【技术实现步骤摘要】
本申请涉及土木工程减震领域，尤其涉及一种多阶段屈服的金属阻尼器及其减震方法。
技术介绍
1、结构耗能减震装置是一类安装在建筑结构中，用于消耗地震或风振等动力作用输入的能量，从而减轻结构振动响应，保护主体结构安全的装置。金属阻尼器属于结构耗能减震装置中的一种，常采用塑性变形能力强、滞回性能稳定的低屈服点钢作为腹板。然低屈服点钢作为腹板易发生平面外屈曲，无法满足全截面屈服，使金属阻尼器的耗能效率降低从而导致结构失效。
2、作为技术改进，公开号为cn220486794u，名称为一种约束型金属阻尼器的申请方案公开了一种约束型金属阻尼器，其腹板两侧焊接加劲板提高腹板刚度，能有效防止腹板平面外的屈曲破坏，确保金属阻尼器能长期保持减震耗能的效果。然金属阻尼器的焊缝处容易因应力集中现象，从而增大阻尼器失效的风险。
3、作为技术改进，公开号为cn117166643a，名称为一种多阶段耗能金属阻尼器及其使用方法的申请方案公开了一种多阶段耗能装置：第一阶段由k形耗能板为剪切耗能板提供刚度，剪切耗能板参与耗能；第二阶段，k形耗能板作为第二阶段屈服板参与耗能；第三阶段，三角耗能板与顶板接触进入塑形状态参与耗能。多阶段耗能金属阻尼器凭借上述三个阶段分梯度设置支撑板提高腹板刚度并实现多阶段耗能，同时焊接加劲板，降低了因应力集中导致阻尼器失效的风险。
4、上述技术改进中，大多运用增加劲肋的方式来提升腹板的刚度，或者凭借梯度设置支撑板来达成多阶段耗能的目的。然而，加劲肋无法参与耗能，还会使金属阻尼器焊缝增多，应力集中于焊缝，增
技术实现思路
1、鉴于此，本申请旨在提供一种多阶段屈服的金属阻尼器及其减震方法，以解决当下现有的多阶段耗能装置设计繁杂的问题。
2、本专利技术第一方面提供了一种多阶段屈服的金属阻尼器，包括上连接板1、下连接板8、以及置于上连接板1与下连接板8之间的腹板3，包括至少三个屈服阶段，其中，第一屈服阶段由所述腹板3和波纹钢板4组成，第二屈服阶段为所述波纹钢板4，第三屈服阶段由所述波纹钢板4和翼板2组成；
3、其中，所述腹板3的第一相对侧均设有翼板2；所述腹板3的第二相对侧均设有波纹钢板4，且所述波纹钢板4的波峰或波谷紧贴所述腹板3；在第一屈服阶段，所述波纹钢板4为所述腹板3提供刚度支撑使所述腹板3快速进入塑性形变；
4、所述波纹钢板4远离其中心位置的最远波段向远离所述腹板3的方向延伸；所述波纹钢板4远离其中心位置的最远波段向远离所述腹板3的方向延伸的延伸端与所述翼板2之间预留有空隙；在第二屈服阶段，所述波纹钢板4发生局部塑性形变向远离所述腹板3的方向延伸；
5、在第三屈服阶段，所述波纹钢板4延伸至所述翼板2，所述翼板2紧贴所述波纹钢板4的延伸端为所述波纹钢板4提供刚度支撑使所述波纹钢板4全部进入塑性形变；
6、所述腹板3和所述波纹钢板4之间设置弹性件5，所述弹性件5紧贴所述腹板3和所述波纹钢板4，且为所述腹板3和波纹钢板4提供弹性支撑。
7、进一步地，所述腹板3和所述波纹钢板4之间设置承重件6，所述承重件6紧贴所述腹板3和所述波纹钢板4，且为所述腹板3和波纹钢板4提供刚度支撑。
8、进一步地，还包括铅棒7，所述铅棒7贯穿所述波纹钢板4、所述腹板3以及所述弹性件5设置。
9、进一步地，所述铅棒7设置在所述波纹钢板4的波峰和/或波谷的位置。
10、进一步地，所述铅棒7沿所述波纹钢板4的竖直方向至少设置2个，且所述铅棒7沿所述波纹钢板4的竖直方向呈等份分布。
11、进一步地，所述腹板3的型号包括ly100、ly160、ly225中的一种；所述波纹钢板4的型号包括q235、q345中的一种；所述腹板3和所述波纹钢板4的厚度比例为（4～12）：（4～12）；所述波纹钢板的延伸率≥16%。
12、进一步地，所述波纹钢板4的波距与波峰之比为2～4。
13、进一步地，所述波纹钢板4远离其中心位置的最远波段向远离所述腹板3的方向延伸的延伸端与所述翼板2之间预留的空隙小于所述波纹钢板4的厚度。
14、本专利技术第二方面提供了一种多阶段屈服的金属阻尼器的减震方法。多阶段屈服的金属阻尼器安装于建筑的竖向结构之间，所述上连接板1和所述下连接板8分别固接竖向结构的顶部和底部，用于消耗地震或风振等动力作用输入的能量，减轻结构振动响应以保护建筑结构的安全，具体工作原理如下：
15、小震时，所述腹板3作为第一阶段耗能板，连接在所述上连接板1和下连接板8之间，吸收震动能量实现全面屈服；此时波纹钢板4仅为腹板3提供刚度；中震时，所述波纹钢板4为第二阶段屈服板，所述波纹钢板4沿波纹长度方向的两侧分别靠近沿所述腹板3长度方向两侧的所述翼板2，此时波纹钢板4部分进入塑性形变消耗地震能量；大震时，述波纹钢板4为第三阶段屈服板，所述波纹钢板4沿波纹长度方向的两侧分别紧贴沿所述腹板3长度方向两侧的所述翼板2，所述波纹钢板4完全进入塑性形变消耗地震能量。
16、综上所述，本专利技术的多阶段屈服的金属阻尼器至少可实现三阶段屈服耗能。第一阶段，在腹板两侧均设置波纹钢板提高腹板刚度，使腹板更易发生全面屈服而参与耗能。第二阶段，波纹钢板提高腹板刚度，同时波纹钢板受到外力作用时发生塑性形并变向翼板延伸，此时波纹钢板开始发生塑性形变，部分波纹钢板参与耗能；第三阶段，波纹钢板发生塑性形变并延伸至翼板，与翼板相接，翼板支撑波纹钢板提高了波纹钢板的刚度，此时波纹钢板全部参与耗能。与现有技术相比，本专利技术无需焊接加劲肋，只需增设简单的部件便能实现多阶段耗能，解决了现有的多阶段耗能装置在工艺设计和制备过程中复杂繁琐的难题。
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1.一种多阶段屈服的金属阻尼器，包括上连接板（1）、下连接板（8）、以及置于上连接板（1）与下连接板（8）之间的腹板（3），其特征在于：
2.根据权利要求1所述的多阶段屈服的金属阻尼器，其特征在于，所述腹板（3）和所述波纹钢板（4）之间设置承重件（6），所述承重件（6）紧贴所述腹板（3）和所述波纹钢板（4），且为所述腹板（3）和波纹钢板（4）提供刚度支撑。
3.根据权利要求1所述的多阶段屈服的金属阻尼器，其特征在于，还包括铅棒（7），所述铅棒（7）贯穿所述波纹钢板（4）、所述腹板（3）以及所述弹性件（5）设置。
4.根据权利要求3所述的多阶段屈服的金属阻尼器，其特征在于，所述铅棒（7）设置在所述波纹钢板（4）的波峰和/或波谷的位置。
5.根据权利要求4所述的多阶段屈服的金属阻尼器，其特征在于，所述铅棒（7）沿所述波纹钢板（4）的竖直方向至少设置2个，且所述铅棒（7）沿所述波纹钢板（4）的竖直方向呈等份分布。
6.根据权利要求1所述的多阶段屈服的金属阻尼器，其特征在于，所述腹板（3）的型号包括LY100、LY160、LY2
7.根据权利要求1所述的多阶段屈服的金属阻尼器，其特征在于，所述波纹钢板（4）的波距与波峰之比为2～4。
8.根据权利要求1所述的多阶段屈服的金属阻尼器，其特征在于，所述波纹钢板（4）远离其中心位置的最远波段向远离所述腹板（3）的方向延伸的延伸端与所述翼板（2）之间预留的空隙小于所述波纹钢板（4）的厚度。
9.一种减震方法，采用权利要求1～8任一项所述的多阶段屈服的金属阻尼器来实施，其特征在于，安装于建筑的竖向结构之间，所述上连接板（1）和所述下连接板（8）分别固接竖向结构的顶部和底部，用于消耗地震或风振等动力作用输入的能量，减轻结构振动响应以保护建筑结构的安全，具体工作原理如下：
...【技术特征摘要】
1.一种多阶段屈服的金属阻尼器，包括上连接板（1）、下连接板（8）、以及置于上连接板（1）与下连接板（8）之间的腹板（3），其特征在于：
2.根据权利要求1所述的多阶段屈服的金属阻尼器，其特征在于，所述腹板（3）和所述波纹钢板（4）之间设置承重件（6），所述承重件（6）紧贴所述腹板（3）和所述波纹钢板（4），且为所述腹板（3）和波纹钢板（4）提供刚度支撑。
3.根据权利要求1所述的多阶段屈服的金属阻尼器，其特征在于，还包括铅棒（7），所述铅棒（7）贯穿所述波纹钢板（4）、所述腹板（3）以及所述弹性件（5）设置。
4.根据权利要求3所述的多阶段屈服的金属阻尼器，其特征在于，所述铅棒（7）设置在所述波纹钢板（4）的波峰和/或波谷的位置。
5.根据权利要求4所述的多阶段屈服的金属阻尼器，其特征在于，所述铅棒（7）沿所述波纹钢板（4）的竖直方向至少设置2个，且所述铅棒...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵东卓，陈士哲，何嘉年，陈铮，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：
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