專利名稱：金屬阻尼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑工程結(jié)構(gòu)抗震技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種建筑消能金屬阻尼器。
背景技術(shù)：
建筑結(jié)構(gòu)的消能減震是指在建筑結(jié)構(gòu)中設(shè)置適當?shù)南懿考?，消能部件可由耗?減震裝置及斜撐、墻體、梁或節(jié)點等支承構(gòu)件組成。金屬耗能器是一種耗能性能優(yōu)越、構(gòu)造 簡單、制作方便、造價低廉、易于更換的耗能減震裝置。它既可以配合隔震支座或隔震系統(tǒng)， 作為其中的耗能單元或限位裝置，又可以單獨用于建筑結(jié)構(gòu)中作為耗能裝置，提供附加阻 尼和剛度，因此具有廣泛的應(yīng)用前景。由于金屬在進入塑性狀態(tài)后具有良好的滯回特性，并在彈塑性滯回變形過程中吸 收大量能量，因而被用來制造不同類型和構(gòu)造的耗能減震器。國內(nèi)外學者、工程技術(shù)人員先 后開發(fā)了多種類型的金屬耗能器，目前主要應(yīng)用的有X型、三角形和開孔性加勁阻尼裝置。 這類金屬耗能器具有較好的耗能性能，然而由于采用的是平面外受力形式，初始剛度較小， 當所需噸位較大時重量、長度也相應(yīng)較大。對此，可采用平面內(nèi)受力形式的金屬阻尼器，來克服上述缺點。但平面內(nèi)受力的金 屬阻尼器可能發(fā)生平面外屈曲，導(dǎo)致阻尼器的耗能能力下降、性能不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，通過精心設(shè) 計截面形狀和采用防屈曲裝置，提供一種既有較好的耗能性能和較高的初始剛度，又不會 發(fā)生屈曲的新型金屬阻尼器。為了解決上述問題本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣的一種金屬阻尼器，包括耗能部件、 設(shè)置在耗能部件上下方的連接水平連接部件，其特征在于，在耗能部件兩側(cè)還分別設(shè)有至 少1個防屈曲部件。所述的防屈曲部件的底座固定板和水平連接部件通過螺栓連接固定。如所述的耗 能部件兩側(cè)分別設(shè)有2個防屈曲部件1個上部防屈曲部件和1個下部防屈曲部件即耗能 部件兩側(cè)設(shè)有四個防屈曲部件兩個上防屈曲部件，兩個下防屈曲部件。它們的底座固定板 分別和上下水平連接部件通過螺栓連接固定。優(yōu)選地，所述的上、下防屈曲部件高度相等、 對稱分布。所述耗能部件兩側(cè)的防屈曲部件對稱，通過螺栓對拉連接緊固，“夾緊“里面的耗 能部件，約束耗能部件的平面外變形，起到防止耗能鋼板發(fā)生屈曲的作用。所述的防屈曲部件與上下水平連接部件通過螺栓連接，所述的耗能部件通過焊接 方式與上下水平連接部件連接固定或者通過螺栓連接與防屈曲部件的約束板根部連接固 定。采用螺栓與防屈曲部件連接時，耗能部件設(shè)有連接部分。所述的耗能部件與防屈曲部件之間設(shè)有脫粘層，優(yōu)選地，脫粘層厚度為l_2mm。脫 粘層采用軟玻璃或橡膠材料制成，采用脫粘層是防止耗能部件與防屈曲部件之間產(chǎn)生摩擦。優(yōu)選地，防屈曲部件的底座固定板與水平連接部件、耗能部件與防屈曲部件的約 束板根部都采用螺栓連接固定，大大降低制作和安裝的難度。所述的耗能部件為一片或若干片耗能鋼板組合而成。所述的組合方式為橫向疊加 組合或縱向排列組合。所述的耗能鋼板包括耗能部分的主體，為中間細、兩頭寬的形狀。所述的耗能鋼板 的兩側(cè)邊緣曲線可以是圓弧內(nèi)凹形，也可以是雙折線內(nèi)凹形，也可以是帶圓弧倒角的雙折 線內(nèi)凹形。所述的耗能鋼板上設(shè)有鏤空。鏤空形狀為圓形、近似圓形、菱形或矩形；優(yōu)選為圓 形。鏤空位置優(yōu)選為在所述耗能部件的中央位置。耗能鋼板的兩端設(shè)有連接部分時，其上設(shè)有與其它結(jié)構(gòu)連接的連接機構(gòu)。優(yōu)選地，耗能鋼板材料采用普通低碳鋼或低屈服點鋼材，以保證其具有良好的塑 性變形能力。所述的防屈曲部件，包括約束板、底座固定板、焊接在約束板和底座固定板上的垂 直加勁板、焊接在約束板和垂直加勁板上的水平加勁板。所述的約束板和底座固定板組合為L形，優(yōu)選地，約束板和底座固定板組合為角 鋼。所述的垂直加勁板的縱切面為直角梯形或直角三角形。所述的防屈曲部件，還設(shè)有連接結(jié)構(gòu)，如預(yù)留的與另一側(cè)屈曲部件的連接孔。本發(fā)明的優(yōu)點1.采用平面內(nèi)受力的特殊形狀的耗能鋼板，該金屬阻尼器同時具有較好耗能性能 和較高初始剛度；2.采用防屈曲部件約束耗能部件的平面外變形，使耗能部件避免發(fā)生屈曲，保證 耗能部件高效、穩(wěn)定的耗能性能；3.采用水平加勁板、垂直加勁板及拉結(jié)螺栓對防屈曲部件的約束板和底座固定板 進行加強，提高了防屈曲部件的防屈曲能力，同時節(jié)省了防屈曲部件的材料，降低了造價；4.采用脫粘層防止耗能部件與防屈曲部件之間產(chǎn)生摩擦；5.優(yōu)選地，耗能部件與防屈曲部件、防屈曲部件與水平連接部件通過螺栓連接固 定，大大降低了制作和安裝的難度。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
來詳細說明本發(fā)明；圖1為本發(fā)明的金屬阻尼器整體的縱切面結(jié)構(gòu)示意圖(包括圖Ia和圖lb)。圖2為圖1的金屬阻尼器的1-1方向的剖面圖(包括圖加和圖2b)。圖3為本發(fā)明的金屬阻尼器的1-1方向的又一實施例剖面圖(包括圖3a和圖北)。圖4為本發(fā)明的單片耗能鋼板示意圖(包括圖如和圖4b)。圖5為本發(fā)明的防屈曲裝置的縱切面示意圖。圖6為上下水平連接部件示意圖。圖7為耗能鋼板的幾種實施例圖(包括圖7a、圖7b和圖7c)。
其中，1耗能部件2上防屈曲部件3下防屈曲部件 4上下水平連接部件5脫粘層6固定防屈曲部件和水平連接部件的連接螺栓7兩側(cè)面防屈曲部件之間的拉結(jié)螺栓 8耗能鋼板連接部分9耗能鋼板耗能部分10開孔11兩側(cè)內(nèi)凹曲線12防屈曲部件和耗能部件連接的預(yù)留螺栓孔40防屈曲部件與上下水平連接部件連接的預(yù)留螺栓孔觀約束板四底座固定板30固定防屈曲部件和耗能部件的連接螺栓31垂直加勁板32水平加勁板
具體實施例方式為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié) 合具體圖示，進一步闡述本發(fā)明。參看圖1的金屬阻尼器整體的橫切面結(jié)構(gòu)示意圖包括與其它建筑結(jié)構(gòu)連接的上 下水平連接部件4和設(shè)置在上下水平連接部件4之間的耗能部件1，在所述的耗能部件1的 兩側(cè)設(shè)有四個防屈曲部件，兩個上防屈曲部件2，兩個下防屈曲部件3。四個防屈曲部件與上下水平連接部件4通過螺栓方式連接固定。兩個上防屈曲部 件2分別通過其上的預(yù)留連接孔用連接螺栓6和上水平連接板4連接；相似地，兩個下防屈 曲部件3分別通過其上的預(yù)留連接孔用連接螺栓6和下水平連接部件4連接。耗能部件1 兩側(cè)的防屈曲部件通過拉結(jié)螺栓7拉結(jié)，約束耗能部件的平面外變形。圖Ia的上部兩個防 屈曲部件2與耗能部件1的連接部分通過連接螺栓30連接固定；相似的，下部兩個防屈曲 部件3與耗能部件1的連接部分通過連接螺栓30連接固定。圖Ib中，耗能部件1與上下 連接部件4焊接固定。圖2是圖1中1-1方向的剖面圖。上、下防屈曲部件2、3的高度相等、對稱分布， 通過螺栓7對拉連接緊固。上下防屈曲部件2、3與上下水平連接部件4通過螺栓6連接固 定。圖加的防屈曲部件2、3與耗能部件1的連接部分通過螺栓30連接固定，所有連接為 螺栓連接；圖2b的耗能部件1與上下水平連接板4通過焊接固定。圖3是本發(fā)明的金屬阻尼器的1-1方向的又一實施例。所述的上、下防屈曲部件 2、3的高度是不相等的，通過螺栓對拉連接緊固圖3a中，防屈曲部件2、3與耗能部件1的 連接部分通過螺栓30連接固定，所有連接為螺栓連接；圖北中，耗能部件1與上下水平連 接部件4通過焊接固定。圖4為單片耗能鋼板示意圖。圖如耗能鋼板包括耗能部分9和設(shè)于兩端的連接 部分8，其上設(shè)有與其它結(jié)構(gòu)連接的連接機構(gòu)，耗能鋼板的平面為中間細、兩頭寬的形狀，兩 側(cè)邊緣曲線11是圓弧內(nèi)凹形，且在耗能鋼板的中央位置設(shè)有鏤空10，鏤空形狀10為圓形， 本實施例的耗能鋼板與防屈曲部件螺栓連接。圖4b 耗能鋼板包括耗能部分9，耗能鋼板的 平面為中間細、兩頭寬的形狀，兩側(cè)邊緣曲線11為圓弧內(nèi)凹形，且在耗能部件的中央位置 設(shè)有圓形鏤空10 ；本實施例的耗能鋼板與上下水平連接部件采用焊接固定。圖5為圖1中1-1方向的防屈曲部件結(jié)構(gòu)圖，防屈曲部件包括約束板28、底座固定
6板四、焊接在約束板觀和底座固定板四上的垂直加勁板31、焊接在約束板觀和垂直加勁 板31上的水平加勁板32。垂直加勁板31的縱截面為近似直角梯形。所述的約束板觀和 底座固定板四組成L形。在約束板28和底座固定板四上設(shè)置有拉結(jié)螺栓和連接螺栓的連接孔。圖6為上下水平連接部件4示意圖，40為上下水平連接部件4上預(yù)留的螺栓孔。圖7為耗能鋼板耗能部分9的幾種實施例圖7a為兩側(cè)邊緣曲線是圓弧的內(nèi)凹 形；7b為兩側(cè)邊緣曲線是雙折線內(nèi)凹形；7c為兩側(cè)邊緣曲線是帶圓弧倒角的雙折線內(nèi)凹形。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù) 人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本 發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變 化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其 等同物界定。
權(quán)利要求
1.一種金屬阻尼器，包括耗能部件、設(shè)置在耗能部件上下方的水平連接部件，其特征在 于，在所述的耗能部件兩側(cè)分別設(shè)有至少一個防屈曲部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬阻尼器，其特征在于，所述的耗能部件兩側(cè)設(shè)有四個防 屈曲部件兩個上防屈曲部件，兩個下防屈曲部件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬阻尼器，其特征在于，所述的上下防屈曲部件高度相等、 對稱分布。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬阻尼器，其特征在于，所述的防屈曲部件與上下水平連 接部件通過螺栓連接，耗能部件和防屈曲部件采用螺栓連接，且兩側(cè)面的防屈曲部件之間 通過螺栓連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬阻尼器，其特征在于，所述的防屈曲部件與上下水平連 接部件通過螺栓連接，耗能部件和上下水平連接部件采用焊接方式連接，且兩側(cè)面的防屈 曲部件之間通過螺栓連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的金屬阻尼器，其特征在于，所述的耗能部件與防屈 曲部件之間設(shè)有脫粘層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的金屬阻尼器，其特征在于，所述的脫粘層為軟玻璃或橡膠材 料，脫粘層厚度為l_2mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬阻尼器，其特征在于，所述的防屈曲部件，包括約束板、 底座固定板、焊接在約束板和底座固定板上的垂直加勁板、焊接在約束板和垂直加勁板上 的水平加勁板。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的金屬阻尼器，其特征在于，所述的約束板、底座固定板組成L形。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的金屬阻尼器，其特征在于，所述的垂直加勁板縱切面為直角 梯形或直角三角形。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的金屬阻尼器，其特征在于，所述的防屈曲裝置還設(shè)有連接結(jié) 構(gòu)，如預(yù)留的與其它部件的連接孔。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬阻尼器，其特征在于，所述耗能部件為一片或若干片耗 能鋼板組合而成；所述的組合方式為橫向疊加組合或縱向排列組合。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的金屬阻尼器，其特征在于，所述的耗能鋼板包括耗能部分， 所述的耗能鋼板平面為中間細、兩頭寬的形狀。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的金屬阻尼器，其特征在于，耗能鋼板平面兩側(cè)邊緣曲線是 圓弧內(nèi)凹形或者是雙折線內(nèi)凹形或者是帶圓弧倒角的雙折線內(nèi)凹形。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的金屬阻尼器，其特征在于，所述的耗能部件上設(shè)有鏤空；所 述的鏤空形狀為圓形、近似圓形、菱形或矩形。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的金屬阻尼器，其特征在于，所述的鏤空形狀優(yōu)選為圓形。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的金屬阻尼器，其特征在于，優(yōu)選地，所述的鏤空設(shè)于所述耗 能鋼板的中央位置。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的金屬阻尼器，其特征在于，所述的耗能鋼板的兩端設(shè)有連 接部分，所述的連接部分上設(shè)有與其它結(jié)構(gòu)連接的機構(gòu)。
19.根據(jù)權(quán)利要求1或12所述的金屬阻尼器，其特征在于，優(yōu)選地，耗能鋼板材料采用普通低碳鋼或低屈服點鋼材。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種金屬阻尼器，包括上下水平連接部件和設(shè)置在上下水平連接部件之間的耗能部件，在所述的耗能部件兩側(cè)分別設(shè)有至少一個防屈曲部件，優(yōu)選地，所述的耗能部件兩側(cè)設(shè)有四個防屈曲部件。所述的防屈曲部件與上下水平連接部件通過螺栓連接，且兩側(cè)面的防屈曲部件之間通過螺栓連接，耗能部件和防屈曲部件采用螺栓連接，或耗能部件和上下水平連接部件采用焊接方式連接。本發(fā)明的金屬阻尼器采用平面內(nèi)受力形式，耗能效率高、性能穩(wěn)定，同時具有較高初始剛度，且采用防屈曲裝置防止耗能部件發(fā)生屈曲。
文檔編號E04B1/98GK102116056SQ200910247859
公開日2011年7月6日 申請日期2009年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者劉卓, 李靜, 陳明中, 黃坤耀 申請人:上海維固工程實業(yè)有限公司