[發明專利]四凹邊多孔金屬阻尼器

無效

• 申請號: 201110318328.4
• 申請日: 2011-10-19
• 公開（公告）號: CN102392498A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發明（設計）人: 張延年;馬良;鄭怡;汪青杰
• 申請（專利權）人: 沈陽建筑大學
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98
• 代理公司: 沈陽杰克知識產權代理有限公司 21207
• 代理人: 李宇彤

技術領域

本發明涉及一種建筑結構震動控制裝置，特別是涉及一種建筑結構震動控制的建筑用四凹邊多孔金屬阻尼器。

背景技術

結構消能減振技術是把結構的某些非承重構件(如支撐、剪力墻、連接件等)設計成消能桿件，或在結構的某些部位(層間空間、節點、連接縫等)安裝消能裝置。在小風或小震時，這些消能桿件(或消能裝置)和結構本身具有足夠的側向剛度以滿足使用要求，結構處于彈性狀態；當出現大震或大風時，隨著結構側向變形的增大，消能構件或消能裝置率先開始工作，產生較大阻尼，大量消耗輸入結構的地震或風振能量，使結構的動能或彈性勢能等能量轉化成熱能等形式耗散掉，迅速衰減結構的地震或風振反應(位移、速度、加速度等)，使主體結構避免出現明顯的非彈性狀態，保護主體結構及構件在強震或大風中免遭破壞。因為地震等原因傳輸給建筑結構的外部能量，是結構產生振動的根源，所以在結構中設置耗能裝置，增加耗能量，將會減少結構的振動反應。

由于金屬材料進入塑性以后具有良好的滯回性能，因而被用來制作各種類型的耗能裝置。金屬阻尼器裝置一般由低屈服點或者極低屈服點金屬和其定位裝置組裝而成的一種被動耗能減震裝置。其抗震機理簡單，造價低，效果顯著，同時，耗能裝置一般是作為非承重構件安裝在結構中，在正常使用狀態下，其能夠提高結構的整體剛度；在小震情況下，建筑結構本身就能夠滿足抗震設防要求，此時結構的變形相對較小，金屬阻尼器不進入或較少部分進入塑性階段；在遇到大震或罕遇地震時，金屬阻尼器要率先進入塑性階段，依靠其產生的塑性性能來減少結構的地震反應，其破壞不會影響整體結構的使用。耗能裝置既可以用于新建工程結構的抗震設計也可以用于已有建筑的加固維修，具有良好的經濟效益。

軟鋼阻尼器是充分利用軟鋼進入塑性階段后具有良好的滯回特性。1972年，Kelly和Skinner等美國學者首先開始研究利用軟鋼的這種性能來控制結構的動力反應，并提出軟鋼阻尼器的幾種形式，包括扭轉梁、彎曲梁、U形條耗能器等。隨后，其它學者又相繼提出許多形式各異的軟鋼阻尼器，其中比較典型的如X形、三角形板軟鋼阻尼器、E型鋼阻尼器、C型鋼阻尼器。經過國內外許多學者的理論分析和實驗研究，證實軟鋼阻尼器具有穩定的滯回特性，良好的低周疲勞性能，長期的可靠性和不受環境、溫度影響等特點，是一種很有前途的阻尼器。

然而，一些軟鋼阻尼器受力屈服后，局部應力和應變集中現象嚴重，致使阻尼器塑性分布不均勻，沒有充分發揮材料的潛能。

發明內容

本發明的發明目的是通過設計阻尼器的外形，使阻尼器的塑性分布更均勻，并通過在阻尼器內部開孔，不僅節省材料，使阻尼器的耗能更充分；本發明的目的在于提供一種四凹邊多孔金屬阻尼器，安裝于框架X形支撐上，在正常狀態下使用時能夠增大建筑結構的整體剛度，而在遇到地震時，利用四凹邊多孔金屬阻尼器的屈服耗能能夠減少建筑結構的地震反應，對建筑結構起到很好的保護作用。

四凹邊多孔金屬阻尼器，它包括耗能部位、固定部位、螺栓孔、內設圓掏孔和工字鋼，其特征在于：耗能部位為四凹邊軟鋼，中間耗能部位外輪廓為四邊向內凹的弧形，耗能部位中心內設一個圓掏孔，在該圓掏孔周圍設置4個圓掏孔，4個圓掏孔分別對應四個固定部位。固定部位為矩形形式，在其中設置螺栓孔，其四凹邊多孔金屬阻尼器的固定連接形式包括矩形連接金屬和螺栓。其螺栓連接四凹邊多孔金屬阻尼器包括固定部位和耗能部位兩部分，固定部位為矩形形式，在其中設置螺栓孔；中間耗能部位外輪廓為四邊向內凹的弧形，內部采用圓形掏孔。

所述的四凹邊多孔金屬阻尼器，其固定連接形式包括矩形連接金屬和螺栓。

本發明的優點四凹邊多孔金屬阻尼器初始剛度較大、無明顯應力集中現象、鋼材屈服面積大、耗能效果好、鋼材利用率高，同時四凹邊多孔金屬阻尼器的制作、安裝簡單、使用方便，既可以用于新建建筑工程的抗震設計，也可以用于已有工程的加固維修。

附圖說明

圖1為本發明采用螺栓連接的四凹邊多孔金屬阻尼器。

圖2為本發明采用螺栓連接的四凹邊多孔金屬阻尼器的固定連接形式。

圖3為圖2的剖面圖。

圖中，1為耗能部位；2為固定部位；3為螺栓孔；4為內設圓掏孔、5為工字鋼。

具體實施方式

下面結合技術方案和參照附圖對本發明進行詳細說明。

本發明提出的四凹邊多孔金屬阻尼器如圖1~圖3所示。

四凹邊多孔金屬阻尼器主要由耗能部位1、固定部位2、螺栓孔3、內設圓掏孔4和工字鋼5組成。