厚度以二次拋物線變化的鋼剪切板阻尼器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種厚度以二次拋物線變化的鋼剪切板阻尼器，包括上連接件，下連接件，剪切板和螺栓，所述剪切板通過焊接固定在上連接件和下連接件上，所述剪切板在厚度方向上呈二次拋物線形變化，所述剪切板的高寬比為0.8＜b/t＜2.4，寬厚比為20＜b/t＜50，截面變異系數(shù)T/t≥1.8，其中h為剪切板高度，b為剪切板寬度，t為剪切板中間薄弱截面厚度，T為剪切板上下邊緣厚度。該阻尼器通過加強(qiáng)上下截面，削弱中間截面，使得其屈服方式近似于在中間薄弱截面全截面屈服，具有優(yōu)良的塑性發(fā)展過程。該阻尼器的廣義屈服荷載更符合純剪切假設(shè)下的理論公式，且具有更加優(yōu)良的滯回位移與抗剪力。
【專利說明】厚度以二次拋物線變化的鋼剪切板阻尼器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種厚度以二次拋物線變化的鋼剪切板阻尼器。
【背景技術(shù)】
[0002]對于結(jié)構(gòu)如何在地震作用下更好地生存并且盡可能多地保持原有設(shè)計(jì)功能，土木工程領(lǐng)域正在大范圍地研究與運(yùn)用結(jié)構(gòu)的消能減震能力。有別于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)依靠受力構(gòu)件本身的彈塑性變形來耗能，現(xiàn)階段結(jié)構(gòu)更多地運(yùn)用阻尼器進(jìn)行耗能?，F(xiàn)階段，阻尼器主要分為粘性衰減型和滯回衰減型，前者主要利用變形滯回消耗能量，后者主要利用與速度有關(guān)的粘性體的抵抗作用。軟鋼剪切板阻尼器是一種金屬彈塑性滯回型阻尼器，其滯回耗能能力強(qiáng)、金屬塑性發(fā)展理想、損傷易檢測、設(shè)計(jì)及安裝方便，近年來發(fā)展與應(yīng)用迅速。軟鋼剪切板阻尼器的核心耗能構(gòu)件為一塊軟鋼平鋼板，通過科學(xué)地設(shè)計(jì)與布置，使得軟鋼板在側(cè)向力作用下發(fā)生剪切彈塑性變形，并提供剪切力。目前對剪切板的抗剪力研究主要假設(shè)其截面均勻屈服，而實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值模型計(jì)算結(jié)果都顯示該平板的應(yīng)力狀態(tài)往往在四個(gè)角點(diǎn)發(fā)生應(yīng)力集中并提前對角破壞，實(shí)際廣義屈服剪切力也低于理論計(jì)算公式，給研究與設(shè)計(jì)帶來一定誤差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決傳統(tǒng)平板剪切板阻尼器在四角點(diǎn)容易發(fā)生應(yīng)力集中，且實(shí)際屈服抗側(cè)力與理論設(shè)計(jì)公式有較大誤差的問題，本實(shí)用新型的目的是提出一種厚度以二次拋物線變化的鋼剪切板阻尼器。該阻尼器可近似看成在核心耗能鋼板的中間薄弱處發(fā)生全截面剪切屈服。
[0004]為達(dá)到上述目 的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0005]一種厚度以二次拋物線變化的鋼剪切板阻尼器，包括上連接件，下連接件，剪切板和螺栓，所述剪切板的上下邊緣最厚處通過焊接固定在上連接件和下連接件上，所述剪切板在厚度方向上呈二次拋物線形變化，所述剪切板的高寬比為0.8 < h/b < 1.5，寬厚比為20 < b/t < 50，截面變異系數(shù)T/t ^ 1.8，其中h為剪切板高度，b為剪切板寬度，t為剪切板中間薄弱截面厚度，T為剪切板邊緣最厚處的厚度。
[0006]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下突出的優(yōu)點(diǎn):
[0007]第一，加強(qiáng)了上下兩邊應(yīng)力集中點(diǎn)的截面，避免了剪切板角點(diǎn)的提前破壞；第二，通過二次拋物線形變截面，使得剪切板具有明確的受力薄弱截面，受力屈服狀態(tài)更接近現(xiàn)有理論計(jì)算值，通過數(shù)值模型計(jì)算結(jié)果可以看到剪切板幾乎在中間截面處呈帶狀貫通屈月艮；第三，剪切板厚度方向采用二次拋物線形變化而非直線，避免了應(yīng)力集中的問題，阻尼器具有更加優(yōu)良的剪切滯回耗能能力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本實(shí)用新型阻尼器的結(jié)構(gòu)示意圖。[0009]圖2為本實(shí)用新型阻尼器的俯視圖。
[0010]圖3為本實(shí)用新型阻尼器的剪切板示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]以下結(jié)合附圖詳細(xì)敘述本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例。
[0012]如圖1至圖3所示，一種厚度以二次拋物線變化的鋼剪切板阻尼器，包括上連接件I，下連接件2，剪切板3和螺栓4，所述剪切板3的上下邊緣最厚處通過焊接固定在上連接件I和下連接件2上，所述剪切板3在厚度方向上呈二次拋物線形變化，所述剪切板3的高寬比為0.8 < h/b < 1.5，寬厚比為20 < b/t < 50，截面變異系數(shù)T/t≥1.8，其中h為剪切板3高度，b為剪切板3寬度，t為剪切板3中間薄弱截面厚度，T為剪切板3邊緣最厚處的厚度。
[0013]通過對鋼剪切板進(jìn)行參數(shù)化分析，發(fā)現(xiàn)當(dāng)寬高比0.8 < h/b < 1.5，寬厚比20 < b/t < 50，截面變異系數(shù)T/t ^ 1.8時(shí)，該阻尼器的低周循環(huán)加載力學(xué)性能最優(yōu)。定義廣義屈服荷載，即在阻尼器剛度迅速退化的小段位移內(nèi)，該小段位移中點(diǎn)所對應(yīng)的荷載。該阻尼器的彈性剪切剛度為:
【權(quán)利要求】
1.一種厚度以二次拋物線變化的鋼剪切板阻尼器，包括上連接件(1)，下連接件(2)，剪切板(3 )和螺栓(4)，所述剪切板(3 )的上下邊緣最厚處通過焊接固定在上連接件(I)和下連接件(2)上，其特征在于，所述剪切板(3)在厚度方向上呈二次拋物線形變化，所述剪切板(3)的高寬比為0.8<h/b< 1.5，寬厚比為20<13八<50，截面變異系數(shù)T/t≥1.8，其中h為剪切板(3)高度，b為剪切板(3)寬度，t為剪切板(3)中間薄弱截面厚度，T為剪切板(3)邊緣最厚處的厚度。
【文檔編號】E04B1/98GK203594126SQ201320620998
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月10日
【發(fā)明者】應(yīng)萬明, 李春祥, 涂毅, 王月丹, 薛偉 申請人:上海大學(xué)