一種鋼-混凝土組合板約束的板式金屬阻尼器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于建筑減振技術(shù)領(lǐng)域，具體講是一種鋼-混凝土組合板約束的板式金屬阻尼器。
【背景技術(shù)】
[0002]為控制建筑結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載和地震荷載下的動力響應(yīng)，常常需要采用設(shè)置機械裝置來耗散其振動能量，從而達(dá)到減小振動和保護主體結(jié)構(gòu)的目的。結(jié)構(gòu)的振動控制主要分為被動控制、半主動控制、主動控制和混合控制幾種。其中，被動控制是在結(jié)構(gòu)適當(dāng)部位設(shè)置起耗能作用的阻尼器，吸收風(fēng)或地震輸入到結(jié)構(gòu)中的能量，達(dá)到減小和調(diào)整結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)的作用。被動控制技術(shù)因其構(gòu)造簡單可靠、耗能性能穩(wěn)定、價格低廉、維護方便而被廣泛應(yīng)用于工程建設(shè)，或用于改善已有老舊建筑物的抗震或抗風(fēng)性能。目前建筑結(jié)構(gòu)體系中采用的被動耗能減震裝置主要分為四大類:粘滯阻尼器、金屬阻尼器、粘彈性阻尼器以及摩擦阻尼器。金屬阻尼器具有力學(xué)性能穩(wěn)定、耗能能力強、低周疲勞性能好等特點，兼具構(gòu)造簡單、加工便利、經(jīng)濟性好的優(yōu)點，在現(xiàn)代工程中得到了廣泛應(yīng)用。
[0003]目前大多金屬阻尼器以芯板面內(nèi)剪切屈服進(jìn)行耗能，并采用不同形式的加勁肋來約束耗能芯板的面外變形，使芯板發(fā)揮穩(wěn)定耗能作用。但由于加勁肋需要與芯板焊接，導(dǎo)致芯板自身產(chǎn)生初始應(yīng)力和缺陷，易對芯板的性能發(fā)揮造成明顯影響。由于加勁板本身的穩(wěn)定性等限制，阻尼器的規(guī)格與大小尺寸受到很大局限。而且由于加勁肋很大程度上參與了阻尼器的剪切受力，使阻尼器的設(shè)計更加復(fù)雜。針對上述問題，目前有一種方式，采用獨立的一對夾板來約束耗能芯板的面外屈曲，防止面外約束裝置對芯板本身的性能造成影響，從而避免了芯板面內(nèi)耗能與夾板面外約束的相互干擾，實現(xiàn)了芯板設(shè)計與約束系統(tǒng)設(shè)計的解耦，性能更加穩(wěn)定，加工、設(shè)計更方便。
[0004]但是，目前常用的約束板為鋼筋混凝土層，存在明顯的不足，表現(xiàn)在:(I)由于鋼筋保護層厚度的需要和面外受力的影響，約束板厚度較大，導(dǎo)致自重較大，不利于建筑美觀和吊裝安裝。(2)混凝土層容易開裂和磕碰損傷，對加工工藝、運輸和吊裝方式要求很高，不利于阻尼器的質(zhì)量控制和應(yīng)用推廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種性能更加穩(wěn)定、質(zhì)量更佳、安裝方便、適用范圍廣的鋼-混凝土組合板約束的板式金屬阻尼器。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種鋼-混凝土組合板約束的板式金屬阻尼器，包括金屬芯板和兩塊約束板，金屬芯板夾于兩塊約束板之間，所述金屬芯板上開設(shè)有若干條形豎孔，條形豎孔將金屬芯板的板身分成若干條帶;所述約束板包括與金屬芯板貼合的混凝土層，以及包覆于混凝土層外的鋼盒。
[0007]進(jìn)一步地，所述約束板還包括加勁肋，加勁肋的外端與鋼盒的內(nèi)盒面固接，內(nèi)端伸入混凝土層內(nèi)。
[0008]進(jìn)一步地，所述約束板還包括若干抗剪鍵，抗剪鍵的外端與鋼盒的內(nèi)盒面固接，內(nèi)端伸入至混凝土層內(nèi)。
[0009]進(jìn)一步地，所述金屬芯板的上下兩端分別設(shè)置有用于連接上下部梁的L型連接板。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點:
一、金屬芯板上開有條形豎孔，條形豎孔將金屬芯板的板身分成若干條帶，每個條帶獨立耗能，如此可有效提高金屬芯板的形變和耗能能力，從而改善整個阻尼器的減震性能;通過對金屬芯板上條形豎孔的數(shù)量、長度和寬度的調(diào)節(jié)，可以實現(xiàn)金屬芯板耗能設(shè)計過程中的強度設(shè)計和剛度設(shè)計的解耦，可有效提高通用性，適用范圍更廣。
[0011 ] 二、針對約束板，鋼盒可直接作為混凝土層的模板，構(gòu)造簡單、施工方便；同時，鋼盒對內(nèi)填混凝土起保護作用，避免了內(nèi)部混凝土層在施工、運輸和吊裝過程中的開裂和破損，從而有效改善整個阻尼器的質(zhì)量。
[0012]三、鋼盒直接代替鋼筋受力，擺脫了鋼筋最小保護層的板厚限定，極大的減小了約束板的厚度，整個阻尼器可以做得更薄、更輕，可提高建筑的美觀性，同時便于吊裝安裝。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是本發(fā)明的橫向剖視圖。
[0015]圖3是本發(fā)明中金屬芯板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖4是本發(fā)明中約束板的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖5是本發(fā)明中約束板的橫向剖視圖。
[0018]圖6是本發(fā)明中限位角鋼的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中所示:1、金屬芯板2、約束板21、混凝土層22、鋼盒23、條形豎孔24、加勁肋25、抗剪鍵3、L型連接板4、限位角鋼5、墊板6、螺栓7、長圓孔。
【具體實施方式】
[0020]
下面通過附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)闡述。
[0021]如圖1、圖2和圖3所示:一種鋼-混凝土組合板約束的板式金屬阻尼器，包括金屬芯板I和兩塊約束板2，金屬芯板I夾于兩塊約束板2之間。金屬芯板I上開設(shè)有若干條形豎孔23，條形豎孔23將金屬芯板I的板身分成若干條帶，每個條帶獨立耗能。如此可有效提高金屬芯板I的形變和耗能能力，從而改善整個阻尼器減震效果。同時，通過對金屬芯板I上條形豎孔23的數(shù)量、長度和寬度的調(diào)節(jié)，可以實現(xiàn)金屬芯板I耗能設(shè)計過程中的強度設(shè)計和剛度設(shè)計的解耦，可有效提高通用性，適用范圍更廣。
[0022]如圖2、圖4和圖5所示:本發(fā)明的約束板2包括與金屬芯板I貼合的混凝土層21，以及包覆于混凝土層21外的鋼盒22。通過鋼盒22與混凝土發(fā)揮組合作用對金屬芯板I的面外變形進(jìn)行約束，以此提高約束能力，改善阻尼器減震性能。具體實施時，相對的兩個鋼盒22通過螺栓6固定連接，且連接部位設(shè)置有墊板5。
[0023]如圖2和圖5所示:約束板2還包括加勁肋24，加勁肋24的外端與鋼盒22的內(nèi)盒面焊接固定，內(nèi)端伸入混凝土層21內(nèi)。加勁肋24能夠有效加強鋼盒22的強度，同時還具有與抗剪鍵類似的抗剪作用。約束板2還包括若干抗剪鍵25，抗剪鍵25的外端與鋼盒22的內(nèi)盒面焊接固定，內(nèi)端伸入至混凝土層21內(nèi)?？辜翩I25可采用型鋼、栓釘、鋼筋或者其他抗剪裝置。本發(fā)明并未對抗剪鍵25的類型作具體限定。鋼盒22和內(nèi)部混凝土之間的連接協(xié)同由抗剪鍵25和加勁肋24來保證，同時加勁肋24還能增強約束板2的整體剛度，提供更大的面外約束。
[0024]如圖1和圖6所示:此外，金屬芯板I的上下兩端分別設(shè)置L型連接板3，L型連接板3用于將阻尼器連接于上下部的梁上，也可以用焊接代替。金屬芯板I上設(shè)置有限位角鋼4，限位角鋼4可以直接固定于金屬芯板I上，也可以通過L型連接板3固定于芯板上。連接在一起的兩塊約束板2通過限位角鋼4定位，防止滑脫。限位角鋼4與L型連接板3接觸的一端開設(shè)長圓孔7，便于調(diào)節(jié)約束板2的約束位置。金屬芯板I和L型連接板3的接觸面均做噴砂處理，組裝好的阻尼器主體通過L型連接板3與結(jié)構(gòu)預(yù)埋件摩擦型連接。
[0025]通過以上結(jié)構(gòu)設(shè)計，鋼盒22可直接作為混凝土層21的模板，構(gòu)造簡單、施工方便；同時，鋼盒22對內(nèi)填混凝土起保護作用，避免了內(nèi)部混凝土層21在施工、運輸和吊裝過程中的開裂和破損，從而有效改善整個阻尼器的質(zhì)量；同時，鋼盒22直接代替鋼筋受力，擺脫了鋼筋最小保護層的板厚限定，極大的減小了約束板2的厚度，整個阻尼器可以做得更薄、更輕，可提高建筑的美觀性，同時便于吊裝安裝。
[0026]以上所述依據(jù)實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項發(fā)明思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書中記載的內(nèi)容。
【主權(quán)項】
1.一種鋼-混凝土組合板約束的板式金屬阻尼器，包括金屬芯板和兩塊約束板，金屬芯板夾于兩塊約束板之間，其特征在于:所述金屬芯板上沿著長度方向開設(shè)有若干條形豎孔，條形豎孔將金屬芯板的板身分成若干條帶;所述約束板包括與金屬芯板貼合的混凝土層，以及包覆于混凝土層外的鋼盒。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼-混凝土組合板約束的板式金屬阻尼器，其特征在于:所述約束板還包括加勁肋，加勁肋的外端與鋼盒的內(nèi)盒面固接，內(nèi)端伸入混凝土層內(nèi)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼-混凝土組合板約束的板式金屬阻尼器，其特征在于:所述約束板還包括若干抗剪鍵，抗剪鍵的外端與鋼盒的內(nèi)盒面固接，內(nèi)端伸入至混凝土層內(nèi)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼-混凝土組合板約束的板式金屬阻尼器，其特征在于:所述金屬芯板的上下兩端分別設(shè)置有用于連接上下部梁的L型連接板。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋼-混凝土組合板約束的板式金屬阻尼器，包括金屬芯板和兩塊約束板，金屬芯板夾于兩塊約束板之間，所述金屬芯板上開設(shè)有若干條形豎孔，條形豎孔將金屬芯板的板身分成若干條帶；所述約束板包括與金屬芯板貼合的混凝土層，以及包覆于混凝土層外的鋼盒。本發(fā)明鋼-混凝土組合板約束的板式金屬阻尼器具有性能更加穩(wěn)定、質(zhì)量更佳、安裝方便、適用范圍廣等優(yōu)點。
【IPC分類】E04B1/98
【公開號】CN105484381
【申請?zhí)枴緾N201511007052
【發(fā)明人】林旭川, 郭華東, 李林, 劉牛
【申請人】浙江建科減震科技有限公司
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2015年12月30日