專利名稱：可調式金屬復合型低屈服點阻尼器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種可調式金屬復合型低屈服點阻尼器，屬于結構工程抗 震與減震及抗風技術領域。
技術背景在強震和大風作用下的建筑結構應有足夠的耗能能力，才能夠避免發(fā)生 破壞。傳統(tǒng)的抗震和抗風結構體系通過結構及承重構件的損壞消耗能量，導 致結構構件出現不同程度的損傷甚至倒塌，這是不合理也是不安全的。結構 耗能減震技術是一種新的抗震防災技術，在采用消能減震技術的結構體系中， 結構的某些非承重構件被設計成具有較大耗能能力的特殊元件——阻尼器， 小風小震時，結構本身具有足夠的側向剛度以滿足使用要求，結構處于彈性狀態(tài);大震大風時，隨著結構側向變形的增大，阻尼器率先進入非彈性狀態(tài)， 產生較大阻尼，集中地耗散結構的地震或風振能量，迅速衰減結構的振動反 應，從而避免或減小主體結構的損傷。而耗能減震結構的實現主要依賴于研 制出簡便實用的阻尼器，目前國內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。絕大多數現有阻尼器都屬于 封裝結構，不利于現場安裝和調試，維護成本較高；同時由于屈服強度較高的阻尼器，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 往低于設計值。而屈服強度較低的阻尼器其延性又較差，直接使用將很快進 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。 發(fā)明內容本發(fā)明提出了一種可調式金屬復合型低屈服點阻尼器，本阻尼器具有較 低的屈服應力，從而在中小震下就可以進入塑性狀態(tài)，充分實現耗能減震。 為了實現上述目的，本發(fā)明采取了如下技術方案。本阻尼器主要包括有 與建筑結構相連接的上下水平連接鋼板3和設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度大于200MPa 的材料制成第一耗能金屬板1和由屈服強度小于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。 耗能金屬板的數量和尺寸應根據實際減震方案要求組合板提供的總屈服強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螺栓固定。還可以 直接用高強螺栓連接。本發(fā)明通過對不同材料的金屬進行組合使本阻尼器具有較低的屈服應 力，從而使阻尼器在中小震下先于結構主要承力構件進入塑性狀態(tài)，進行耗 能減震。構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
生集中變形，進一步提高耗能能力。與現有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點如下1) 本發(fā)明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合， 與一般阻尼器相比，屈服強度降低，在中小震下即可充分發(fā)揮復合金屬材料 良好的滯回性能，使阻尼器能夠獲得較低的屈服應力和應變，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，可以根據實際抗震設計和維修要求，通過調整第一耗 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，沒有復雜構造，用低廉成本實現昂貴的極低屈服 點軟鋼阻尼器的性能


圖1可調式金屬復合型低屈服點阻尼器正面示意2可調式金屬復合型低屈服點阻尼器耗能金屬板詳3耗能金屬板采用平行圓角矩形的鏤空形式時的示意4耗能金屬板采用X形鏤空形式時的示意5耗能金屬板采用菱形鏤空形式時的示意6可調式金屬復合型低屈服點阻尼器耗能水平連接鋼板詳7可調式金屬復合型低屈服點阻尼器側立面8可調式金屬復合型低屈服點阻尼器俯視9可調式金屬復合型低屈服點阻尼器安裝在結構構件上的示意中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、大型高強螺栓，6、小型高強螺栓，7、鏤空。
具體實施方式
實施例1:下面結合附圖詳細說明本發(fā)明的具體實施方式
。 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通過大型高強螺栓5與建筑結構相連接。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，再用小型高強螺栓6固定，最后，角鋼4的一個端面通過高強螺 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，兩個側面為內凹曲 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。實驗證明當低碳鋼鋼板和鋅板的厚度比率為0.3:0.7時，整體 屈服強度約為低碳鋼鋼板屈服強度的40%。第一耗能金屬板1和第二耗能金 屬板2上開設有鏤空，為保證具體應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、減少尖角的出現以避免出現不適當的應力集中。如圖9所示，本實施例中的阻尼器可安裝到建筑結構的支撐交叉點或梁 與墻或柱的結合處。 實施例2:本實施例的結構與實施例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:本實施例的結構與實施例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:本實施例的結構與實施例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:本實施例的結構與實施例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。
權利要求
1、可調式金屬復合型低屈服點阻尼器，主要包括有與建筑結構相連接的上下水平連接鋼板(3)和設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度大于200MPa的材料制成的第一耗能金屬板(1)和由屈服強度小于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、 根據權利要求1所述的可調式金屬復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、 根據權利要求l所述的可調式金屬復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、 根據權利要求2或權利要求3所述的可調式金屬復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、 根據權利要求1所述的可調式金屬復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)上設置有鏤空(7)。
6、 根據權利要求5所述的可調式金屬復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。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可調式金屬復合型低屈服點阻尼器，屬于結構工程抗震與減震及抗風技術領域。主要包括有由屈服強度大于200MPa的材料制成的第一耗能金屬板(1)、由屈服強度小于200MPa的材料制成的第二耗能金屬板(2)、與建筑結構相固定連接的上下水平連接鋼板(3)、角鋼(4)、大型高強螺栓(5)、小型高強螺栓(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。本發(fā)明適用于工業(yè)和民用建筑的支撐交叉點以及梁與墻或柱的結合處。本發(fā)明構造簡單，安裝和調整簡便，充分發(fā)揮各種材料的性能，能夠提供適當的低屈服點，耗能能力強。
文檔編號E04B1/98GK101131006SQ200710119619
公開日2008年2月27日 申請日期2007年7月27日 優(yōu)先權日2007年7月27日
發(fā)明者何浩祥, 紀金豹, 亮 蘇, 閆維明 申請人:北京工業(yè)大學