[实用新型]一种高阻尼金属剪切滞变消能器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种消能器，具体涉及一种高阻尼金属剪切滞变消能器，属于消能领域。

背景技术

随着对土木工程结构在地震作用下破坏机制的深入研究，基于性态的抗震设计思想已经应用于新建的工程项目中。同时，震后可快速恢复功能结构体系，即震后土木工程结构不需修复或仅需稍加修复即可恢复其使用功能的结构体系，也是在基于性态的地震工程这一思想指引下发展起来的；剪力墙结构是建筑结构中一种重要的结构体系，在高层住宅中应用最为广泛，而连梁是剪力墙结构体系中的重要构件，直接影响剪力墙与连梁之间的内力分配，进而影响剪力墙结构体系在地震作用下的损伤分布和破坏模式；为了实现基于性态的抗震设计这一思想，并实现剪力墙结构体系震后可快速恢复功能，可更换的消能连梁在剪力墙结构体系中的应用越来越广泛。

消能连梁与传统连梁相比，可以使结构体系受力更合理，并且明显提高结构的耗能能力，进而减小结构在地震作用下的反应和损伤程度。通过剪力墙结构体系的受力分析可以明确剪力墙和连梁之间的内力分配，通过调整不同部位连梁的屈服力和刚度使剪力墙与连梁之间受力更均匀，从而避免薄弱层的出现，进而控制其损伤分布和破坏模式。同时，消能连梁中的消能器可以为结构在地震时提高较大的阻尼，因而可以减小结构地震反应和损伤程度。

消能连梁中的消能器主要包括位移相关型和速度相关型两类，而位移相关型消能器应用较多，现有的连梁中的消能器通常采用软钢这一材料，位移消能器主要利用软钢在大变形下屈服耗能以及金属界面之间摩擦耗能等原理，但是现有的连梁中的消能器还存在抗拉承载和变形能力不足的问题，结构的阻尼和耗能能力有待大幅提高。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提高现有消能器在地震作用下提高结构的阻尼和耗能能力，同时通过调整消能器的尺寸参数来满足其承载能力和变形能力的问题，提供一种高阻尼金属剪切滞变消能器。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：

本实用新型提供一种高阻尼金属剪切滞变消能器，包括内钢片和外钢片，由若干个内钢片和若干个橡胶片交叠布置，所述内钢片的两侧各有一个外钢板，所述内钢片的外表面设有外包橡胶，内部中空放置铅块；所述铅块两侧各有一个连接板，所述连接板的两侧设有滑槽；所述滑槽、所述内钢片、所述橡胶片、所述外钢板和所述连接板的表面均设有螺栓孔；螺栓与聚四氟乙烯垫片、不锈钢垫板配合使用；所述外钢板与所述连接板通过外钢板与连接板焊缝焊接而成；所述内钢片、所述橡胶片和所述外钢板通过贯穿其中的多根镀锌铁丝相连，所述内钢片的内表面设有内钢片开孔，所述外钢板的内表面设有外钢板开孔，所述橡胶片的表面设有橡胶片开孔。

作为本实用新型的一种优选技术方案，采用所述螺栓将所述内钢片、所述橡胶片、所述铅块、所述外钢板和所述连接板依次牢固连接在一起。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述聚四氟乙烯垫片与所述不锈钢垫板之间涂有硅脂；所述聚四氟乙烯垫片与所述不锈钢垫板相互接触，且所述不锈钢垫板的表面设有多处凹坑。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述外钢板、所述橡胶片穿过所述镀锌铁丝的开孔，在剪切方向的尺寸与所述镀锌铁丝直径相同，而所述内钢片穿过所述镀锌铁丝的开孔，在剪切方向的尺寸比所述镀锌铁丝直径大；但所述外钢板开孔外沿、所述橡胶片开孔外沿和所述内钢片开孔外沿均与所述镀锌铁丝贴紧。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述内钢片开孔尺寸在剪切方向比所述镀锌铁丝的直径宽2mm。

本实用新型所达到的有益效果是：该种高阻尼金属剪切滞变消能器以铅剪切为主要耗能方式，由于铅的耗能能力强，屈服点稳定，所以阻尼器的屈服力参数更容易确定。而目前常用的以低屈服点钢材为主的阻尼器，钢材的实际屈服应力高于设计屈服应力，并且离散性较大，因此阻尼器的设计屈服力与实际屈服力也相差较大，这对阻尼器的实际耗能效果影响较大。而以铅受剪耗能的消能器，其设计屈服力与实际屈服力相差较小，因而实际耗能效果会更理想。

该种高阻尼金属剪切滞变消能器采用可滑移螺栓限值阻尼器的轴向变形，为其提供足够的轴向抗拉承载能力，弥补了常用的铅阻尼器抗拉承载力较小的不足。同时，螺栓采用聚四氟乙烯等低摩擦系数材料作为垫片，并与不锈钢板配合使用。聚四氟乙烯垫片与不锈钢垫板之间涂有硅脂，同时聚四氟乙烯垫片与不锈钢垫板接触一侧设有多个小坑用于存放硅脂，使垫片与垫板间长期保持润滑状态，从而保证螺栓在阻尼器剪切变形时可以自由滑动。