[实用新型]剪切型金属弯曲耗能阻尼器

说明书

技术领域

剪切型金属弯曲耗能阻尼器属于土木工程结构减震技术领域，具体涉及一种桥梁工程中设置于桥墩与梁板间的构件或建筑结构耗能构件，特别是一种用于减震耗能的金属阻尼器。

背景技术

当今建筑的发展越来越趋向于高大化，由钢构件、组合构件或钢筋混凝土构件组成的框架结构是建筑物中经常被采用的结构形式。为使建筑结构具有较强的抵抗地震或风荷载等外力破坏的能力，经常需要在框架结构中增设金属型耗能构件。而桥梁工程的发展也越来越趋向于大型化，为保证地震时桥梁结构的安全性，防止发生落桥，现普遍在桥墩与梁板的连接处设置橡胶隔振垫，并在桥墩与梁板间配合设置耗能构件，常见的耗能构件有粘滞型阻尼器、磁流变阻尼器、金属阻尼器等。其中金属阻尼器因其耐久性和经济性较好，在工程中应用较多。目前金属阻尼器的一般多为钢或组合构件的防屈曲耗能支撑形式，主要用于承受拉力或压力，承受剪切力的能力较弱。例如，专利号为ZL200720175235.X的中国专利公开了一种无粘结钢骨混凝土防屈曲耗能支撑，这种耗能支撑结构依靠在核心钢骨构件外部设置约束体，利用位于轴心处的核心钢骨构件承受轴向外力，当受压时，由于有约束体的限制，核心钢骨构件不会发生屈曲，而是在压力达到一定极限时与受拉一样发生屈服，从而耗散外界输入的能量。由于此类支撑结构涉及多种材料及其相互配合，通常结构较复杂，加工工艺要求也很严格。另外，此类支撑结构是依靠核心钢骨构件在外力作用时钢材自身的拉压屈服变形来实现耗能及防止建筑物被破坏的功能，但是由于钢材的弹性模量较大，屈服时能实现的变形量很小。因此，当需要实现较大变形量，特别是需要实现较大剪切变形时，通常支撑结构的尺寸会很大，以致于很难加工、运输和安装，甚至用普通钢材根本无法实现，这极大地限制了此类金属阻尼器的推广应用。市场迫切要求一种能承受较大剪切力并能实现较大变形量的新型金属阻尼器。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中金属耗能阻尼器的缺陷，提供一种结构简单紧凑、可以实现较大剪力变形的剪切型金属弯曲耗能阻尼器。

本实用新型的特征在于，包括固定在建筑结构上的上连接板和下连接板，以及核心金属耗能元件，所述核心金属耗能元件为至少一块通过弯曲实现耗能能力的金属板，该金属板的两端分别与上连接板和下连接板固定连接，且与上连接板和下连接板垂直；该金属板的厚度方向与建筑结构承受剪切力的方向一致。

所述金属板是钢板、铅板或形状记忆合金。

所述金属板数量多于一块时，金属板之间相互间隔地平行设置。

所述金属板中部的截面尺寸小于或等于上下两端的截面尺寸。

所述金属板宽度方向两侧的形状可以对称。

所述金属板宽度方向两侧的形状可以不对称。

所述上连接板和下连接板上分别设置有与建筑结构相连的连接机构，所述连接机构是通孔、螺纹孔或带有安装孔的耳板。

所述下连接板下端通过一个辅助支架与建筑结构连接；或上连接板上端通过一个辅助支架与建筑结构连接；或下连接板下端通过一个辅助支架与建筑结构连接，且上连接板上端通过另一个辅助支架与建筑结构连接。

所述金属板的两端分别与上连接板和下连接板固定连接的方式是采用焊接，在上连接板及下连接板上分别加工出相应数量及尺寸的凹槽，然后将所述金属板的两端分别插入上、下连接板的凹槽后再进行焊接。

本实用新型的剪切型金属弯曲耗能阻尼器，利用钢板作为耗能元件，当上下两端受剪力作用时，利用钢板上下端受弯屈服时产生的塑性铰转动实现耗能。当需要承受较大的剪力作用时，可以增加钢板的数量，增加时应将钢板间隔地平行设置于上连接板和下连接板之间，结构十分简单紧凑。

与现有技术相比，本实用新型剪切型金属弯曲耗能阻尼器具有如下优点：

1)可实现较大变形量。本实用新型中利用通过弯曲实现耗能能力的钢板作为耗能元件，当上下两端受剪力作用时，利用钢板产生的弯曲变形——即耗能元件的弯曲变形，从而可在有限的高度内获得较大的变形量。而现有防屈曲耗能支撑结构利用的是支撑元件钢材料自身的拉压屈服变形来获得变形量，由于钢材的弹性模量较大，因此能实现的变形量很小。

2)结构简单紧凑。本实用新型以钢板、铅板或形状记忆合金等金属材料作为耗能元件，无需另设约束结构。而现有防屈曲支撑结构除设置核心钢耗能元件外，还需要设置约束结构，约束结构通常包括混凝土、防粘连材料及钢管等多种不同材料，所以加工过程中工序较多，结构也比较复杂。

3)可承受较大的剪切力。本实用新型可以实现较大变形量，并且可以通过增加金属板的数量和调整金属板的宽度来提高承受剪切载荷的能力，因此可以承受较大的剪切力。