[發(fā)明專利]鋼鉛疊層環(huán)形阻尼器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210428758.6
• 申請(qǐng)日: 2012-11-01
• 公開（公告）號(hào): CN103790254B
• 公開（公告）日: 2016-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張延年;汪青杰;徐春一;鄭怡;劉陽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沈陽建筑大學(xué)
• 主分類號(hào): E04B1/98
• 分類號(hào): E04B1/98
• 代理公司: 遼寧沈陽國興知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21100
• 代理人: 劉文生

技術(shù)領(lǐng)域

?本發(fā)明涉及一種建筑結(jié)構(gòu)震動(dòng)控制裝置，特別是涉及一種建筑結(jié)構(gòu)震動(dòng)控制的建筑用鋼鉛疊層環(huán)形阻尼器。

背景技術(shù)

結(jié)構(gòu)消能減振技術(shù)是把結(jié)構(gòu)的某些非承重構(gòu)件(如支撐、剪力墻、連接件等)設(shè)計(jì)成消能桿件，或在結(jié)構(gòu)的某些部位，層間空間、節(jié)點(diǎn)、連接縫等，安裝消能裝置。在小風(fēng)或小震時(shí)，這些消能桿件或消能裝置和結(jié)構(gòu)本身具有足夠的側(cè)向剛度以滿足使用要求，使結(jié)構(gòu)處于彈性狀態(tài)；當(dāng)出現(xiàn)大震或大風(fēng)時(shí)，隨著結(jié)構(gòu)側(cè)向變形的增大，消能構(gòu)件或消能裝置率先開始工作，產(chǎn)生較大阻尼，大量消耗輸入結(jié)構(gòu)的地震或風(fēng)振能量，使結(jié)構(gòu)的動(dòng)能或彈性勢(shì)能等能量轉(zhuǎn)化成熱能等形式耗散掉，迅速衰減結(jié)構(gòu)的地震或風(fēng)振反應(yīng)，位移、速度、加速度等，使主體結(jié)構(gòu)避免出現(xiàn)明顯的非彈性狀態(tài)，保護(hù)主體結(jié)構(gòu)及構(gòu)件在強(qiáng)震或大風(fēng)中免遭破壞。因?yàn)榈卣鸬仍騻鬏斀o建筑結(jié)構(gòu)的外部能量，是結(jié)構(gòu)產(chǎn)生振動(dòng)的根源，所以在結(jié)構(gòu)中設(shè)置耗能裝置，增加耗能量，將會(huì)減少結(jié)構(gòu)的振動(dòng)反應(yīng)。

金屬屈服阻尼器(metallic?yielding?damper)是用軟鋼或其它軟金屬材料做成的各種形式的阻尼耗能器。金屬屈服后具有良好的滯回性能，利用某些金屬具有的彈塑性滯回變形耗能，包括軟鋼阻尼器、鉛阻尼器和形狀記憶合金(shape?memory?alloys，簡(jiǎn)稱SMA)阻尼器等。它對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行振動(dòng)控制的機(jī)理是將結(jié)構(gòu)振動(dòng)的部分能量通過金屬的屈服滯回耗能耗散掉，從而達(dá)到減小結(jié)構(gòu)反應(yīng)的目的。

軟鋼阻尼器是充分利用軟鋼進(jìn)入塑性階段后具有良好的滯回特性。1972年，Kelly和Skinner等美國學(xué)者首先開始研究利用軟鋼的這種性能來控制結(jié)構(gòu)的動(dòng)力反應(yīng)，并提出軟鋼阻尼器的幾種形式，包括扭轉(zhuǎn)梁、彎曲梁、U形條耗能器等。隨后，其它學(xué)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形軟鋼阻尼器、三角形板軟鋼阻尼器、E型鋼阻尼器、C型鋼阻尼器。經(jīng)過國內(nèi)外許多學(xué)者的理論分析和實(shí)驗(yàn)研究，證實(shí)軟鋼阻尼器具有穩(wěn)定的滯回特性，良好的低周疲勞性能，長(zhǎng)期的可靠性和不受環(huán)境、溫度影響等特點(diǎn)，是一種很有前途的耗能器。

鉛阻尼器是充分利用鉛具有密度大、熔點(diǎn)低、塑性高、強(qiáng)度低、耐腐強(qiáng)、潤(rùn)滑能力強(qiáng)等特點(diǎn)，同時(shí)由于具有較高的延性和柔性，所以在變形過程中可以吸收大量的能量，并具有較強(qiáng)的變形跟蹤能力，而且通過動(dòng)態(tài)回復(fù)和再結(jié)晶過程，其組織和性能還可恢復(fù)至變形前的狀態(tài)，因此鉛阻尼器具有使用壽命不受限制、提供的阻尼可靠、對(duì)位移變化敏感、構(gòu)造簡(jiǎn)單、工作中不需要維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。但是它具有恢復(fù)性差及鉛污染等缺點(diǎn)。

全金屬阻尼器具有可恢復(fù)變形大、阻尼能力強(qiáng)以及耐久性、抗腐蝕性、抗疲勞性能好、工作溫度范圍大和維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。

目前研究開發(fā)的鋼鉛阻尼器有中國專利號(hào)200510033467.7公開了一種名稱為“鋼鉛組合耗能器”發(fā)明專利；中國專利號(hào)?201010282519.5公開了一種名稱為“一種鋼鉛阻尼器”的發(fā)明專利；中國專利號(hào)?201110318337.3公開了一種名稱為“鋼鉛拉壓阻尼器”的發(fā)明專利；這些阻尼器都不能很好地用于剪切受力部位的耗能。但這些發(fā)明構(gòu)造相對(duì)復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)上述存在的技術(shù)問題，目的在于提供一種材料利用率高、耗能效果好，在正常狀態(tài)下使用時(shí)能夠增大建筑結(jié)構(gòu)的整體剛度，而在遇到地震時(shí)，利用鋼鉛疊層環(huán)形阻尼器的屈服耗能能夠減少建筑結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)起到很好的保護(hù)作用的鋼鉛疊層環(huán)形阻尼器。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明解決技術(shù)問題的技術(shù)方案是：

鋼鉛疊層環(huán)形阻尼器，包括：軟鋼耗能筒、鉛耗能筒以及鋼支撐，其軟鋼耗能筒和鉛耗能筒交替疊層放置構(gòu)成耗能筒；方筒形的連接板將耗能筒的耗能部位箍住，四個(gè)連接板相對(duì)于耗能筒的中心兩兩對(duì)稱，并構(gòu)成一個(gè)“X”形，帶有螺孔的各固定板分別與各連接板固連。

所述的固定板采用螺栓分別與鋼支撐連接。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)和效果：

本發(fā)明由于采用軟鋼耗能筒和鉛耗能筒疊層放置構(gòu)成耗能筒，連接板采用方筒形將耗能部位箍住，四個(gè)連接板相對(duì)于耗能筒的中心兩兩對(duì)稱，并構(gòu)成一個(gè)“X”形，安裝于框架“X”支撐上，在正常狀態(tài)下使用時(shí)能夠增大建筑結(jié)構(gòu)的整體剛度，而在遇到地震時(shí)，利用鋼鉛疊層環(huán)形阻尼器的屈服耗能能夠減少建筑結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)起到很好的保護(hù)作用。