本發(fā)明涉及建筑結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種剪切波紋腹板阻尼器。

背景技術(shù)：

金屬剪切阻尼器是一種位移型耗能阻尼器，一般利用薄鋼板發(fā)生面內(nèi)剪切變形耗能。該類阻尼器具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、耗能性能穩(wěn)定的特點(diǎn)。剪切薄鋼板在發(fā)生面內(nèi)剪切變形時(shí)，一般會(huì)出現(xiàn)面外屈曲的現(xiàn)象，該面外屈曲會(huì)直接導(dǎo)致剪切剛度急劇下降，對(duì)阻尼器的剪切耗能不利。常規(guī)的處理方法是在剪切薄鋼板兩側(cè)面增加縱、橫加勁肋，以提高剪切薄鋼板的面外剛度進(jìn)而提高面內(nèi)剪切剛度。

公告號(hào)為202969618U的中國(guó)專利，發(fā)明名稱為“波紋鋼板阻尼器”，可以使波紋鋼板阻尼器具有更好的面外穩(wěn)定性，更好地發(fā)揮耗能的作用，因?yàn)闊o需額外設(shè)置加勁肋來保證耗能鋼板的面外穩(wěn)定性，在很大程度上節(jié)省了阻尼器的用鋼量，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。公告號(hào)為203742013U的中國(guó)專利，發(fā)明名稱為“雙斜波紋金屬剪切板阻尼器”通過兩塊波紋板的組合，垂直于波紋方向上受力性能比普通板性能強(qiáng)約15％左右，使阻尼器獲得更好受力方式。同時(shí)，波紋板相比普通鋼板在沒有加勁肋的情況下，仍然有較好的局部屈曲性能和局部承壓性能。公告為105672519A的中國(guó)專利，發(fā)明名稱為“可更換剪切型波紋腹板消能連梁”利用波紋腹板作為連梁的腹板，以改善連梁性能。

上述專利阻尼器均利用單板雙面交替突出凸肋提高面板的面外剛度，縱肋容易在發(fā)生剪切變形耗能時(shí)發(fā)生損傷。因此，如何尋找更有效的阻尼器結(jié)構(gòu)有效抑制剪切鋼板的面外屈曲已經(jīng)成為一個(gè)亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種剪切波紋腹板阻尼器，以解決剪切薄鋼板在發(fā)生面內(nèi)剪切變形時(shí)出現(xiàn)面外屈曲的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：提供一種剪切波紋腹板阻尼器，包括：兩塊波紋腹板，對(duì)口拼接，所述波紋腹板的凸肋間形成六邊形結(jié)構(gòu)；兩塊翼緣鋼板，垂直于所述波紋腹板凸肋，并分別與所述波紋腹板兩端的單邊坡口熔透焊接；兩塊連接鋼板，平行于所述波紋腹板凸肋，并分別與所述波紋腹板另外兩端在平直段單邊坡口熔透焊接。

進(jìn)一步地，所述波紋腹板單面等間距設(shè)有梯形凸肋，凸肋間設(shè)有平直段。

進(jìn)一步地，通過多個(gè)螺栓在波紋腹板凸肋間平直段拼接固定兩塊波紋腹板。進(jìn)一步地，所述連接鋼板上設(shè)有螺栓孔，分別與減震結(jié)構(gòu)出現(xiàn)相對(duì)位移的部件螺栓連接。

本發(fā)明提供的剪切波紋腹板阻尼器，構(gòu)造簡(jiǎn)單、耗能性能好，剪切波紋腹板阻尼器中成對(duì)的波紋腹板凸肋可有效抑制剪切鋼板的面外屈曲，波紋腹板的凸肋間形成六邊形結(jié)構(gòu)在較大的剪切變形時(shí)發(fā)生塑性變形耗能。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步說明：

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的剪切波紋腹板阻尼器的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的剪切波紋腹板阻尼器的正面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的剪切波紋腹板阻尼器的平面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的剪切波紋腹板阻尼器的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的波紋腹板的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的波紋腹板的正面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的波紋腹板的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明實(shí)施例的剪切波紋腹板阻尼器有限元模型示意圖；

圖9為本發(fā)明實(shí)施例的位移加載時(shí)程示意圖；

圖10為本發(fā)明實(shí)施例的剪切波紋腹板阻尼器滯回曲線示意圖；

圖11為水平位移為50mm時(shí)的變形示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提出的剪切波紋腹板阻尼器作進(jìn)一步詳細(xì)說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比率，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實(shí)施例的目的。

本發(fā)明的核心思想在于，本發(fā)明提供的剪切波紋腹板阻尼器，構(gòu)造簡(jiǎn)單、耗能性能好，剪切波紋腹板阻尼器中成對(duì)的波紋腹板凸肋可有效抑制剪切鋼板的面外屈曲，波紋腹板的凸肋間形成六邊形結(jié)構(gòu)在較大的剪切變形時(shí)發(fā)生塑性變形耗能。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的剪切波紋腹板阻尼器的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的剪切波紋腹板阻尼器的正面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的剪切波紋腹板阻尼器的平面結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的剪切波紋腹板阻尼器的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。參照?qǐng)D1、圖2、圖3、以及圖4，提供一種剪切波紋腹板阻尼器，包括：兩塊波紋腹板，對(duì)口拼接，所述波紋腹板的凸肋間形成六邊形結(jié)構(gòu)；兩塊翼緣鋼板，垂直于所述波紋腹板凸肋，并分別與所述波紋腹板兩端的單邊坡口熔透焊接；兩塊連接鋼板，平行于所述波紋腹板凸肋，并分別與所述波紋腹板另外兩端在平直段單邊坡口熔透焊接。

為描述方便，兩塊波紋腹板分別為第一波紋腹板11a與第二波紋腹板11b，第一波紋腹板11a與第二波紋腹板11b對(duì)口拼接，并且凸肋間形成六邊形結(jié)構(gòu)；兩塊翼緣鋼板分別為第一翼緣鋼板12a與第二翼緣鋼板12b，兩塊連接鋼板分別為第一連接鋼板13a與第二連接鋼板13b。

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的波紋腹板的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的波紋腹板的正面結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的波紋腹板的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。參照?qǐng)D5、圖6以及圖7，第一波紋腹板11a與第二波紋腹板11b平板面相同位置設(shè)有螺栓孔，通過若干螺栓14在波紋腹板凸肋間平直段拼緊固定兩塊波紋剪切板。

在本發(fā)明實(shí)施例中，所述連接鋼板上設(shè)有螺栓孔15，分別與減震結(jié)構(gòu)出現(xiàn)相對(duì)位移的部件螺栓連接。兩塊連接鋼板發(fā)生平行于波紋腹板凸肋方向上的相對(duì)錯(cuò)位位移時(shí)，波紋腹板出現(xiàn)剪切變形耗能、翼緣鋼板出現(xiàn)拉壓變形耗能。

以有限元模型計(jì)算結(jié)果論述剪切波紋腹板阻尼器的耗能效果。在本發(fā)明實(shí)施例中，波紋腹板和翼緣鋼板厚度分別為12mm和20mm。采用縮減積分shell單元(S4R)模擬波紋腹板和翼緣鋼板，模型中節(jié)點(diǎn)數(shù)和單元數(shù)分別為8844和8756。

剪切波紋腹板阻尼器上下部的連接鋼板不考慮，模型中分別耦合至對(duì)應(yīng)平面的中心點(diǎn)。模型底部耦合中心點(diǎn)完全固定；頂部耦合中心點(diǎn)，除腹板平面內(nèi)剪切位移所在自由度外，其他自由度均固定。材質(zhì)為鋼材，采用各項(xiàng)等性的彈塑性模型，材料參數(shù)如表1所示。

表1

圖8為本發(fā)明實(shí)施例的剪切波紋腹板阻尼器有限元模型示意圖；圖9為本發(fā)明實(shí)施例的位移加載時(shí)程示意圖；圖10為本發(fā)明實(shí)施例的剪切波紋腹板阻尼器滯回曲線示意圖。參照?qǐng)D8、圖9以及圖10，采用兩周變幅位移加載，最大加載位移為50mm。該滯回曲線飽滿，耗能能力強(qiáng)。圖11為水平位移為50mm時(shí)的變形示意圖。參照?qǐng)D11，大位移時(shí)，波紋腹板未出現(xiàn)面外屈曲變形，由于本發(fā)明實(shí)施例的剪切波紋腹板阻尼器的受力方向平行于縱肋，能夠在一定程度上保護(hù)縱肋不致?lián)p毀。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變形而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。