板与所述外盖板之间；

轴向限位件，所述轴向限位件与所述第二芯板相连且垂直于所述外盖板设置，以对所述第二耗能单元进行轴向限位；

剪切限位件，所述剪切限位件位于所述外盖板沿宽度方向上的两侧且与所述外盖板间隔开，以限制所述第二耗能单元的变形范围。

2.根据权利要求1所述的双阶段剪切型阻尼器，其特征在于，所述第二耗能单元设于所述第一耗能单元沿轴向的至少一侧，或者，所述第二耗能单元设于所述第一耗能单元之中。

3.根据权利要求1所述的双阶段剪切型阻尼器，其特征在于，所述黏弹材料层分别与所述第二芯板以及所述外盖板粘接相连。

4.根据权利要求3所述的双阶段剪切型阻尼器，其特征在于，所述黏弹材料层为高阻尼材料层，所述黏弹材料层沿轴向的两端均未超出所述外盖板。

5.根据权利要求1所述的双阶段剪切型阻尼器，其特征在于，所述外盖板形成有沿厚度方向贯穿所述外盖板设置的配合槽，所述轴向限位件与所述第二芯板焊接相连且在所述配合槽处可运动。

6.根据权利要求1所述的双阶段剪切型阻尼器，其特征在于，所述第二芯板包括至少一个，当所述第二芯板包括多个时，相邻两个所述第二芯板之间设有所述黏弹材料层，第二耗能单元还包括：第二连接板，所述第二连接板设于所述第二耗能单元沿轴向的一侧且与所述外盖板相连。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的双阶段剪切型阻尼器，其特征在于，所述第一耗能单元为金属耗能单元或摩擦耗能单元，所述第一耗能单元包括：

第一芯板，所述第一芯板与所述第二芯板焊接相连；

加劲肋，所述加劲肋设于所述第一芯板沿厚度方向的至少一侧；

翼缘，所述翼缘设于所述第一芯板沿宽度方向上的至少一侧的边缘且与所述加劲肋相连；

第一连接板，所述第一连接板分别与所述第一芯板以及所述翼缘相连。

8.根据权利要求7所述的双阶段剪切型阻尼器，其特征在于，所述剪切限位件包括限位板，所述限位板与所述翼缘焊接相连；或者，所述限位板与所述翼缘为一体式结构件。

9.根据权利要求7所述的双阶段剪切型阻尼器，其特征在于，所述双阶段剪切型阻尼器被构造成在厚度方向上对称的结构。

10.一种根据权利要求1-9中任一项所述的双阶段剪切型阻尼器的设计方法，其特征在于，包括：设计所述双阶段剪切型阻尼器的简化力学模型以及在往复荷载作用下的滞回曲线，则双阶段剪切型阻尼器的各阶段刚度K₁,K₂,K₃及各阶段对应的阻尼器出力可由下式(1)至(5)获得：

F₁＝δ_stK₁ (3)

F₂＝δ_stK₁+K₂(δ_se-δ_st) (4)

F₃＝δ_stK₁+K₂(δ_se-δ_st)+K₃(δ_sd-δ_se) (5)

其中，Kve为第二耗能单元的等效刚度，Ksy为第一耗能单元的弹性刚度，Ksyy为第一耗能单元的二次刚度，δst为第二耗能单元容许的变形范围，即考虑结构遭受频遇地震作用下的设计位移，Kst为剪切限位件的弹性刚度，δse为第一耗能单元屈服对应的变形量，δsd为该阻尼器在考虑结构遭遇罕遇地震作用下的设计位移。