專利名稱：可調(diào)式金屬復(fù)合型低屈服點阻尼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種可調(diào)式金屬復(fù)合型低屈服點阻尼器，屬于結(jié)構(gòu)工 程抗震與減震及抗風(fēng)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在強(qiáng)震和大風(fēng)作用下的建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)有足夠的耗能能力，才能夠避免發(fā)生 破壞。傳統(tǒng)的抗震和抗風(fēng)結(jié)構(gòu)體系通過結(jié)構(gòu)及承重構(gòu)件的損壞消耗能量，導(dǎo) 致結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)不同程度的損傷甚至倒塌，這是不合理也是不安全的。結(jié)構(gòu) 耗能減震技術(shù)是一種新的抗震防災(zāi)技術(shù)，在采用消能減震技術(shù)的結(jié)構(gòu)體系中， 結(jié)構(gòu)的某些非承重構(gòu)件被設(shè)計成具有較大耗能能力的特殊元件——阻尼器， 小風(fēng)小震時，結(jié)構(gòu)本身具有足夠的側(cè)向剛度以滿足使用要求，結(jié)構(gòu)處于彈性
狀態(tài);大震大風(fēng)時，隨著結(jié)構(gòu)側(cè)向變形的增大，阻尼器率先進(jìn)入非彈性狀態(tài)， 產(chǎn)生較大阻尼，集中地耗散結(jié)構(gòu)的地震或風(fēng)振能量，迅速衰減結(jié)構(gòu)的振動反 應(yīng)，從而避免或減小主體結(jié)構(gòu)的損傷。而耗能減震結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)主要依賴于研 制出簡便實用的阻尼器，目前國內(nèi)外已研制出大量的阻尼器，如軟鋼阻尼器、 摩擦阻尼器、粘滯流體阻尼器、智能阻尼器等。絕大多數(shù)現(xiàn)有阻尼器都屬于
封裝結(jié)構(gòu)，不利于現(xiàn)場安裝和調(diào)試，維護(hù)成本較高；同時由于屈服強(qiáng)度較高
的阻尼器，在中小震下不能充分發(fā)揮材料滯回耗能的特性，實際減震效果往 往低于設(shè)計值。而屈服強(qiáng)度較低的阻尼器其延性又較差，直接使用將很快進(jìn) 入屈服階段而不能耗能減震，因此開發(fā)出即可以具有較低屈服點又可以保證 足夠延性的阻尼器，且此阻尼器成本低廉又在地震中能夠充分耗能，這將具 有重大的工程意義。
實用新型內(nèi)容
本實用新型提出了一種可調(diào)式金屬復(fù)合型低屈服點阻尼器，本阻尼器具 有較低的屈服應(yīng)力，從而在中小震下就可以進(jìn)入塑性狀態(tài)，充分實現(xiàn)耗能減 震。
為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取了如下技術(shù)方案。本阻尼器主要包 括有與建筑結(jié)構(gòu)相連接的上下水平連接鋼板3和設(shè)置在上下水平連接板3之 間的耗能金屬板，其特征在于，所述的耗能金屬板包括有由屈服強(qiáng)度大于
200MPa的材料制成第一耗能金屬板1和由屈服強(qiáng)度小于200MPa的材料制成
的第二耗能金屬板2，第一耗能金屬板1和第二耗能金屬板2交錯布置并相互
之間固定連接。
所述的第一耗能金屬板1為低碳鋼鋼板或鋁合金板。 所述的第二耗能金屬板2為軟鋼鋼板或為鋅板或為鉛板。 耗能金屬板的數(shù)量和尺寸應(yīng)根據(jù)實際減震方案要求組合板提供的總屈服
強(qiáng)度以及金屬板之間的固定連接效果確定，但第一耗能金屬板1和第二耗能
金屬板2的數(shù)量分別不能少于3塊和2塊。
所述第一耗能金屬板1和第二耗能金屬板2的形狀完全一致，二者的組
合有第一耗能金屬板1為低碳鋼鋼板，第二耗能金屬板2為鋅板，低碳鋼
鋼板與鋅板的厚度比率為0.3: 0.7;第一耗能金屬板1為低碳鋼鋼板，第二
耗能金屬板2為鉛板，低碳鋼鋼板與鉛板厚度比率為0.4: 0.6;第一耗能金 屬板1為鋁合金板，第二耗能金屬板2為鋅板，鋁合金板與鋅板厚度比為0. 4: 0.6。
所述的第一耗能金屬板(1)和第二耗能金屬板(2)上設(shè)置有鏤空(7)。 所述的鏤空(7)的形狀為橢圓形或為平行圓角矩形圓形或為X形或為菱形。
第一耗能金屬板1和第二耗能金屬板2之間采用環(huán)氧樹脂類或聚氨酯類金 屬用膠黏劑粘接。也可以采用金屬膠黏劑粘接并輔以高強(qiáng)螺栓固定。還可以 直接用高強(qiáng)螺栓連接。
本實用新型通過對不同材料的金屬進(jìn)行組合使本阻尼器具有較低的屈服 應(yīng)力，從而使阻尼器在中小震下先于結(jié)構(gòu)主要承力構(gòu)件進(jìn)入塑性狀態(tài)，進(jìn)行
耗能減震。構(gòu)造鏤空形式能夠使阻尼器耗能金屬板的局部形成薄弱部位從而 產(chǎn)生集中變形，進(jìn)一步提高耗能能力。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點如下
1) 本實用新型將具有不同屈服點的第一耗能金屬板和第二耗能金屬板結(jié) 合，與一般阻尼器相比，屈服強(qiáng)度降低，在中小震下即可充分發(fā)揮復(fù)合金屬 材料良好的滯回性能，使阻尼器能夠獲得較低的屈服應(yīng)力和應(yīng)變，同時又比 單獨采用第二耗能金屬板2的阻尼器具有較好的延性。
2) 采用螺栓連接，可以根據(jù)實際抗震設(shè)計和維修要求，通過調(diào)整第一耗 能金屬板和第二耗能金屬板厚度比率以獲得最佳屈服耗能效果，便于安裝、 升級和維修。
3)所用材料成本很低，沒有復(fù)雜構(gòu)造，用低廉成本實現(xiàn)昂貴的極低屈服 點軟鋼阻尼器的性能

圖1可調(diào)式金屬復(fù)合型低屈服點阻尼器正面示意圖
圖2可調(diào)式金屬復(fù)合型低屈服點阻尼器耗能金屬板詳圖
圖3耗能金屬板采用平行圓角矩形的鏤空形式時的示意圖
圖4耗能金屬板采用X形鏤空形式時的示意圖
圖5耗能金屬板采用菱形鏤空形式時的示意圖
圖6可調(diào)式金屬復(fù)合型低屈服點阻尼器耗能水平連接鋼板詳圖
圖7可調(diào)式金屬復(fù)合型低屈服點阻尼器側(cè)立面圖
圖8可調(diào)式金屬復(fù)合型低屈服點阻尼器俯視圖
圖9可調(diào)式金屬復(fù)合型低屈服點阻尼器安裝在結(jié)構(gòu)構(gòu)件上的示意圖
圖中1、第一耗能金屬板，2、第二耗能金屬板，3、上下水平連接鋼
板，4、角鋼，5、大型高強(qiáng)螺栓，6、小型高強(qiáng)螺栓，7、鏤空。
具體實施方式
實施例1:
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實用新型的具體實施方式
。
本實施例主要包括有五個具有較高屈服點的第一耗能金屬板1和四個具
有較低屈服點的第二耗能金屬板2、角鋼4和上下水平連接鋼板3。上下水平 連接鋼板3通過大型高強(qiáng)螺栓5與建筑結(jié)構(gòu)相連接。五個第一耗能金屬板1 和四個第二耗能金屬板2交錯布置，如圖7、圖8所示，第一耗能金屬板l和 第二耗能金屬板2形狀完全相同，第一耗能金屬板1為低碳鋼鋼板，第二耗 能金屬板2為鋅板，五塊低碳鋼鋼板的總厚度與四塊鋅板的總厚度比率為0.3: 0.7。第一耗能金屬板1和第二耗能金屬板2相互接觸的金屬表面打磨后，涂
上環(huán)氧樹脂類或聚氨酯類金屬用膠劑，使第一耗能金屬板1和第二耗能金屬 板2粘接，再用小型高強(qiáng)螺栓6固定，最后，角鋼4的一個端面通過高強(qiáng)螺 栓5再將五個第一耗能金屬板1和四個第二耗能金屬板2整體固定，角鋼4 的另一個端面通過大型高強(qiáng)螺栓5與上下水平連接鋼板3固定。
本實施例中的第一耗能金屬板為低碳鋼鋼板，第二耗能金屬板為鋅板， 第一耗能金屬板1和第二耗能金屬板2的形狀完全一致，兩個側(cè)面為內(nèi)凹曲 線的形狀，如圖1 圖5所示，以確保金屬板中心的變形較大從而可獲得良好 的耗能效果。實驗證明當(dāng)?shù)吞间撲摪搴弯\板的厚度比率為0.3:0.7時，整體 屈服強(qiáng)度約為低碳鋼鋼板屈服強(qiáng)度的40%。第一耗能金屬板1和第二耗能金 屬板2上開設(shè)有鏤空，為保證具體應(yīng)用時具有最佳屈服耗能效果，對耗能金 屬板可以采用多種鏤空形式，本實施例選用的為橢圓形鏤空，鏤空的形狀圓 滑、減少尖角的出現(xiàn)以避免出現(xiàn)不適當(dāng)?shù)膽?yīng)力集中。
如圖9所示，本實施例中的阻尼器可安裝到建筑結(jié)構(gòu)的支撐交叉點或梁 與墻或柱的結(jié)合處。
實施例2:
本實施例的結(jié)構(gòu)與實施例1完全相同，不同之處僅在于第一耗能金屬 板1為低碳鋼鋼板，第二耗能金屬板2為鉛板，低碳鋼鋼板的總厚度與鉛板
總厚度比率為0.4: 0.6。第一耗能金屬板1和第二耗能金屬板2的鏤空形狀
為平行圓角矩形，如圖3所示。
實施例3:
本實施例的結(jié)構(gòu)與實施例1完全相同，不同之處僅在于第一耗能金屬 板1為鋁合金板，第二耗能金屬板2為鋅板，鋁合金板的總厚度與鋅板的總
厚度比為0.4: 0.6。第一耗能金屬板1和第二耗能金屬板2的鏤空形狀為菱 形，如圖5所示。 實施例4:
本實施例的結(jié)構(gòu)與實施例1完全相同，不同之處僅在于第一耗能金屬
板1和第二耗能金屬板2的鏤空形狀為X形，如圖4所示。 實施例5:
本實施例的結(jié)構(gòu)與實施例1完全相同，不同之處僅在于第一耗能金屬 板1為低碳鋼鋼板，第二耗能金屬板2為軟鋼鋼板。
權(quán)利要求1. 可調(diào)式金屬復(fù)合型低屈服點阻尼器，主要包括有與建筑結(jié)構(gòu)相連接的上下水平連接鋼板(3)和設(shè)置在上下水平連接板(3)之間的耗能金屬板，其特征在于，所述的耗能金屬板包括有由屈服強(qiáng)度大于200MPa的材料制成的第一耗能金屬板(1)和由屈服強(qiáng)度小于200MPa的材料制成的第二耗能金屬板(2)，第一耗能金屬板(1)和第二耗能金屬板(2)交錯布置并相互之間固定連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的可調(diào)式金屬復(fù)合型低屈服點阻尼器，其特征在于 所述的第一耗能金屬板(1)為低碳鋼鋼板或鋁合金板。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)式金屬復(fù)合型低屈服點阻尼器，其特征在于 所述的第二耗能金屬板(2)為軟鋼鋼板或為鋅板或為鉛板。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2或權(quán)利要求3所述的可調(diào)式金屬復(fù)合型低屈服點阻尼器， 其特征在于所述第一耗能金屬板(1)和第二耗能金屬板(2)的形狀完全 一致，二者的組合有第一耗能金屬板(1)為低碳鋼鋼板，第二耗能金屬板(2)為鋅板，低碳鋼鋼板與鋅板的厚度比率為0.3: 0.7;第一耗能金屬板(l)為低碳鋼鋼板，第二耗能金屬板(2)為鉛板，低碳鋼鋼板與鉛板厚度比率為0.4: 0.6;第一耗能金屬板(1)為鋁合金板，第二耗能金屬板(2)為鋅板，鋁合金板與鋅板厚度比為0.4: 0.6。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)式金屬復(fù)合型低屈服點阻尼器，其特征在于所述的第一耗能金屬板(1)和第二耗能金屬板(2)上設(shè)置有鏤空(7)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的可調(diào)式金屬復(fù)合型低屈服點阻尼器，其特征在于所述的鏤空(7)的形狀為橢圓形或為平行圓角矩形或為X形或為菱形。
專利摘要本實用新型涉及一種可調(diào)式金屬復(fù)合型低屈服點阻尼器，屬于結(jié)構(gòu)工程抗震與減震及抗風(fēng)技術(shù)領(lǐng)域。主要包括有由屈服強(qiáng)度大于200MPa的材料制成的第一耗能金屬板(1)、由屈服強(qiáng)度小于200MPa的材料制成的第二耗能金屬板(2)、與建筑結(jié)構(gòu)相固定連接的上下水平連接鋼板(3)、角鋼(4)、大型高強(qiáng)螺栓(5)、小型高強(qiáng)螺栓(6)和鏤空形式(7)。第一耗能金屬板(1)和第二耗能金屬板(2)交錯布置并相互固定連接，固定在上下水平連接鋼板(3)之間。本實用新型適用于工業(yè)和民用建筑的支撐交叉點以及梁與墻或柱的結(jié)合處。本實用新型構(gòu)造簡單，安裝和調(diào)整簡便，充分發(fā)揮各種材料的性能，能夠提供適當(dāng)?shù)牡颓c，耗能能力強(qiáng)。
文檔編號E04B1/98GK201078035SQ200720169920
公開日2008年6月25日 申請日期2007年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月27日
發(fā)明者何浩祥, 紀(jì)金豹, 亮 蘇, 閆維明 申請人:北京工業(yè)大學(xué)