一种复合型分级屈服阻尼器

1.本实用新型涉及一种复合型分级屈服阻尼器，属于工程结构耗能减震领域。


背景技术：

2.耗能形式单一是传统耗能减震阻尼器在设计中需亟待解决的问题，因无法对屈服位移进行灵活设计，导致阻尼器在较低强度地震或强烈地震作用下耗能能力发挥不稳定。
3.软钢阻尼器是一种位移相关型耗能阻尼器，主要是利用钢材的塑性滞回变形来耗散地震能量。目前大多数软钢阻尼器基于中震或强震屈服耗能设计，只在中震、大震下变形达到低屈服点钢材的屈服位移时起耗能作用，较低强度地震作用不具备耗能能力，经济性较差。
4.黏弹性阻尼器属于速度相关型耗能阻尼器，只要有相对速度就能耗能，但粘弹性阻尼器的大应变破坏试验表明，当应变幅值高于150％时，其滞回曲线会变成反s型，在大震作用下耗能性能不稳定。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于，为了解决传统耗能阻尼器耗能形式单一，以及软钢阻尼器在较低强度地震作用不具备耗能能力，黏弹性阻尼器在大震作用下耗能性能不稳定的问题，提供一种复合型分级屈服阻尼器。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种复合型分级屈服阻尼器，包括：第一耗能单元1、第二耗能单元2、上端板3和下端板4；所述第一耗能单元1与所述第二耗能单元2设在所述上端板3和所述下端板4之间，所述第二耗能单元2分为两部分并沿轴向分别布置于所述第一耗能单元1的两侧，所述第一耗能单元1包含黏弹性材料层11和约束夹板12，每一块约束夹板12的两端中有一端固定连接于上端板3或下端板4，所述黏弹性材料层11设于所述相邻约束夹板12之间；所述第二耗能单元2包含弯曲耗能板21，所述弯曲耗能板21上下两端分别固定连接于所述上端板3的和下端板4。
7.具体地，所述第一耗能单元1的约束夹板12共有五块，其中有三块约束夹板12的底端与下端板4的顶部连接，顶端与上端板3的底部断开连接，其断开间距为80mm-100mm；每两块与下端板4的顶部连接的约束夹板12之间设有一块顶端与上端板3的底部连接的约束夹板12，顶端与上端板3底部连接的约束夹板12的底端与下端板4的顶部断开连接，其断开间距为80mm-100mm。
8.优选地，所述约束夹板12沿着横向等间距布置，相邻两约束夹板12之间设有一层黏弹性材料层11。
9.优选地，所述黏弹性材料层11设置时沿竖向和轴向均未超出约束夹板12；所述黏弹性材料层11与相邻约束夹板12之间粘结相连。
10.优选地，所述黏弹性材料层11为高阻尼黏弹性材料层。
11.优选地，所述第二耗能单元2所含有的弯曲耗能板21沿轴向等间距布置于第一耗
能单元1的两侧，所述弯曲耗能板21的上端与上端板3的底部焊接连接，下端与下端板4的顶部焊接连接。
12.优选地，所述弯曲耗能板21形状为双曲线型，材料为低屈服点耗能钢板。
13.优选地，所述上端板3和下端板4的周边均设有预留螺栓孔5。
14.优选地，所述约束夹板12与上端板3、下端板4的连接方式均为焊接。
15.本实用新型的有益效果是：
16.1、本实用新型通过低屈服点耗能钢板的弯曲塑性变形和黏弹性材料的剪切滞回变形耗能，结合了位移相关型阻尼器和速度相关型阻尼器的复合特性，第一阶段，小震作用下第一耗能单元的黏弹性材料就开始耗能; 第二阶段，中震或大震作用下第二耗能单元的弯曲耗能板进入屈服，第一耗能单元和第二耗能单元共同耗能，能够在不同强度的地震作用下实现分阶段耗能，为结构提供两道减震防线；
17.2、本实用新型通过改变弯曲耗能板的数量以及改变约束夹板的间距进而改变黏弹性材料层的厚度来改变阻尼器的屈服力，可根据减震目标的需要来设计阻尼器出力。
附图说明
18.图1为本实用新型的三维结构示意图。
19.图2为本实用新型的第一耗能单元的约束夹板和黏弹性材料层的结构示意图。
20.图3为本实用新型的第二耗能单元的弯曲耗能板的结构示意图。
21.图4为本实用新型的上端板和下端板的结构示意图。
22.图5为本实用新型在墙式连接形式中的应用示意图。
23.图中：1—第一耗能单元；11—黏弹性材料层；12—约束夹板；2—第二耗能单元；21—弯曲耗能板；3—上端板；4—下端板；5—预留螺栓孔。
具体实施方式
24.为使本实用新型的上述特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。需说明的是，本实用新型附图均采用简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
25.实施例1：如图1至图4所示，本实用新型一种复合型分级屈服阻尼器，包括：第一耗能单元1、第二耗能单元2、上端板3和下端板4；所述第一耗能单元1与所述第二耗能单元2设在所述上端板3和所述下端板4之间，所述第二耗能单元2分为两部分并沿轴向分别布置于所述第一耗能单元1的两侧。所述第一耗能单元1包含黏弹性材料层11和约束夹板12，每一块约束夹板12的两端中有一端固定连接于上端板3或下端板4，所述黏弹性材料层11设于所述相邻约束夹板12之间；所述第二耗能单元2包含弯曲耗能板21，所述弯曲耗能板21上下两端分别固定连接于所述上端板3的和下端板4，所述上端板3和下端板4的周边均设有预留螺栓孔5。
26.如图1和图2所示，本实用新型的第一耗能单元1中共包含五块约束夹板12，在所述五块约束夹板12之间设有四层黏弹性材料层11；所述黏弹性材料层11为高阻尼黏弹性材料层；所述黏弹性材料层11设置时沿竖向和轴向均未超出约束夹板12；所述黏弹性材料层11与相邻约束夹板12之间粘结相连。为了使第一耗能单元的耗能减震特性能稳定发挥，第一
耗能单元1的五块约束夹板12中有三块约束夹板12的底端与下端板4的顶部连接，顶端与上端板3的底部断开连接，其断开间距为80mm-100mm，以保证这三块约束夹板12可以和下端板4共同沿轴向产生位移；每两块与下端板4的顶部连接的约束夹板12之间设有一块顶端与上端板3的底部连接的约束夹板12，顶端与上端板3底部连接的约束夹板12的底端与下端板4的顶部断开连接，其断开间距为80mm-100mm，以保证这两块约束夹板12可以和上端板3共同沿轴向产生位移。
27.如图1和图3所示，本实用新型的所述第二耗能单元2所含有的弯曲耗能板21形状为双曲线型，材料为低屈服点耗能钢板。为了提高所述第一耗能单元1在大震下的耗能能力，所述第一耗能单元1沿轴向的两侧设有第二耗能单元2，所述第二耗能单元2所包含的弯曲耗能板21的上端与上端板3的底部焊接连接，下端与下端板4的顶部焊接连接。
28.如图4所示，本实用新型的上端板和下端板，为了提高本实用新型在使用时安装的便利性，所述上端板3和下端板4的周边均设有预留螺栓孔5。
29.本实用新型的工作原理是： 如图5所示，本实用新型的安装，通过墙式连接方式利用连接墙肢连接于框架梁之间，当地震发生时，结构的框架梁发生水平位移通过连接墙肢以及上端板3和下端板4带动第一耗能单元1的黏弹性材料层11与相邻约束夹板12产生相对位移，同时带动第二耗能单元2的弯曲耗能板21产生弯曲变形。小震作用下，第二耗能单元2的弯曲耗能板因弯曲变形未达到屈服位移，不参与耗能，第一耗能单元1的黏弹性材料层11发生剪切滞回变形，实现耗能；在中震和大震作用下，第一耗能单元1仍能产生耗能减震效果，第二耗能单元2的弯曲耗能板21因弯曲变形达到屈服位移发生塑性屈服，参与耗能，此时，第一耗能单元1和第二耗能单元2都参与地震能量耗散。在不同强度的地震作用下实现分阶段耗能，为结构提供两道减震防线。
30.本实用新型依据为结构提供多道设防线的抗震概念设计原则，结合了黏弹性材料和低屈服点钢这两种材料的耗能减震优势，第一阶段，小震作用下第一耗能单元1的黏弹性材料层11就开始耗能，弥补了第二耗能单元2的弯曲耗能板21需相对位移达到屈服才能耗能的缺点，同时提高了弯曲耗能板21 的抗疲劳性能; 第二阶段，中震或大震作用下第二耗能单元2的弯曲耗能板21进入屈服，第一耗能单元1和第二耗能单元2共同耗能，在大震作用下，黏弹性材料层11耗能性能降低，弯曲耗能板21的耗能大幅提高，补偿了黏弹性材料层11的不足。
31.以上对本实用新型所提供的复合型分级屈服阻尼器实施进行了详细介绍，但本发明的实施不限于此。同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。