一种装配式金属阻尼器

技术领域

本发明涉及建筑结构抗震防灾技术领域，特别涉及一种装配式金属阻尼器。

背景技术

结构减震被动控制正在成为土木工程领域减灾防灾的研究热点。根据能量守恒原理，地震输入结构能量转化为：(1)结构动能、(2)结构损伤耗能、(3)结构弹性势能、(4)粘滞阻尼耗能等。显然，结构损伤耗能越多，结构的破坏程度就越严重；结构动能和弹性势能开始为零，地震结束后，结构停止晃动时其仍然为零。因此，要想减小结构损伤耗能，最有效的方式就是增加结构的粘滞阻尼耗能或附加耗能阻尼。为增加结构外部阻尼耗能，可为结构附加耗能减震装置，金属阻尼器就为其中的一种。

金属阻尼器是一种耗能性能优越、构造简单、制作方便且造价低廉、易于更换的耗能减震装置，它既可以配合隔震支座和隔震系统，作为其中的耗能单元或限位装置，又可以单独用于建筑建构中作为耗能装置，提供附加阻尼和刚度，因此具有的应用前景。耗能芯板在地震中在平面内往复剪切变形耗能，但若不对耗能芯板平面外变形进行约束，耗能芯板就不能真正起到减震耗能作用，因此现有的做法是在耗能芯板上焊接井字形结构的加劲板，防止耗能芯板发生平面外失稳，只让其发生平面内剪切耗能，但是芯板上焊接加劲板后，芯板上会产生残余应力，导致耗能芯板耗能能力的稳定性大大下降。

发明内容

本发明的目的是提供一种装配式金属阻尼器，采用装配的方式进行连接，加劲板不需要焊接在耗能芯板上，减少了焊接残余应力影响，使得芯板耗能能力更加稳定可靠，并且工地施工更加方便快捷，提升使用效率。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种装配式金属阻尼器，包括耗能芯板，所述耗能芯板的上下两端分别设置有上端板及下端板，所述耗能芯板的前后两侧均活动设置有芯板限位组，每一芯板限位组均包括与所述上端板连接的第一条状加劲板、与所述下端板连接的第二条状加劲板，贯穿每一芯板限位组均开设有多个沿其长度方向分布的条状连接孔，每一条状连接孔均连接有连接螺栓，每一连接螺栓均穿出对应条状连接孔螺纹连接有连接螺母；

贯穿每一芯板限位组均开设有多个沿其长度方向分布的条状限位孔，所述下端板的左右两端均向上设置有限位板，每一限位板与所述芯板及所述上端板之间均有间距，每一限位板均开设有多个与所述条状限位孔一一对应的安装孔，两块限位板之间于所述耗能芯板的前后两侧均连接有多根限位轴，每一限位轴均穿过两个对应的安装孔及多个对应的条状限位孔。

通过采用上述技术方案，将耗能芯板连同上端板及下端板预装到建筑结构预留连接件后，依次安装上第一条状加劲板与第二条状加劲板，随后将限位轴插入形成井字形结构，最后用螺栓螺母连接固定，完成工地安装。

地震作用时，结构变形带动耗能芯板剪切耗能，从而起到减震的作用，由于第一条状加劲板与第二条状加劲板的约束作用，耗能芯板不会发生平面外失稳，防止了耗能芯板因平面外变形失去耗能能力，实现了只能够在平面内剪切耗能。

本发明的进一步设置为：每一连接螺母与对应芯板限位组之间均设置有外套于对应连接螺栓的弹簧垫圈。

通过采用上述技术方案，使得地震时，上端板及下端板带动芯板限位组向一边倾斜时，第一条状加劲板与第二条状加劲板相互搓动产生的挤压力不会损伤到连接螺栓及连接螺母。

本发明的进一步设置为：每一限位轴的两端均穿出对应安装孔螺纹连接有安装螺母。

本发明的进一步设置为：每一限位轴的截面均为圆形或方形。

本发明的进一步设置为：所述上端板开设有多个与所述第一条状加劲板一一对应的第一安装插槽，所述第一条状加劲板的上端与所述第一安装插槽采用焊接方式连接，所述下端板开设有多个与所述第二条状加劲板一一对应的第二安装插槽，所述第二条状加劲板的下端与所述第二安装槽采用焊接的方式连接。

本发明的进一步设置为：每一第一条状加劲板上端的截面均呈圆头形状，所述上端板的前后两侧均向内开设有多个与所述第一条状加劲板上端配合连接的第一安装插槽，每一第二条状加劲板上端的截面均呈圆头形状，所述下端板的前后两侧均向内开设有多个与所述第二条状加劲板上端配合连接的第二安装插槽。

通过采用上述技术方案，便于第一条状加劲板及第二条状加劲板向一边倾斜时，第一条状加劲板及第二条状加劲板能够相对上端板及下端板小幅度的转动，不会产生轻微的形变。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

其一、本发明中通过安装的方式将芯板限位组与限位轴安装成井字形结构，用于防止耗能芯板发生平面外失稳，失去耗能减震的功能，并且安装方便快捷，有助于提升工地的施工效率；

其二、本发明采用装配的方式进行连接，加劲板不需要焊接在耗能芯板上，减少了焊接残余应力影响，使得芯板耗能能力更加稳定可靠。

附图说明

图1是实施例一的整体结构示意图；

图2主要用于展示实施例一中耗能芯板、上端板、下端板及限位板之间的连接关系；

图3是实施例一中芯板限位组的爆炸图；

图4是实施例二的整体结构示意图；

图5主要用于展示实施例二中耗能芯板、上端板、下端板及限位板之间的连接关系。

图中：1、耗能芯板；2、上端板；21、第一安装卡槽；22、第一安装插槽；3、下端板；31、第二安装卡槽；32、第二安装插槽；4、芯板限位组；41、第一条状加劲板；42、第二条状加劲板；43、条状连接孔；44、连接螺栓；45、连接螺母；46、弹簧垫圈；47、条状限位孔；5、限位板；51、安装孔；6、限位轴；61、安装螺母。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一，参照图1-3，一种装配式金属阻尼器，包括耗能芯板1，耗能芯板1的上下两端分别设置有一块上端板2及一块下端板3，耗能芯板1的前后两侧均活动设置有一组芯板限位组4，每一芯板限位组4均包括一条与上端板2连接的第一条状加劲板41、一条与下端板3连接的第二条状加劲板42，上端板2开设有四个与第一条状加劲板41一一对应的第一安装卡槽21，第一条状加劲板41的上端与第一安装卡槽21采用焊接方式连接，下端板3开设有四个与第二条状加劲板42一一对应的第二安装卡槽31，第二条状加劲板42的下端与第二安装卡槽31采用焊接的方式连接。贯穿每一芯板限位组4均开设有四个沿其长度方向分布的条状连接孔43，每一条状连接孔43均连接有一根连接螺栓44，每一连接螺栓44均穿出对应条状连接孔43螺纹连接有一个连接螺母45，每一连接螺母45与对应芯板限位组4之间均设置有一个外套于对应连接螺栓44的弹簧垫圈46，使得芯板限位组4向一边倾斜时，第一条状加劲板41与第二条状加劲板42相互搓动产生的挤压力不会损伤到连接螺栓44及连接螺母45。

贯穿每一芯板限位组4均开设有三个沿其长度方向分布的条状限位孔47，下端板3的左右两端均向上设置有一条限位板5，每一限位板5与芯板及上端板2之间均有间距，便于地震时耗能芯板1能够左右摆动，每一限位板5均开设有三个与条状限位孔47一一对应的安装孔51，两块限位板5之间于耗能芯板1的前后两侧均连接有三根限位轴6，在本实施例中，每一限位轴6的截面均为圆形，但不仅限于圆形，也可以是方形，每一限位轴6均穿过两个对应的安装孔51及四个对应的条状限位孔47，每一限位轴6的两端均穿出对应安装孔51螺纹连接有一个安装螺母61。

实施例二，参照图4-5，实施例二与实施例一相同的技术特征不再赘述，其不同的技术特征在于，本实施例不采用实施例一中芯板限位组4与上端板2于下端板3的连接方式。每一第一条状加劲板41上端的截面均呈圆头形状，上端板2的前后两侧均向内开设有四个与第一条状加劲板41上端配合连接的第一安装插槽22，每一第二条状加劲板42上端的截面均呈圆头形状，下端板3的前后两侧均向内开设有四个与第二条状加劲板42上端配合连接的第二安装插槽32，便于第一条状加劲板41及第二条状加劲板42向一边倾斜时，第一条状加劲板41及第二条状加劲板42能够相对上端板2及下端板3小幅度的转动，而不是像实施例一中产生轻微的形变。

工作原理：将耗能芯板1连同上端板2及下端板3预装到建筑结构预留连接件后，依次安装上第一条状加劲板41与第二条状加劲板42，随后将限位轴6插入形成井字形结构，最后用螺栓螺母连接固定，完成工地安装。

地震作用时，结构变形带动耗能芯板1剪切耗能，从而起到减震的作用，由于第一条状加劲板41与第二条状加劲板42的约束作用，耗能芯板1不会发生平面外失稳，防止了耗能芯板1因平面外变形失去减震能力，实现了只能够在平面内剪切耗能减震。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。