[发明专利]应用于隔震层的屈曲-剪切型金属阻尼器

说明书

应用于隔震层的屈曲‑剪切型金属阻尼器，用于隔震建筑的隔震层部分，属于工程结构减隔震技术领域，包括波纹筒（1）、上连接板（2）、下连接板（3）、环形撑板（4）、L形连接件（5），波纹筒（1）与上连接板（2）、下连接板（3）和环形撑板（4）固结构成阻尼器部件，L形连接件（5）固定在隔震层上支墩（9）上，上连接板（2）与L形连接件（5）固连，下连接板（3）与隔震支座下连接板（6）固连。当上支墩（9）发生水平移动时，上连接板（2）随上支墩（9）一起移动，波纹筒（1）产生拉压屈曲变形和弯曲剪切变形，可在任意水平方向为隔震层提供阻尼和抗侧刚度，抑制隔震层的变形并耗散能量，从而起到保护上部结构的作用。

技术领域

本发明涉及工程结构减隔震技术，主要用于建筑结构的隔震及耗能。

背景技术

工程隔震减震技术是近半个世纪地震工程领域的重大创新成果之一。在建筑结构中增设减隔震装置可有效降低结构在地震作用下的响应，显著提高结构的抗震性能和抗灾能力，已在实际工程中得到大量应用。

普通的金属剪切型阻尼器、摩擦型阻尼器及粘滞阻尼器等通常只在其布置方向发挥作用，而在其他方向上的作用较小，甚至不发挥作用，故实际工程中必须在结构的纵向和横向同时布置一定数量的阻尼器。而且，普通金属剪切型阻尼器和摩擦型阻尼器的变形能力较小，很难满足隔震层的大变形需求。

隔震建筑中使用了大量的铅芯橡胶支座，铅的大量生产和使用给社会环境带来了相当大的压力。为避免重金属铅带来的环境风险问题，开发其他新型环境友好型阻尼装置，与天然橡胶支座、摩擦滑移支座、摩擦摆支座等隔震装置组成复合隔震系统，并在实际工程中推广应用将具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种应用于隔震层的屈曲-剪切型金属阻尼器。

本发明是应用于隔震层的屈曲-剪切型金属阻尼器，包括波纹筒1、上连接板2、下连接板3、环形撑板4、L形连接件5，所述的波纹筒1、上连接板2、下连接板3和环形撑板4固结构成阻尼器部件；所述的上连接板2与L形连接件5通过高强螺栓11连接固定；所述的下连接板3与隔震支座下连接板6通过高强螺栓11连接固定。

本发明的有益之处是：（1）水平各向性能完全相同，变形能力强：本发明中波纹筒的构造比较特殊，筒壁为波纹曲面，拉压时易发生屈曲变形，可被拉伸或者压缩，故具有较大的水平变形能力。建筑结构中常用的金属剪切型阻尼器、摩擦阻尼器、粘滞阻尼器等通常只在其布置方向发挥作用，应用时必须在结构的纵向和横向同时进行布置。本发明提出的屈曲-剪切型金属阻尼器在各个水平方向的力学性能完全相同，故无需考虑阻尼器作用的方向性，从而提高了阻尼器的利用效率。（2）构造简单，可更换：本发明将波纹筒、钢板等金属材料通过高强螺栓或者焊接的方式进行连接，工艺成熟，操作简单；阻尼器经历地震等作用发生较大损伤或破坏后可及时更换，使隔震层快速恢复到地震前的抗震水平。（3）经济、环保：与锡、铅等金属相比，低屈服钢材价格低廉，经济效益明显；利用低屈服钢材制作的波纹筒可替代隔震支座中铅芯的功能，减少了重金属铅的生产和使用，防止其危害人体健康和污染环境，符合绿色、环保、可持续的发展理念。

附图说明

图1为屈曲-剪切型金属阻尼器及布置于隔震支座两侧的纵向剖面示意图，图2为波纹筒的三维示意图，图3为上下连接板的平面示意图，图4为环形撑板的平面示意图，图5为上下连接板、环形撑板和波纹筒的拼接示意图，图6为L形连接件的三维示意图，图7为隔震支座上连接板的平面示意图，图8为隔震支座下连接板的平面示意图，图9为本发明布置于隔震层梁底部的连接示意图，图10为本发明布置于隔震层梁与基础梁之间的连接示意图，图11为本发明布置于其他隔震体系隔震层的连接示意图，图12为单个阻尼器部件的力-位移关系曲线。