一种轴向金属阻尼器

技术领域

本发明涉及建筑结构抗震防灾技术领域，特别涉及一种轴向金属阻尼器。

背景技术

为了控制建筑结构特别是高层建筑结构在风荷载和地震荷载下的动力响应，经常采用一些机械装置耗散风振和地震作用的能量，从而达到保护主体结构构件的目的，这就是结构控制的概念。目前，结构控制的研究和应用方向主要分为被动控制、半主动控制、主动控制和混合控制几种。其中，被动控制技术因其构造简单可靠、耗能性能稳定、价格低廉、维护方便而被广泛应用于工程建设，或用于改善已有老旧建筑物的抗震或抗风性能之中。结构的被动耗能减震技术是指在结构的某些部位设置耗能装置，例如阻尼器，通过耗能装置产生的摩擦、弯曲、弹塑性滞回变形来耗散或吸收地震输入结构中的能量，减小主体结构的地震反应，达到减震控制的目的。

目前建筑结构体系中采用的被动耗能减震装置主要可分为四大类：粘滞阻尼器、金属阻尼器、粘弹性阻尼器以及摩擦阻尼器。金属阻尼器以其价格低廉、性能可靠的特性而受到人们的普遍青睐。金属阻尼器利用金属材料屈服后的塑性应变能耗散能量。但现有的金属阻尼器都是采用摆动剪切的方式来消耗地震产生的能量，但有一些结构则难以使用此类阻尼器，需要轴向耗能来达到减震的效果，但现有的金属阻尼器不能做到轴向耗能减震。

发明内容

本发明的目的是提供一种轴向金属阻尼器，能够进行轴向剪切耗能，满足特殊结构的减震需要。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种轴向金属阻尼器，包括中空一端开口的传力套管，所述套管内设置有沿其长度方向设置的传力轴，所述传力轴的外周设置有多条与所述传力套管内壁连接的耗能板，所述传力套管及所述传力轴均采用高强度钢材制成，每一耗能板均采用低屈服点耗能钢材制成；

所述传力套管远离其开口的一端设置有第一安装头，所述传力轴远离所述第一安装头的一端连接有可沿所述传力套管长度方向往复移动的第二安装头，所述传力轴及所述耗能板与所述第一安装头之间留有活动间隙，所述耗能板与所述第二安装头之间留有活动间隙，所述传力套管内接于所述耗能板的长度段处填充有填充料。

通过采用上述技术方案，将阻尼器安装在需要减震的建筑结构之间，当地震时，建筑结构振动，拉动传力轴相对传力套管来回运动，传力轴拉动与传力套管连接的耗能板轴向剪切耗能，抵消地震产生的能量，达到减震的目的。

本发明的进一步设置为：所述传力轴及每一耗能板的表面均覆盖有用于隔离所述填充料的隔离层。

通过采用上述技术方案，使得传力轴及耗能板能够更加顺滑的形变，而不会受填充料影响。

本发明的进一步设置为：所述传力套管内接于所述耗能板的两端均连接有挡板，每一挡板均开设有供所述传力轴及每一耗能板活动的第一滑动口，所述填充料填充于两块挡板之间。

本发明的进一步设置为：所述第一安装头及所述第二安装头的横截面均呈“十”字形、“一”字形或“H”字型。

本发明的进一步设置为：所述传力套管的开口端焊接有封口板，贯穿所述封口板开设有供所述第二安装头滑动的第二滑动口。

本发明的进一步设置为：所述传力套管及所述传力轴的承载力高于每一耗能板的承载力2倍以上，每一耗能板均采用LY100、LY160、LY225、Q235等任意一种低屈服点钢材制成。

本发明的进一步设置为：所述填充料为混凝土或砂浆。

本发明的进一步设置为：所述隔离层为橡胶、聚乙烯、硅胶或乳胶。

本发明的进一步设置为：所述传力套管的截面为方形或圆形。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

其一、本发明在地震时通过传力轴拉动与与传力套管连接的耗能板轴向剪切，达到减震的目的，进行轴向剪切耗能，满足特殊结构的减震需要；

其二、本发明在耗能板的外周填充有填充料，填充料约束耗能板，使耗能板只能够沿传力轴轴向剪切，并且剪切耗能变形后易于修复；

其三、本发明结构简单，性能可靠。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明用于展示内部结构的局部剖视图；

图3是本发明横截面的剖视图；

图4主要用于展示传力套管内的挡板。

图中：1、传力套管；2、传力轴；3、耗能板；4、第一安装头；5、第二安装头；6、挡板；61、第一滑动口；7、填充料；8、隔离层；9、封口板；91、第二滑动口。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例，参照图1-4，一种轴向金属阻尼器，包括中空一端开口的传力套管1，本实施例中，传力套管1为方形，但不仅限于方形，也可为圆形，套管内设置有一根沿其长度方向设置的传力轴2，传力轴2的外周设置有四条与传力套管1内壁连接的耗能板3，传力套管1及传力轴2的承载力高于每一耗能板3的承载力2倍以上，每一耗能板3均采用LY100、LY160、LY225、Q235等任意一种低屈服点钢材制成，本实施例中耗能板3采用LY100的钢材制成。

传力套管1远离其开口的一端设置有一个第一安装头4，传力轴2远离第一安装头4的一端连接有一个可沿传力套管1长度方向往复移动的第二安装头5，第一安装头4及第二安装头5的横截面均呈“十”字形、“一”字形或“H”字型，本实施例中截面呈“十”字形，传力轴2及耗能板3与第一安装头4之间留有一段活动间隙，耗能板3与第二安装头5之间留有一段活动间隙，传力套管1的开口端焊接有一块封口板9，贯穿封口板9开设有一个供第二安装头5滑动的第二滑动口91。

传力套管1内于耗能板3的两端均连接有一块挡板6，每一挡板6均开设有一个供传力轴2及每一耗能板3活动的第一滑动口61，传力套管1内于两块挡板6之间填充有填充料7，填充料7为混凝土或砂浆，本实施例中采用混凝土，填充料7用于约束耗能板3，使耗能板3只能够沿传力轴2轴向剪切，传力轴2及每一耗能板3的表面均覆盖有一层用于隔离填充料7的隔离层8，隔离层8为橡胶、聚乙烯、硅胶或乳胶，本实施例中采用橡胶，隔离层8隔绝填充料7，使得传力轴2及耗能板3能够更加顺滑的形变，而不会受填充料7影响。

工作原理：将阻尼器安装在需要减震的建筑结构之间，当地震时，建筑结构振动，拉动传力轴2相对传力套管1来回运动，传力轴2拉动与传力套管1连接的耗能板3轴向剪切耗能，抵消地震产生的能量，达到减震的目的。

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。