[发明专利]一种利用转角位移的金属耗能器

说明书

本发明涉及一种利用金属弯曲屈服耗能带的减振器，包括耗能器连接杆、铰接元件、螺栓、金属耗能片、连接钢片、铰接滑槽等。耗能器连接杆为上细下粗的杆件，上端与梁铰接，下端与耗能元件通过螺栓固结和与底座固结的三角形支撑铰接。连接钢片连接耗能元件和三角形支撑。耗能元件截面设置为等强度截面，以节省材料的使用。当框架结构间产生层间位移时，连接杆上端同时产生位移，而下端由于与固定的三角形支撑相连，所以由于相对位移产生转角，从而使金属耗能片屈服耗能。当地震较小时，利用金属片的弹性变形吸能减震；当地震较大时，利用金属片的弯曲屈服来吸能减震。装置具有较好的吸能减震的能力。

技术领域

本发明涉及一种利用转角位移的金属耗能器，在框架房屋结构中，通过设置与底座固结的三角形支撑来将本装置与梁和三角形支撑相连接，当框架结构间产生层间位移时，连接杆上端同时产生位移，而下端由于与固定的三角形支撑相连，所以由于相对位移产生转角，从而使金属耗能片屈服耗能。当地震较小时，利用金属片的弹性变形吸能减震；当地震较大时，利用金属片的弯曲屈服来吸能减震。

背景技术

强震和飓风一直在威胁着人类的生存，带给人们灾难。随着经济发展和城市化进程加速，土木工程结构朝着高度更高，跨度更大，结构更复杂的方向发展，随之而来的是一旦强震和飓风到来，将有可能带来更加重大的社会经济损失。因此，最大限度地减轻震灾与风灾造成的损失，是人类必须解决的一个重要问题。为了确保工程结构的安全性及与建筑，环境和使用要求的协调性，结构振动控制技术作为一种安全、经济、有效的措施便成了当前最佳选择之一。

传统的钢槽阻尼器通过在钢片中开条形孔然后通过左右的错动来实现屈服耗能，当阻尼器失效时，还有很大部分的钢材为屈服，材料利用率较低，同时产生的耗能能力也比较差。。

为了弥补传统金属屈服阻尼器材料利用率低和耗能能力不足的缺陷，本发明通过将传统钢槽阻尼器的相对错动的耗能方式改为了转角位移的耗能方式，耗能效率更高，同时，采用了等强度的截面形式，材料利用率更高。此外，通过采用不同长度的耗能器连接杆，可以将同一层间位移转换为不同的转角位移，从而产生不同的耗能效果。

发明内容

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

本发明提出的一种利用转角位移的金属耗能器，由耗能器连接杆1、铰接元件2、第一螺栓3、第二螺栓6、金属耗能片4、连接钢片5和上铰接点滑槽7组成，所述金属耗能器固定于底座上，底座上设有三角形支撑，其中：耗能器连接杆1上端设有上铰接点滑槽7，为上铰接点，下端设有铰接元件2，为下铰接点；耗能器连接杆1上端通过上铰接点滑槽7和螺栓与梁相铰接，下端两侧对称布置有金属耗能片4，耗能器连接杆1通过第一螺栓3与金属耗能片4一端固结，耗能器连接杆1与底座相应位置的三角形支撑通过铰接元件2铰接连接；金属耗能片4另一端通过第二螺栓6与连接钢片5相连，同时所述第二螺栓6通过三角形支撑固结于连接钢片5；当产生地震时，耗能连接杆1产生转角位移，带动两个金属耗能片4产生转角，从而产生弯曲变形，消耗能量。

本发明中，耗能器连接杆1长度视为上铰接点滑槽7和铰接元件2两铰接点之间的距离，所述长度为金属耗能片4长度的3/2~1；下铰接点中心与金属耗能片4的对称轴在同一条直线上，耗能器连接杆1在0.5杆长处开始两侧各0.15杆长范围内将杆的宽度相对于两端由宽变窄，在该范围内宽度保持不变，耗能器连接杆1下端将长度延长至与金属耗能片4齐平。

本发明中，铰接元件2为表面进行光滑处理的螺栓，尽量使其与耗能器连接杆1之间没有摩擦。

本发明中，上铰接点滑槽7内使用的螺栓采用与铰接元件2中要求规格一致的螺栓，螺栓的初始位置置于上铰接点滑槽7中心。

本发明中，第一螺栓3和第二螺栓6均采用一定直径的高强度螺栓，保证金属耗能器在地震作用下连接处第一螺栓3和第二螺栓6不失效。

本发明中，金属耗能片4一侧的高度为另一侧的高度的两倍，中间最低处的高度需满足抗剪要求，最低处位于金属片的三等分点处。