一种双向剪切金属阻尼器
技术领域
本发明涉及建筑结构抗震防灾
技术领域
，特别涉及一种双向剪切金属阻尼器。背景技术
在地震作用下，常规建筑结构不可避免地出现损伤，消能构件的引入可以有效地耗散地震能量，使结构的变形主要集中在消能构件中，从而减轻、甚至避免地震对建筑结构造成的破坏作用。剪切型金属阻尼器，作为结构消能抗震及防灾减灾领域中的一种被动控制装置，其构造简单以及成本低廉，因而在抗震领域得到广泛的应用。
目前，现有技术中的金属剪切阻尼器仅考虑其在建筑结构的主轴之一的方向平面内提供承载力、刚度和耗能能力。然而，实际地震作用往往并不会沿着结构主轴方向发生，结构在地震作用下会呈现双向耦合的变形特征；现有金属剪切阻尼器多为平面内单方向耗能，难以适应双向耦合变形，无法在双向耦合变形下提供稳定可靠的承载力、刚度和耗能能力。
发明内容
本发明的目的是提供一种双向剪切金属阻尼器，能够实现双向分别耗能，也能有效适应双向耦合变形，可在双向耦合变形下提供稳定可靠的承载力、刚度和耗能能力。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种双向剪切金属阻尼器，包括两块上下相对设置的端板，两块端板之间连接有相互垂直的横向耗能板及纵向耗能板，所述纵向耗能板的一边与所述横向耗能板的侧壁相接触，所述横向耗能板及所述纵向耗能板的上下两端均与对应端板转动连接，所述横向耗能板可向所述纵向耗能板方向来回转动，所述纵向耗能板可向所述横向耗能板方向来回转动。
通过采用上述技术方案，当地震作用沿阻尼器横向作用时，横向耗能板横向剪切变形，消耗地震产生的能量，此时横向耗能板两侧的纵向耗能板横向转动，不变形耗能，仅起到约束横向板的作用；
当地震作用沿阻尼器纵向作用时，横向耗能板两侧的纵向耗能板纵向剪切变形，消耗地震产生的能量，此时横向耗能板纵向转动，不变形耗能，仅起到约束纵向板的作用；
当地震作用方向在阻尼器非主轴方向作用时，在两端板约束下横向耗能板与纵向耗能板两主轴转动彼此限制，横向耗能板及纵向耗能板均耗能且转动，横向耗能板横向剪切变形多少，纵向耗能板横向转动多少，纵向耗能板纵向剪切变形多少，横向耗能板纵向转动多少，实现变形的双向耦合，横向耗能板及纵向耗能板均实现剪切耗能，消耗地震产生的能量。
本发明的进一步设置为：所述横向耗能板的两侧于对应纵向耗能板的两边均焊接有相互垂直的第一竖直加劲板及第一水平加劲板，所述纵向耗能板的两侧均焊接有相互垂直的第二竖直加劲板及第二水平加劲板，每一第一竖直加劲板及每一第二竖直加劲板靠近所述端板一端的外角均作切角处理。
本发明的进一步设置为：所述横向耗能板的上下两边均设置有分别与两块端板转动连接的横向连接轴，所述纵向耗能板的上下两边均设置有分别与两块端板转动连接的纵向连接轴。
本发明的进一步设置为：每一端板内侧的端面均开设有与对应横向连接轴转连接且截面呈圆头形的横向转动槽，每一端板内侧的端面均开设有与对应纵向连接轴转连接且截面呈圆头形的纵向转动槽，每一横向转动槽的两端均封闭，每一纵向转动槽得到两端均封闭。
本发明的进一步设置为：每一端板的内侧均于所述横向耗能板的两端设置有与对应横向连接轴转动连接的横向连接环，每一端板的内侧均于所述纵向耗能板的两端设置有与对应纵向连接轴转动连接的纵向连接环。
本发明的进一步设置为：所述纵向耗能板靠近所述横向耗能板的一边延伸设置有与所述横向耗能板相接触的延伸约束边，所述约束边的上下两边均不与所述纵向连接轴相连接。
本发明的进一步设置为：所述纵向耗能板于所述横向耗能板的两侧均至少设置有一块。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
其一、本发明可在地震作用沿阻尼器横向作用时，让横向耗能板单向变形耗能，当地震作用沿阻尼器纵向作用时，让纵向耗能板单向变形耗能，当地震作用方向在阻尼器非主轴方向作用时，横向耗能板及纵向耗能板同时变形耗能，能够有效适应双向耦合变形，可在双向耦合变形下提供稳定可靠的承载力、刚度和耗能能力；
其二、本发明中，横向耗能板及纵向耗能板与端板均单向转动连接，双向剪切耗能时，横向耗能板及纵向耗能板与端板的连接均不易损坏，使用寿命更长；
其三、变形耗能时，横向耗能板与纵向耗能板通过端板相互约束，使其都只能剪切变形，而不会弯曲变形，耗能能力强，不易弯曲损坏。
附图说明
图1是实施例一的整体结构示意图；
图2是实施例一的爆炸图；
图3是实施例二的整体结构示意图；
图4是实施例三的整体结构示意图。
图中：1、端板；2、横向耗能板；21、横向连接轴；3、纵向耗能板；31、纵向连接轴；32、延伸约束边；41、横向转动槽；42、纵向转动槽；51、横向连接环；52、纵向连接环；61、第一竖直加劲板；62、第一水平加劲板；71、第二竖直加劲板；72、第二水平加劲板。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“内”、“外”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。
此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，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。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。
实施例一，参照图1-2，一种双向剪切金属阻尼器，包括两块上下相对设置的端板1，两块端板1之间连接有相互垂直的横向耗能板2及纵向耗能板3，纵向耗能板3于横向耗能板2的两侧均设置有一块，纵向耗能板3的一边与横向耗能板2的侧壁相接触，横向耗能板2及纵向耗能板3的上下两端均与对应端板1转动连接，横向耗能板2可向纵向耗能板3方向来回转动，纵向耗能板3可向横向耗能板2方向来回转动。横向耗能板2的两侧于对应纵向耗能板3的两边均焊接有多条相互垂直的第一竖直加劲板61及第一水平加劲板62，纵向耗能板3的两侧均焊接有相互垂直的一条第二竖直加劲板71及一条第二水平加劲板72，每一第一竖直加劲板61及每一第二竖直加劲板71靠近端板1一端的外角均作切角处理。
横向耗能板2的上下两边均设置有一根分别与两块端板1转动连接的横向连接轴21，纵向耗能板3的上下两边均设置有一根分别与两块端板1转动连接的纵向连接轴31，每一端板1内侧的端面均开设有一条与对应横向连接轴21转连接且截面呈圆头形的横向转动槽41，每一端板1内侧的端面均开设有两条与对应纵向连接轴31转连接且截面呈圆头形的纵向转动槽42，每一横向转动槽41的两端均封闭，每一纵向转动槽42得到两端均封闭，安装时，可先让横向转动槽41及纵向转动槽42的外端开口，将横向耗能板2及纵向耗能板3分别插入横向转动槽41及纵向转动槽42后，再通过焊接将横向转动槽41及纵向转动槽42的端口封闭。纵向耗能板3靠近横向耗能板2的一边延伸设置有一条与横向耗能板2相接触的延伸约束边32，约束边的上下两边均不与纵向连接轴31相连接，延伸约束边32增加纵向耗能板3对横向耗能板2的约束能力。
实施例二，参照图3，一种双向剪切金属阻尼器，实施例二与实施例一相同的技术特征不再赘述，其不同的技术特征在于：每一端板1的内侧均不开设有横向转动槽41及纵向转动槽42。每一端板1的内侧均于横向耗能板2的两端设置有一个与对应横向连接轴21转动连接的横向连接环51，每一端板1的内侧均于每一纵向耗能板3的两端设置有一个与对应纵向连接轴31转动连接的纵向连接环52。安装时，可先将一端的横向连接环51及纵向连接环52焊接好，将横向耗能板2及纵向耗能板3安装到位后，再将另一端的横向连接环51及纵向连接环52连接好并焊接在对应的端板1上。
实施例三，参照图4，一种双向剪切金属阻尼器，实施例三与实施例一相同的技术特征不再赘述，其不同的技术特征在于：纵向耗能板3于横向耗能板2的两侧均设置有两块。
工作原理：当地震作用沿阻尼器横向作用时，横向耗能板2横向剪切变形，消耗地震产生的能量，此时横向耗能板2两侧的纵向耗能板3横向转动，不变形耗能；
当地震作用沿阻尼器纵向作用时，横向耗能板2两侧的纵向耗能板3纵向剪切变形，消耗地震产生的能量，此时横向耗能板2纵向转动，不变形耗能；
当地震作用方向在阻尼器非主轴方向作用时，在两端板1约束下横向耗能板2与纵向耗能板3两主轴转动彼此限制，横向耗能板2及纵向耗能板3均耗能且转动，横向耗能板2横向剪切变形多少，纵向耗能板3横向转动多少，纵向耗能板3纵向剪切变形多少，横向耗能板纵2向转动多少，实现变形的双向耦合，横向耗能板2及纵向耗能板3均实现剪切耗能，消耗地震产生的能量。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
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