[實用新型]具有穩定耗能能力的耗能器

無效

• 申請號: 200920041373.8
• 申請日: 2009-03-30
• 公開（公告）號: CN201377126Y
• 公開（公告）日: 2010-01-06
• 發明（設計）人: 吳京;王春林;葛漢彬
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 葉連生

技術領域

本實用新型涉及一種屈曲約束支撐耗能減震器，屬于土木工程領域，可用于新建或加固建筑工程結構，提高其整體耗能能力，從而提高結構抗震能力和安全性。

背景技術

在正常使用或多遇地震作用下，屈曲約束支撐耗能器作為結構構件，能為結構提供有效支撐；在基本烈度地震或罕遇地震作用下，它將利用金屬的屈服、滯回性能耗散地震輸入的能量，減小主體結構損傷，震后可以方便地予以更換。

已有的屈曲約束支撐耗能器一般由核心受力部件、屈曲約束部件、無粘結隔離和可壓縮層等部分組成。基本受力原理是：在屈曲約束部件的限制下，核心受力部件在整個受力過程中始終處于接近軸向受力狀態而不會發生整體或低階的局部屈曲，在外力作用下產生拉壓塑性變形從而消耗地震輸入結構的能量。

屈曲約束支撐的核心受力部件又可以劃分成以下三個區域：約束屈服段、約束非屈服段和無約束非屈服段。約束屈服段作為核心受力構件的最重要區域，以往最常見的截面形式為一字型、十字型截面。無約束非屈服段是屈曲約束支撐與主體結構相連的部分，通常為螺栓連接，也可采用焊接連接。為了保證耗能器在受力過程中僅在約束屈服段產生屈服效應，并保證端部連接的可靠性，需確保無約束非屈服段始終處于彈性狀態，為了達到這一目的，以往的措施為將加大無約束非屈服段的面積，并采取加勁肋等構造措施。約束非屈服段是連接約束屈服段和無約束屈服段的部分，由于兩者的面積不等，約束非屈服段作為兩者之間的過渡部分，截面的變化應該平緩，從而避免應力集中。核心受力構件常采用延性較好的Q235B鋼材或低屈服鋼材制作。

屈曲約束部件作為屈曲約束支撐的重要組成部分，需要有足夠的彎曲剛度，才能確保核心受力部件處于較為理想的軸向拉、壓受力狀態并產生拉壓塑性變形，從而使得屈曲約束支撐發揮優越的耗能性能。現有的屈曲約束支撐耗能器中，屈曲約束部件一般采用鋼套管內灌混凝土、砂漿的方式來為核心受力部件提供約束。由于混凝土或砂漿自重較大，給耗能器的制作、安裝及性能帶來不利影響。同時由于混凝土或砂漿質量的離散性，也影響了耗能器耗能性能的穩定發揮。現有屈曲約束支撐耗能器的另一個問題是通過加大端部截面來保護非屈曲段，但往往增加了制造時的困難。

發明內容

技術問題：本實用新型所要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，而提供一種構造合理、制造安裝方便，同時具有穩定耗能能力的耗能器。

技術方案：本實用新型的具有穩定耗能能力的耗能器包括核心受力部件、屈曲約束部件、定位部件，所述的核心受力部件為核心受力矩形管，所述的屈曲約束部件為內約束矩形管和外約束矩形管，所述的核心受力矩形管設置在內約束矩形管和外約束矩形管之間，且其長度大于內約束矩形管和外約束矩形管的長度，在所述的核心受力矩形管、內約束管與外約束管的一端采用定位栓固定，在所述的核心受力矩形管的中部沿管的四周等分設置有四個長槽；在所述的核心受力矩形管上設置有導流孔。所述的核心受力矩形管、內約束矩形管、約束矩形管之間為滑動配合。為了減少核心受力管端部約束非屈服段區域的應力集中程度，在所述的核心受力管上還設置有導流孔，該導流孔位于長槽的外側。

有益效果：與現有技術相比，本實用新型具有如下優點：

1、本實用新型具有穩定耗能能力的耗能器，包括核心受力矩形管以及內外約束矩形管，并通過在核心受力矩形管約束屈服段內開長槽的方式來確保約束非屈服段和無約束非屈服段處于彈性受力狀態，構造簡單，制作方便，易于實現。

2、通過在核心受力矩形管的長槽外設置導流孔，減小了核心受力矩形管端部約束非屈服段區域的應力集中程度，導流孔的設置可以使約束屈服段中的應力傳遞到約束非屈服段中時能夠適當分流，使約束非屈服段中的應力分布更加趨于平均化，從而保證這一區域中的應力始終處于較低水平而不會進入屈服狀態，保護約束非屈服段和無約束非屈服段，并使無約束非屈服段與端部連接板的連接更加可靠。

3、具有穩定耗能能力的耗能器全部由金屬制成，材料離散性小，性能穩定；顯著減小了屈曲約束支撐的重量，降低了施工難度；

4、具有穩定耗能能力的耗能器核心受力矩形管的無約束段采用矩形截面，在

各個方向上均具有較大的抗彎剛度，可有效防止該區段內產生整體或局部屈曲現象；

6、本實用新型的具有穩定耗能能力的耗能器在核心受力矩形管的約束屈服段不采用焊接工藝，沒有焊接殘余應力，也不產生焊接殘余變形，可進一步保證其性能的穩定。