防屈曲大变形金属剪切阻尼器的制造方法[0002]当今建筑的发展越来越趋向于高大化，由钢构件、组合构件或钢筋混凝土构件组成的框架结构是建筑物中经常被采用的结构形式。为使建筑结构具有较强的抵抗地震或风荷载等外力破坏的能力，经常需要在框架结构中增设金属耗能构件。而桥梁工程的发展也越来越趋向于大型化，为保证地震时桥梁结构的安全性，防止发生落桥，现普遍在桥墩与梁板的连接处设置为橡胶隔振垫，并在桥墩与梁板间配合设置耗能构件。现有的耗能构件有粘滞型阻尼器、磁流变阻尼器、金属阻尼器等。其中，金属阻尼器因其经济性较好，在工程中应用较多。
[0003]本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种具有变形量大、变形能力强、耗散震动能量大、耗能能力强、制作成本低、安装简便、易于加工、易于进行工程推广、便于使用等优点的防屈曲大变形金属剪切阻尼器。[0004]根据本发明实施例的防屈曲大变形金属剪切阻尼器包括:上连接板和下连接板；左夹板和右夹板，所述左夹板与所述上连接板和所述下连接板中的一个相连，所述右夹板与所述上连接板和所述下连接板中的所述一个相连；耗能金属板，所述耗能金属板设在所述左夹板和所述右夹板之间，所述耗能金属板的上端与所述上连接板相连且下端与所述下连接板相连，其中所述左夹板和所述右夹板中的每一个的前沿位于所述耗能金属板的前沿的前方，所述左夹板和所述右夹板中的每一个的后沿位于所述耗能金属板的后沿的后方；以及前连接件和后连接件，所述前连接件与所述左夹板和所述右夹板中的每一个均相连且位于所述耗能金属板的前方，所述后连接件与所述左夹板和所述右夹板中的每一个均相连且位于所述耗能金属板的后方。[0005]根据本发明实施例的防屈曲大变形金属剪切阻尼器通过设置用于夹持所述耗能金属板的左夹板和右夹板，从而可以利用所述左夹板和所述右夹板有效地对所述耗能金属板进行约束，使得所述耗能金属板不容易发生屈曲破坏。由此在所述防屈曲大变形金属剪切阻尼器发生水平剪切变形的过程中，所述耗能金属板能够按照设计变形模式变形，所述耗能金属板通过剪切变形耗散震动能量，从而实现消能减震。[0006]而且，由于所述耗能金属板不容易过早屈曲，因此根据本发明实施例的防屈曲大变形金属剪切阻尼器可承受来自水平向的较大剪切变形，可以满足大部分建筑结构和桥梁结构的使用要求。此外，根据本发明实施例的防屈曲大变形金属剪切阻尼器还具有制作成本低、安装简便、易于进行工程推广等优点。[0007]因此，根据本发明实施例的防屈曲大变形金属剪切阻尼器具有变形量大、变形能力强、耗散震动能量大、耗能能力强、制作成本低、安装简便、易于加工、易于进行工程推广、便于使用等优点，可以有效地提高建筑物、桥梁等的抗震性能。
[0008]另外，根据本发明上述实施例的防屈曲大变形金属剪切阻尼器还可以具有如下附加的技术特征:
[0009]根据本发明的一个实施例，所述耗能金属板与所述左夹板在左右方向上的距离在I毫米至10毫米的范围内，所述耗能金属板与所述右夹板在左右方向上的距离在I毫米至10毫米的范围内。由此可以使所述防屈曲大变形金属剪切阻尼器的结构更加合理。
[0010]根据本发明的一个实施例，所述防屈曲大变形金属剪切阻尼器还包括夹板分隔件，所述夹板分隔件设在所述左夹板与所述右夹板之间，所述夹板分隔件与所述左夹板和所述右夹板中的每一个均接触。
[0011]由此在安装所述前连接件时，可以防止所述左夹板的位于所述耗能金属板的前方的部分与所述右夹板的位于所述耗能金属板的前方的部分靠的过近，以及在安装所述后连接件时，可以防止所述左夹板的位于所述耗能金属板的后方的部分与所述右夹板的位于所述耗能金属板的后方的部分靠的过近。
[0012]根据本发明的一个实施例，所述夹板分隔件包括前夹板分隔件和后夹板分隔件，所述前连接件为前螺栓且所述后连接件为后螺栓，其中所述前螺栓穿过所述左夹板、所述前夹板分隔件和所述右夹板，所述后螺栓穿过所述左夹板、所述后夹板分隔件和所述右夹板。由此可以使所述防屈曲大变形金属剪切阻尼器的结构更加合理。
[0013]根据本发明的一个实施例，所述前夹板分隔件为多个且多个所述前夹板分隔件沿上下方向间隔开地设置，所述后夹板分隔件为多个且多个所述后夹板分隔件沿上下方向间隔开地设置，所述前螺栓为多个且多个所述前螺栓一一对应地穿过多个所述前夹板分隔件，所述后螺栓为多个且多个所述后螺栓一一对应地穿过多个所述后夹板分隔件。
[0014]由此可以使所述左夹板和所述右夹板能够更加稳固地夹持所述耗能金属板，从而可以使所述耗能金属板不容易发生屈曲破坏、不容易过早屈曲，以便在所述防屈曲大变形金属剪切阻尼器发生水平剪切变形的过程中，所述耗能金属板能够按照设计变形模式变形，实现消能减震。
[0015]根据本发明的一个实施例，所述左夹板的左侧面上设有沿前后方向延伸的左加劲肋，所述右夹板的右侧面上设有沿前后方向延伸的右加劲肋。由此可以提高所述左夹板和所述右夹板的结构强度，使所述左夹板和所述右夹板可以更好地夹持所述耗能金属板。
[0016]根据本发明的一个实施例，所述左加劲肋的前沿与所述左夹板的前沿平齐，所述左加劲肋的后沿与所述左夹板的后沿平齐，所述右加劲肋的前沿与所述右夹板的前沿平齐，所述右加劲肋的后沿与所述右夹板的后沿平齐。由此可以提高所述左夹板和所述右夹板的结构强度，使所述左夹板和所述右夹板可以更好地夹持所述耗能金属板。
[0017]根据本发明的一个实施例，所述左加劲肋为多个且多个所述左加劲肋沿上下方向间隔开地设在所述左夹板的左侧面上，所述右加劲肋为多个且多个所述右加劲肋沿上下方向间隔开地设在所述右夹板的右侧面上。由此可以提高所述左夹板和所述右夹板的结构强度，使所述左夹板和所述右夹板可以更好地夹持所述耗能金属板。
[0018]根据本发明的一个实施例，所述耗能金属板的上端焊接在所述上连接板上且下端焊接在所述下连接板上，所述左夹板的位于所述耗能金属板的前方的部分和位于所述耗能金属板的后方的部分焊接在所述上连接板和所述下连接板中的所述一个上，所述右夹板的位于所述耗能金属板的前方的部分和位于所述耗能金属板的后方的部分焊接在所述上连接板和所述下连接板中的所述一个上。由此可以所述降低防屈曲大变形金属剪切阻尼器的组装难度，并且可以提高所述防屈曲大变形金属剪切阻尼器的结构强度。
[0019]根据本发明的一个实施例，所述耗能金属板为多个，多个所述耗能金属板沿前后方向间隔开。由此可以进一步提高所述防屈曲大变形金属剪切阻尼器的消能减震的能力，使所述防屈曲大变形金属剪切阻尼器可以耗散更多的震动能量。



[0020]图1是根据本发明实施例的防屈曲大变形金属剪切阻尼器的结构示意图；
[0021]图2是根据本发明实施例的防屈曲大变形金属剪切阻尼器的结构示意图；
[0022]图3是图1的沿A-A方向的剖视图；
[0023]图4是图2的沿B-B方向的剖视图；
[0024]图5是根据本发明实施例的防屈曲大变形金属剪切阻尼器的结构示意图；
[0025]图6是根据本发明实施例的防屈曲大变形金属剪切阻尼器的使用状态图；
[0026]图7是根据本发明实施例的防屈曲大变形金属剪切阻尼器的使用状态图；
[0027]图8是图7的沿C-C方向的剖视图。
[0028]附图标记:

[0029]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0030]下面参考图1-图8描述根据本发明实施例的防屈曲大变形金属剪切阻尼器10。如图1-图8所示，根据本发明实施例的防屈曲大变形金属剪切阻尼器10包括上连接板101、下连接板102、左夹板103、右夹板104、耗能金属板105、前连接件106和后连接件107。
[0031]左夹板103与上连接板101和下连接板102中的一个相连，右夹板104与上连接板101和下连接板102中的所述一个相连。耗能金属板105设在左夹板103和右夹板104之间，耗能金属板105的上端与上连接板101相连且耗能金属板105的下端与下连接板102相连。其中，左夹板103和右夹板104中的每一个的前沿位于耗能金属板105的前沿的前方，左夹板103和右夹板104中的每一个的后沿位于耗能金属板105的后沿的后方。前连接件106与左夹板103和右夹板104中的每一个均相连，且前连接件106位于耗能金属板105的前方。后连接件107与左夹板103和右夹板104中的每一个均相连，且后连接件107位于耗能金属板105的后方。
[0032]其中，上下方向如图1-图5中的箭头D所示，左右方向如图2和图3中的箭头E所示，前后方向如图1、图4和图5中的箭头F所示。
[0033]根据本发明实施例的防屈曲大变形金属剪切阻尼器10通过设置用于夹持耗能金属板105的左夹板103和右夹板104,从而可以利用左夹板103和右夹板104有效地对耗能金属板105进行约束，使得耗能金属板105不容易发生屈曲破坏。由此在防屈曲大变形金属剪切阻尼器10发生水平剪切变形的过程中，耗能金属板105能够按照设计变形模式变形，耗能金属板105通过剪切变形耗散震动能量，从而实现消能减震。
[0034]而且，由于耗能金属板105不容易过早屈曲，因此根据本发明实施例的防屈曲大变形金属剪切阻尼器10可承受来自水平向的较大剪切变形，可以满足大部分建筑结构和桥梁结构的使用要求。此外，根据本发明实施例的防屈曲大变形金属剪切阻尼器10还具有制作成本低、安装简便、易于进行工程推广等优点。
[0035]因此，根据本发明实施例的防屈曲大变形金属剪切阻尼器10具有变形量大、变形能力强、耗散震动能量大、耗能能力强、制作成本低、安装简便、易于加工、易于进行工程推广、便于使用等优点，可以有效地提高建筑物、桥梁等的抗震性能。
[0036]具体而言，耗能金属板105、左夹板103、右夹板104、前连接件106和后连接件107都可以由普通钢材或高强钢材制成，即根据本发明实施例的防屈曲大变形金属剪切阻尼器10无需使用特殊材料制成，从而可以极大地降低防屈曲大变形金属剪切阻尼器10的制造成本，便于大面积的结构安装。
[0037]耗能金属板105可以竖直放置,耗能金属板105的厚度方向可以与耗能金属板105所承受的剪力相垂直。
[0038]有利地，耗能金属板105的上端可以焊接在上连接板101上，且耗能金属板105的下端可以焊接在下连接板102上。左夹板103的位于耗能金属板105的前方的部分和左夹板103的位于耗能金属板105的后方的部分可以焊接在上连接板101和下连接板102中的一个上，右夹板104的位于耗能金属板105的前方的部分和右夹板104的位于耗能金属板105的后方的部分可以焊接在上连接板101和下连接板102中的所述一个上。
[0039]也就是说，左夹板103和右夹板104可以都焊接在上连接板101上，左夹板103和右夹板104还可以都焊接在下连接板102上。左夹板103和右夹板104的焊接部分避开耗能金属板105的焊接部分(即避开耗能金属板105与上连接板101或下连接板102之间的焊疤)，由此可以降低防屈曲大变形金属剪切阻尼器10的组装难度，并且可以提高防屈曲大变形金属剪切阻尼器10的结构强度。
[0040]如图2和图3所示，在本发明的一些实施例中，耗能金属板105与左夹板103在左右方向上的距离可以在I毫米至10毫米的范围内，耗能金属板105与右夹板104在左右方向上的距离可以在I毫米至10毫米的范围内。也就是说，耗能金属板105与左夹板103和右夹板104中的每一个都间隔开。换言之，耗能金属板105的左侧面可以与左夹板103的右侧面间隔开，耗能金属板105的右侧面可以与右夹板104的左侧面间隔开。由此可以使防屈曲大变形金属剪切阻尼器10的结构更加合理。
[0041]前连接件106可以是前螺栓，且后连接件107可以是后螺栓。本领域技术人员可以理解的是，防屈曲大变形金属剪切阻尼器10还可以包括与前螺栓配合的前螺母和与后螺栓配合的后螺母。
[0042]如图2所示，在本发明的一个实施例中，防屈曲大变形金属剪切阻尼器10还可以包括夹板分隔件108，夹板分隔件108可以设在左夹板103与右夹板104之间，且夹板分隔件108可以与左夹板103和右夹板104中的每一个都接触。由此在安装前连接件106时(例如在安装前螺栓和前螺母时)，可以防止左夹板103的位于耗能金属板105的前方的部分与右夹板104的位于耗能金属板105的前方的部分靠的过近，以及在安装后连接件107时(例如在安装后螺栓和后螺母时)，可以防止左夹板103的位于耗能金属板105的后方的部分与右夹板104的位于耗能金属板105的后方的部分靠的过近。
[0043]如图1和图2所示，在本发明的一个具体示例中，夹板分隔件108可以包括前夹板分隔件1081和后夹板分隔件1082，前连接件106可以是前螺栓且后连接件107可以是后螺栓。其中，该前螺栓可以穿过左夹板103、前夹板分隔件1081和右夹板104，该后螺栓可以穿过左夹板103、后夹板分隔件1082和右夹板104。也就是说，该前螺栓可以位于耗能金属板105的前方,该后螺栓可以位于耗能金属板105的后方。由此可以使防屈曲大变形金属剪切阻尼器10的结构更加合理。
[0044]具体地，前夹板分隔件1081和后夹板分隔件1082都可以是螺母。例如，前夹板分隔件1081和后夹板分隔件1082都可以是圆形螺母，且该圆形螺母的内径与前连接件106和后连接件107的外径适配(相对应)。
[0045]如图1、图4和图5所示，在本发明的一些示例中，前夹板分隔件1081可以是多个，且多个前夹板分隔件1081可以沿上下方向间隔开地设置。后夹板分隔件1082可以是多个，且多个后夹板分隔件1082可以沿上下方向间隔开地设置。前螺栓可以是多个，且多个前螺栓可以一一对应地穿过多个前夹板分隔件1081。也就是说，该前螺栓的数量可以等于前夹板分隔件1081的数量，且一个前螺栓可以穿过一个前夹板分隔件1081。该后螺栓可以是多个，且多个后螺栓可以一一对应地穿过多个后夹板分隔件1082。换言之，该后螺栓的数量可以等于后夹板分隔件1082的数量，且一个后螺栓可以穿过一个后夹板分隔件1082。
[0046]由此可以使左夹板103和右夹板104能够更加稳固地夹持耗能金属板105，从而可以使耗能金属板105不容易发生屈曲破坏、不容易过早屈曲，以便在防屈曲大变形金属剪切阻尼器10发生水平剪切变形的过程中，耗能金属板105能够按照设计变形模式变形，实现消能减震。
[0047]有利地,如图5所示,耗能金属板105可以是多个,多个耗能金属板105可以沿前后方向间隔开。由此可以进一步提高防屈曲大变形金属剪切阻尼器10的消能减震的能力，使防屈曲大变形金属剪切阻尼器10可以耗散更多的震动能量。
[0048]如图2和图3所示，在本发明的一个示例中，左夹板103的左侧面上可以设有沿前后方向延伸的左加劲肋1091，右夹板104的右侧面上可以设有沿前后方向延伸的右加劲肋1092。由此可以提高左夹板103和右夹板104的结构强度，使左夹板103和右夹板104可以更好地夹持耗能金属板105。
[0049]有利地，左加劲肋1091的前沿可以与左夹板103的前沿平齐，左加劲肋1091的后沿可以与左夹板103的后沿平齐，右加劲肋1092的前沿可以与右夹板104的前沿平齐，右加劲肋1092的后沿可以与右夹板104的后沿平齐。由此可以提高左夹板103和右夹板104的结构强度，使左夹板103和右夹板104可以更好地夹持耗能金属板105。
[0050]如图2和图3所示，左加劲肋1091可以是多个且多个左加劲肋1091可以沿上下方向间隔开地设在左夹板103的左侧面上，右加劲肋1092可以是多个且多个右加劲肋1092可以沿上下方向间隔开地设在右夹板104的右侧面上。由此可以提高左夹板103和右夹板104的结构强度，使左夹板103和右夹板104可以更好地夹持耗能金属板105。
[0051]根据本发明实施例的防屈曲大变形金属剪切阻尼器10是依靠钢材受剪时良好的塑性变形能力来获得变形量，即利用耗能金属板105的变形在有限的高度内获得较大的剪切变形，而不是利用钢材的拉压屈服变形获得变形量，因此可以实现较大的变形量，耗散更多能量，更有利于框架结构的保护。
[0052]图6为根据本发明实施例的防屈曲大变形金属剪切阻尼器10在建筑结构中的安装示意图。如图6所示，在实际应用中，可以在钢框架20上附加一个辅助支架30，再将上连接板101与钢框架20上固定设置的连接法兰相连，将下连接板102与辅助支架30上固定设置的连接法兰相连，从而将防屈曲大变形金属剪切阻尼器10牢固连接在钢框架20上。当钢框架20受到水平剪切力作用发生变形时，耗能金属板105的上下两端受剪发生剪切变形。利用钢材的塑性变形实现耗能，从而达到衰减外界输入能量，使钢框架20免于损坏的作用。
[0053]图7和图8为根据本发明实施例的防屈曲大变形金属剪切阻尼器10在桥梁结构中的安装示意图。在应用于桥梁结构的消能减震时，可以将防屈曲大变形金属剪切阻尼器10置于桥身40与桥墩50之间，并与桥身支座60并联使用。利用防屈曲大变形金属剪切阻尼器10的上连接板101和下连接板102上设置的螺孔1011，用紧固件将防屈曲大变形金属剪切阻尼器10分别与桥身40和桥墩50相连。在连接时，耗能金属板105的厚度方向可以与桥身40的长度方向保持一致，亦即钢板的幅面宽度方向与桥身40的宽度方向一致，通过钢板的剪切变形控制桥梁的水平震动。每一桥墩50上可根据工程需要安装多个防屈曲大变形金属剪切阻尼器10。
[0054]在实际应用中，也可以借助辅助框架结构将防屈曲大变形金属剪切阻尼器10与桥身40和桥墩50连接在一起。
[0055]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”、“顺时
针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0056]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0057]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0058]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0059]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0060]尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。