本發(fā)明涉及建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，具體是一種應(yīng)變幅可控的金屬消能器。

背景技術(shù)：

為減輕地震災(zāi)害對建筑結(jié)構(gòu)的損傷程度，常采用減震與隔震兩大類技術(shù)。減震技術(shù)為在主體結(jié)構(gòu)上附加耗能裝置，用來吸收地震輸入能量；隔震技術(shù)為在結(jié)構(gòu)底部設(shè)置隔震層，可改變結(jié)構(gòu)頻譜特性，使結(jié)構(gòu)避開共振頻率。

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，可適當(dāng)選擇消能器初始屈服變形的大小，以控制其耗能作用發(fā)揮的時(shí)機(jī)。但是，一旦選定其初始屈服變形，將很難保證其在小震、中震、大震中均發(fā)揮作用，原因在于金屬消能器的初始屈服變形與其最大變形能力相關(guān)，金屬消能器屈服地越早，其最大變形能力也就越差。在小震中就屈服耗能的阻尼器，由于消能器的最大變形能力有限，而消能器變形與結(jié)構(gòu)變形正相關(guān)，因此在中震或大震中很可能發(fā)生由于延性（最大變形能力）不足而發(fā)生斷裂破壞，從而失去作用。

根據(jù)金屬疲勞斷裂力學(xué)原理，鋼材的低周疲勞斷裂與其塑性應(yīng)變幅值有很強(qiáng)的相關(guān)性，基本服從負(fù)指數(shù)冪的關(guān)系，也即當(dāng)鋼材塑性疲勞應(yīng)變幅值較大時(shí)，其往復(fù)滯回耗能的次數(shù)也就越小，且衰減速度很快。也就是說，當(dāng)鋼材在塑性應(yīng)變幅值較大的情況，其通過塑性變形所能累積消耗的能量將會(huì)急劇變小。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，克服上述缺陷，提供了一種應(yīng)變幅可控的金屬消能器，從而大幅度提高金屬消能器的低周疲勞性能和塑性耗能的能力。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種應(yīng)變幅可控的金屬消能器，包括中部連接板、開設(shè)在中部連接板上的s形導(dǎo)槽、上部連接板、圓形鋼傳力鍵、耗能鋼板帶和下部連接板；所述圓形鋼傳力鍵的上部與上部連接板剛性連接，圓形鋼傳力鍵的下部卡設(shè)在中部連接板的s形導(dǎo)槽內(nèi)并可在s形導(dǎo)槽內(nèi)滑動(dòng)；所述耗能鋼板帶的上下兩端分別與中部連接板和下部連接板剛性連接；中部連接板位于上部連接板的下方，兩者平行設(shè)置但不接觸。

本消能器通過圓形鋼傳力鍵和s形導(dǎo)槽之間的相對滑移和兩者之間的擠壓力，將結(jié)構(gòu)水平向的相對變形轉(zhuǎn)化為金屬消能器的垂直方向相對變形，并且可控制該相對變形最大不超過s形導(dǎo)槽的矢高，從而控制了金屬消能器的最大塑性變形與應(yīng)變。同時(shí)，圓形鋼傳力鍵只傳遞水平力，垂直方向的相對變形不進(jìn)行約束，從而削弱消能器低周疲勞性能的軸向拉力將被釋放，進(jìn)一步提高了其低周疲勞性能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明各構(gòu)件組裝示意立面圖。

圖2為本發(fā)明側(cè)視圖。

圖3為本發(fā)明俯視圖。

圖4為本發(fā)明s型導(dǎo)槽布置圖。

具體實(shí)施方式

以下通過具體實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。

如圖1~圖4所示，一種應(yīng)變幅可控的金屬消能器，包括中部連接板1、開設(shè)在中部連接板1上的s形導(dǎo)槽2、上部連接板3、圓形鋼傳力鍵4、耗能鋼板帶5和下部連接板6；所述圓形鋼傳力鍵4的上部與上部連接板3剛性連接，圓形鋼傳力鍵4的下部卡設(shè)在中部連接板1的s形導(dǎo)槽2內(nèi)并可在s形導(dǎo)槽2內(nèi)滑動(dòng)；所述耗能鋼板帶5的上下兩端分別與中部連接板1和下部連接板6剛性連接；中部連接板1位于上部連接板3的下方，兩者平行設(shè)置但不接觸。

所述的金屬消能器的制造方法如下：

1、根據(jù)建筑與分析設(shè)計(jì)要求，確定該耗能器的外觀尺寸，包括長度、高度、寬度等參數(shù)，以方便與主體結(jié)構(gòu)連接。

2、根據(jù)計(jì)算評估阻尼器發(fā)揮最大作用時(shí)應(yīng)變幅值大小。

3、根據(jù)應(yīng)變幅值大小，確定s型導(dǎo)槽長度與矢高和圓形鋼傳力鍵尺寸。

4、采用機(jī)加工、焊接等工藝，開設(shè)s型導(dǎo)槽，連接消能器各相關(guān)部件。

5、將本發(fā)明與結(jié)構(gòu)相連，完成實(shí)施。

本消能器通過圓形鋼傳力鍵和s形導(dǎo)槽之間的相對滑移和兩者之間的擠壓力，將結(jié)構(gòu)水平向的相對變形轉(zhuǎn)化為金屬消能器的垂直方向相對變形，并且可控制該相對變形最大不超過s形導(dǎo)槽的矢高，從而控制了金屬消能器的最大塑性變形與應(yīng)變。同時(shí)，圓形鋼傳力鍵只傳遞水平力，垂直方向的相對變形不進(jìn)行約束，從而削弱消能器低周疲勞性能的軸向拉力將被釋放，進(jìn)一步提高了其低周疲勞性能。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明具體是一種應(yīng)變幅可控的金屬消能器；其特征是：包括中部連接板、開設(shè)在中部連接板上的S形導(dǎo)槽、上部連接板、圓形鋼傳力鍵、耗能鋼板帶和下部連接板；所述圓形鋼傳力鍵的上部與上部連接板剛性連接，圓形鋼傳力鍵的下部卡設(shè)在中部連接板的S形導(dǎo)槽內(nèi)并可在S形導(dǎo)槽內(nèi)滑動(dòng)；所述耗能鋼板帶的上下兩端分別與中部連接板和下部連接板剛性連接；中部連接板位于上部連接板的下方，兩者平行設(shè)置但不接觸。本消能器將結(jié)構(gòu)水平向的相對變形轉(zhuǎn)化為金屬消能器的垂直方向相對變形，控制了金屬消能器的最大塑性變形與應(yīng)變。同時(shí)，圓形鋼傳力鍵只傳遞水平力，垂直方向的相對變形不進(jìn)行約束，從而削弱消能器低周疲勞性能的軸向拉力將被釋放。

技術(shù)研發(fā)人員：郭小康;王賽;杜飛云;陳慧
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海寶冶集團(tuán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.29
技術(shù)公布日：2017.09.15