本發明專利技術屬于土木工程抗震與減震領域，涉及了一種帶有粘彈性材料的正交波形開縫鋼板阻尼器，該阻尼器包括支座連接端板、波紋卡槽、垂直開縫的豎波鋼板、粘彈性材料、水平開縫的橫波鋼板、耗能連接件和豎向支撐板。本發明專利技術可為結構提供良好的抗側剛度和耗能能力；小震下，上下端板與粘彈性材料摩擦耗能，中震下耗能連接件與粘彈性材料變形耗能，大震下正交波形開縫鋼板通過彈塑性變形與粘彈性材料共同耗能；正交波形開縫鋼板通過螺栓連接可實現震后易更換，波紋鋼板橫波與豎波正交連接即可有效解決金屬阻尼器易屈曲的缺陷，又可充分利用橫波鋼板的耗能能力，綜合多種耗能模式和多個耗能方向。方向。方向。
【技術實現步驟摘要】
一種帶有粘彈性材料的正交波形開縫鋼板分級耗能阻尼器
[0001]本專利技術屬于土木工程抗震與減震領域，具體涉及一種帶有粘彈性材料的正交波形開縫鋼板分級耗能阻尼器。
技術介紹
[0002]傳統建筑結構在風振和強震作用下，依靠結構自身消耗能量和提供變形，能力較為有限。通過設置減震器消耗能量減輕結構的風振和地震響應，是一種經濟、可行的方法。可以提高建筑結構耗能能力和變形能力，滿足建筑結構舒適度和“大震不倒”的要求。
[0003]粘彈性阻尼器是一種適合于抗風的阻尼器，它可以在小位移下開始耗能，耗能性能良好，并且有很好的疲勞性能。但現有的粘彈性減震器體型較大，在加工制造過程中所需要的成型模具和高溫高壓硫化機均需較大型號，且粘彈性減震器成型模具的重復利用率較低，容易造成資源的浪費、加工制造不經濟且加工過程復雜。而金屬阻尼器是一種利用金屬屈服時彈塑性變形耗能的減震隔震構件，由于金屬在進入塑性狀態后具有良好的滯回特性，并在彈塑性變形過程中吸收大量能量。但現行的金屬阻尼器承受剪力的同時也承受較大壓力或拉力，尤其在結構出現豎向變形時，因此在多力復合作用下，阻尼器的性能無法達到預期的效果；在軸向大變形下，阻尼器鋼板發生屈曲后無法繼續承擔荷載作用，嚴重時可影響結構的抗震性能及整體的安全。
[0004]目前已有的金屬阻尼器，小震時處于彈性狀態，并不能發揮耗能作用。大部分是中震屈服耗能，導致阻尼器在大震時的屈服承載力提高有限，不能夠發揮更大的耗能作用。還有一部分金屬阻尼器是在遭受大震時，金屬阻尼器才發生屈服耗能，而中震時一般處于彈性階段，并不會耗能，這樣其在中震時就不能起到耗散地震能量的作用，可見現有的單純金屬阻尼器在面對不同震級時展現出了局限性。
[0005]目前多數阻尼器受力形式及耗能模式單一，針對不同結構形式的不同位置需要不同類型的阻尼器，同一種阻尼器的適用性明顯不足。
技術實現思路
[0006]本專利技術的目的在于解決現有技術存在的缺陷，提供一種帶有粘彈性材料的正交波形開縫鋼板分級耗能阻尼器，本專利技術阻尼器具備大變形能力和良好的塑性耗能能力，可以在多個方向，以多種形式耗能，適用性廣泛。
[0007]為了達到上述目的，本專利技術采用了以下技術方案：
[0008]一種帶有粘彈性材料的正交波形開縫鋼板分級耗能阻尼器，包括耗能摩擦端板、正交波形開縫鋼板、耗能連接件和豎向支撐板，豎向支撐板的上下兩端均連接有耗能摩擦端板，豎向支撐板與耗能摩擦端板連接，豎向支撐板的兩側均設有正交波形開縫鋼板，正交波形開縫鋼板的上下兩端分別與豎向支撐板的上下兩端的耗能摩擦端板連接，正交波形開縫鋼板的內部填充有粘彈性材料，豎向支撐板通過耗能連接件與正交波形開縫鋼板連接。
[0009]優選的，耗能摩擦端板包括連接支撐端板、波紋卡槽和填充于連接支撐端板與波
紋卡槽之間的凹凸形粘彈性材料，連接支撐端板與波紋卡槽上設有嵌入凹凸形粘彈性材料上凹槽內的限位塊，波紋卡槽與豎向支撐板端部焊接。
[0010]優選的，凹凸形粘彈性材料的截面為齒狀結構，齒狀結構的長度方向與豎向支撐板垂直。
[0011]優選的，正交波形開縫鋼板包括垂直開縫的豎波鋼板、水平開縫的橫波鋼板和梯形粘彈性材料，豎波鋼板以及橫波鋼板的上下兩端分別與豎向支撐板的上下兩端的耗能摩擦端板連接，豎波鋼板和橫波鋼板之間通過高強螺栓連接，梯形粘彈性材料設置于橫波鋼板的梯形槽內，梯形粘彈性材料與橫波鋼板的波脊與波谷連接為整體。
[0012]優選的，豎波鋼板的邊緣與橫波鋼板的邊緣通過高強螺栓連接，橫波鋼板在波谷上沿水平方向開設有縫，豎波鋼板在波峰上沿豎直方向開設有縫。
[0013]優選的，耗能摩擦端板上朝向豎波鋼板以及橫波鋼板一側設有波紋卡槽下端板，波紋卡槽下端板上開設有供豎波鋼板端部嵌入的豎波內嵌卡槽，橫波鋼板的邊緣延伸至波紋卡槽下端板的側面，豎波鋼板、橫波鋼板與波紋卡槽下端板之間通過螺栓連接為一體結構。
[0014]優選的，耗能連接件包括耗能卡扣和耗能連接板，耗能卡扣為U形結構，豎向支撐板伸入耗能卡扣的U形內腔，耗能卡扣兩個翼邊外表面均垂直連接有耗能連接板，耗能連接板沿耗能卡扣翼邊的長度方向設置，耗能連接板從橫波鋼板的水平縫伸入并貫穿梯形粘彈性材料，梯形粘彈性材料上開設有供耗能連接板穿過的長槽。
[0015]優選的，豎波鋼板上的縫寬為豎波鋼板波谷寬度的1/3-2/3，橫波鋼板上的縫寬為橫波鋼板波谷寬度的1/3-2/3。
[0016]優選的，豎波鋼板和橫波鋼板的厚度為2mm-8mm、波角為30
°-
60
°
之間。
[0017]優選的，耗能摩擦端板上貫穿其后斗方向開設有供螺栓穿過的通孔。
[0018]本專利技術具有如下有益效果：
[0019]本專利技術帶有粘彈性材料的正交波形開縫鋼板分級耗能阻尼器中，正交波形開縫鋼板的內部填充有粘彈性材料，本專利技術將粘彈性材料與波形鋼板相結合，豎向支撐板承擔大全部豎向荷載和傾覆彎矩，粘彈性材料與波形鋼板承擔全部側向力。耗能摩擦端板能夠在結構內摩擦耗能來抵抗小震或風震(第一階段)，疲勞性能良好。在中震荷載作用下，耗能摩擦端板達到所限制的極限位移，耗能摩擦端板不再發生位移，荷載通過豎向支撐板傳遞給耗能連接件，耗能連接件將變形傳遞給正交波形開縫鋼板，正交波形開縫鋼板內的粘彈性材料通過多方向變形耗能(第二階段)。當阻尼器受到x方向(垂直于豎向支撐板的方向)的地震荷載時，位于豎向支撐板兩側的粘彈性材料一側受拉變形一側受壓變形耗能；當阻尼器受到y方向(平行于豎向支撐板的方向)的地震荷載時，粘彈性材料整體在y方向剪切變形耗能；當阻尼器受到z方向(垂直于耗能摩擦端板)的地震荷載時，耗能連接件上下兩側粘彈性材料一側受拉變形一側受壓變形耗能。在大震荷載下耗能連接件達到位移最大值后，側向力將傳遞給橫置的正交波形開縫鋼板，通過波紋鋼板彈塑性變形來消耗地震能量(第三階段)，當阻尼器由于大震荷載影響受到偏心荷載時，通過在豎波鋼板上開縫形的縫間彎剪桿局部扭轉變形耗能，防止阻尼器發生整體扭轉變形破壞，保證阻尼器與主體結構連接的穩定性，達到減震耗能的目的。綜上，本專利技術阻尼器具備大變形能力和良好的塑性耗能能力，可以在多個方向，以多種形式耗能，能夠在小震、風振和中震、大震下均能夠對結構的振
動起到很好的減震效果。
附圖說明
[0020]圖1為本專利技術帶有粘彈性材料的正交波形開縫鋼板分級耗能阻尼器的結構示意圖(爆炸圖)。
[0021]圖2為本專利技術帶有粘彈性材料的正交波形開縫鋼板分級耗能阻尼器的主視圖。
[0022]圖3為本專利技術帶有粘彈性材料的正交波形開縫鋼板分級耗能阻尼器的側視剖視圖。
[0023]圖4(a)為本專利技術耗能摩擦端板構造示意圖(爆炸圖)。
[0024]圖4(b)為本專利技術耗能摩擦端板的仰視示意圖。
[0025]圖5(a)為本專利技術正交波形開縫鋼板中豎波鋼板的示意圖。
[0026]圖5(b)為本專利技術正交波形開縫鋼板中橫波鋼板的示意圖。<本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種帶有粘彈性材料的正交波形開縫鋼板分級耗能阻尼器，其特征在于，包括耗能摩擦端板、正交波形開縫鋼板、耗能連接件(7)和豎向支撐板(8)，豎向支撐板(8)的上下兩端均連接有耗能摩擦端板，豎向支撐板(8)與耗能摩擦端板連接，豎向支撐板(8)的兩側均設有正交波形開縫鋼板，正交波形開縫鋼板的上下兩端分別與豎向支撐板(8)的上下兩端的耗能摩擦端板連接，正交波形開縫鋼板的內部填充有粘彈性材料(5)，豎向支撐板(8)通過耗能連接件(7)與正交波形開縫鋼板連接。2.根據權利要求1所述的一種帶有粘彈性材料的正交波形開縫鋼板分級耗能阻尼器，其特征在于，耗能摩擦端板包括連接支撐端板(1)、波紋卡槽(2)和填充于連接支撐端板(1)與波紋卡槽(2)之間的凹凸形粘彈性材料(5-1)，連接支撐端板(1)與波紋卡槽(2)上設有嵌入凹凸形粘彈性材料(5-1)上凹槽內的限位塊(1-2)，波紋卡槽(2)與豎向支撐板(8)端部焊接。3.根據權利要求1所述的一種帶有粘彈性材料的正交波形開縫鋼板分級耗能阻尼器，其特征在于，凹凸形粘彈性材料(5-1)的截面為齒狀結構，齒狀結構的長度方向與豎向支撐板(8)垂直。4.根據權利要求1所述的一種帶有粘彈性材料的正交波形開縫鋼板分級耗能阻尼器，其特征在于，正交波形開縫鋼板包括垂直開縫的豎波鋼板(3)、水平開縫的橫波鋼板(6)和梯形粘彈性材料(5-2)，豎波鋼板(3)以及橫波鋼板(6)的上下兩端分別與豎向支撐板(8)的上下兩端的耗能摩擦端板連接，豎波鋼板(3)和橫波鋼板(6)之間通過高強螺栓(4)連接，梯形粘彈性材料(5-2)設置于橫波鋼板(6)的梯形槽內，梯形粘彈性材料(5-2)與橫波鋼板(6)的波脊與波谷連接為整體。5.根據權利要求4所述的一種帶有粘彈性材料的正交波形開縫鋼板分級耗能阻尼器，其特征在于，豎波鋼板(3)的邊緣與橫波鋼板(6)的邊緣通過高強螺栓(4)連接，...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王威，孫壯壯，蘇三慶，王冰潔，羅麒銳，
申請(專利權)人：西安建筑科技大學，
類型：發明
國別省市：
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