本發(fā)明涉及土木工程減震技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及分階段屈服阻尼器。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的土木工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)是通過結(jié)構(gòu)構(gòu)件的彈塑性變形來消耗地震能量，達(dá)到減輕地震作用的目的，但變形過大會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞甚至結(jié)構(gòu)的倒塌，造成人員傷亡和生命財(cái)產(chǎn)損失等災(zāi)難性后果。為使建筑結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的抵抗地震、風(fēng)荷載等外力破壞的能力，經(jīng)常需要在建筑結(jié)構(gòu)中增設(shè)金屬型耗能構(gòu)件。

目前，已有的金屬阻尼器有軟鋼阻尼器、x型鋼板阻尼器、剛鉛組合耗能器等，但是這些金屬阻尼器大多數(shù)無法同時(shí)滿足小震和大震的要求。由于鋼材的拉壓屈服變形小，阻尼器的構(gòu)造的可塑性差，因此當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)需要實(shí)現(xiàn)較大變形量時(shí)，對(duì)應(yīng)的阻尼器的尺寸也會(huì)很大。從而造成阻尼器難以加工、運(yùn)輸和安裝的問題，這極大的限制了金屬阻尼器的推廣應(yīng)用。另外，現(xiàn)有的金屬阻尼器疲勞性能差，存在容易屈曲和屈服點(diǎn)集中的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種分階段屈服阻尼器。

根據(jù)本發(fā)明提供的分階段屈服阻尼器，包括：上下連接板、第一耗能鋼板、第二耗能鋼板，所述第一耗能鋼板和第二耗能鋼板設(shè)置在所述上下連接板之間，其中，所述第一耗能鋼板和第二耗能鋼板交替設(shè)置。

可選地，還包括：第一連接塊和第二連接塊，所述第一連接塊位于第一耗能鋼板和上下連接板之間；所述第二連接塊位于第二耗能鋼板和上下連接板之間。

可選地，所述第一耗能鋼板和第二耗能鋼板的形狀包括：橢圓形、橢圓環(huán)形、圓形、圓環(huán)形、封閉式圓弧形中的任意一種。

可選地，所述第一連接塊和第二連接塊的一端面與上下連接板緊固連接，所述第一連接塊和第二連接塊的另一端面分別與所述第一耗能鋼板和第二耗能鋼板的接觸弧面匹配連接。

可選地，所述第一耗能鋼板和第二耗能鋼板為橢圓環(huán)形時(shí)，所述第一耗能鋼板和第二耗能鋼板的橢圓環(huán)的長(zhǎng)軸方向與上下連接板平行設(shè)置。

可選地，所述第一耗能鋼板和第二耗能鋼板的橢圓環(huán)的短軸方向上的環(huán)厚度大于所述橢圓環(huán)長(zhǎng)軸方向上的環(huán)厚度；即所述第一耗能鋼板和第二耗能鋼板的橢圓環(huán)的外環(huán)端面和內(nèi)環(huán)端面之間的距離不均勻，其中，所述橢圓環(huán)短軸方向上外環(huán)端面和內(nèi)環(huán)端面之間的距離大于所述橢圓環(huán)長(zhǎng)軸方向上外環(huán)端面和內(nèi)環(huán)端面之間的距離。

可選地，所述第一連接塊的長(zhǎng)度小于第一耗能鋼板長(zhǎng)度的1/2；所述第二連接塊的長(zhǎng)度大于第二耗能鋼板長(zhǎng)度的1/2。

可選地，所述第一耗能鋼板和第二耗能鋼板之間的間距小于等于10mm。

可選地，所述第一連接塊和所述第二連接塊的一端面與上下連接板焊接連接，或者一體成型。

可選地，所述第一耗能鋼板的屈服強(qiáng)度為120～180mpa，所述第二耗能鋼板的屈服強(qiáng)度大于345mpa。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：

本發(fā)明，通過在上下連接板之間安裝交替設(shè)置的第一耗能鋼板和第二耗能鋼板，所述第一耗能鋼板和所述第二耗能鋼板構(gòu)成的分階段的不同屈服度的阻尼器。本發(fā)明中的分階段屈服阻尼器力學(xué)性能簡(jiǎn)單，安裝方便，耗能穩(wěn)定，能夠同時(shí)滿足風(fēng)振、小震和大震耗能要求。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯：

圖1為本發(fā)明提供的分階段屈服阻尼器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明提供的分階段屈服阻尼器的主視圖；

圖3為本發(fā)明提供的分階段屈服阻尼器的側(cè)視圖；

圖4為本發(fā)明提供的第一耗能鋼板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明提供的第二耗能鋼板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明提供的第一耗能鋼板的裝配示意圖；

圖7為本發(fā)明提供的第二耗能鋼板的裝配示意圖；

圖8為本發(fā)明提供的上下連接板上設(shè)置的第一連接塊和第二連接塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本發(fā)明實(shí)施例在有限元軟件abaqus中模擬出的滯回曲線；

圖10為圖9模擬出的滯回曲線的骨架曲線；

圖中：

1-上下連接板；

2-第一耗能鋼板；

3-第二耗能鋼板；

4-第一連接塊；

5-第二連接塊。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變化和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

圖1為本發(fā)明提供的分階段屈服阻尼器，包括：上下連接板1、第一耗能鋼板2、第二耗能鋼板3，所述第一耗能鋼板2和第二耗能鋼板3設(shè)置在所述上下連接板1之間，其中，所述第一耗能鋼板2和第二耗能鋼板3交替設(shè)置。

進(jìn)一步地，圖1所示的分階段屈服阻尼器還包括：第一連接塊4和第二連接塊5，所述第一連接塊4位于第一耗能鋼板2和上下連接板1之間；所述第二連接塊5位于第二耗能鋼板5和上下連接板1之間。

本發(fā)明，通過在上下連接板之間安裝交替設(shè)置的第一耗能鋼板和第二耗能鋼板，所述第一耗能鋼板和所述第二耗能鋼板構(gòu)成的分階段的不同屈服度的阻尼器。本發(fā)明中的分階段屈服阻尼器力學(xué)性能簡(jiǎn)單，安裝方便，耗能穩(wěn)定，能夠同時(shí)滿足風(fēng)振、小震和大震耗能要求。

如圖2、圖4、圖5所示，所述第一耗能鋼板2和第二耗能鋼板3的形狀包括：橢圓形、橢圓環(huán)形、圓形、圓環(huán)形、封閉式圓弧形中的任意一種。本發(fā)明實(shí)施例中以橢圓環(huán)形狀為例進(jìn)行具體說明。需要說明的是，本發(fā)明不限定第一耗能鋼板2和第二耗能鋼板3的形狀，任何使用橢圓形、圓形、圓環(huán)形、封閉式圓弧形的技術(shù)方案均與本發(fā)明中的技術(shù)方案實(shí)質(zhì)相同。

如圖6、圖7、圖8所示，所述第一連接塊4和第二連接塊5的一端面與上下連接板緊固連接，所述第一連接塊4和第二連接塊5的另一端面分別與所述第一耗能鋼板2和第二耗能鋼板3的接觸弧面匹配連接。這里的緊固連接包括：焊接方式、螺釘連接方式、卡扣匹配方式等等。

如圖1和圖2所示，所述第一耗能鋼板2和第二耗能鋼板3為橢圓環(huán)形時(shí)，所述第一耗能鋼板2和第二耗能鋼板3的橢圓環(huán)的長(zhǎng)軸方向與上下連接板1平行設(shè)置。例如設(shè)置大小形狀相似的第一耗能鋼板2和第二耗能鋼板3，所述第一耗能鋼板2和第二耗能鋼板3與上下連接板所在的平面垂直。

進(jìn)一步地，所述第一耗能鋼板2和第二耗能鋼板3的橢圓環(huán)的短軸方向上的環(huán)厚度大于所述橢圓環(huán)長(zhǎng)軸方向上的環(huán)厚度；即所述第一耗能鋼板2和第二耗能鋼板3的橢圓環(huán)的外環(huán)端面和內(nèi)環(huán)端面之間的距離不均勻，其中，所述橢圓環(huán)短軸方向上外環(huán)端面和內(nèi)環(huán)端面之間的距離大于所述橢圓環(huán)長(zhǎng)軸方向上外環(huán)端面和內(nèi)環(huán)端面之間的距離。

如圖8所示，所述第一連接塊4的長(zhǎng)度小于第一耗能鋼板2長(zhǎng)度的1/2；所述第二連接塊5的長(zhǎng)度大于第二耗能鋼板2長(zhǎng)度的1/2。

可選地，所述第一耗能鋼板2和第二耗能鋼板3之間的間距小于等于10mm。

可選地，所述第一連接塊4和所述第二連接塊5的一端面與上下連接板1焊接連接，或者一體成型。

采用焊接方式，將第一耗能鋼板2、第二耗能鋼板3、第一連接塊4、第二連接塊5和上下連接板1焊接起來構(gòu)成分階段屈服金屬阻尼器，其整體構(gòu)造簡(jiǎn)單、便于生產(chǎn)。

可選地，所述第一耗能鋼板2的屈服強(qiáng)度為120～180mpa，所述第二耗能鋼板3的屈服強(qiáng)度大于345mpa。

下面結(jié)合具體實(shí)施例來對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案最更加詳細(xì)的說明。

分別設(shè)置所述第一耗能鋼板1的橢圓環(huán)形的鋼板厚度為15mm(實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)可以小于15mm)、所述第二耗能鋼板2橢圓環(huán)形的鋼板厚度為25mm(實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)可以大于25mm)，且所述第一耗能鋼板1和所述第二耗能鋼板2之間的間隔距離為10mm(實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)可以小于10mm)。從而得到如圖9、圖10所示的滯回曲線，以及模擬出的滯回曲線的骨架曲線。

本發(fā)明利用耗能鋼板的屈服位移與鋼板厚度成反比例的關(guān)系，設(shè)計(jì)兩種不同厚度的耗能鋼板即第一耗能鋼板和第二耗能鋼板，二者共同工作，保證阻尼器在小震和大震下分階段屈服。利用耗能鋼板的屈服位移與鋼板材料的屈服強(qiáng)度成正比的關(guān)系，設(shè)計(jì)兩種屈服強(qiáng)度不同的耗能鋼板即第一耗能鋼板和第二耗能鋼板，二者共同工作，保證阻尼器在小震和大震下分階段屈服。

進(jìn)一步地，本發(fā)明可以根據(jù)不同的需要簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)出不同的噸位的阻尼器，也可以通過改變兩種鋼片的數(shù)量來改變阻尼器在不同屈服位移下的耗能性能，具有簡(jiǎn)單易改造的性能來迎合不同的需要。

以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變化或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。在不沖突的情況下，本申請(qǐng)的實(shí)施例和實(shí)施例中的特征可以任意相互組合。