[發明專利]軟鋼與摩擦阻尼器

有效

• 申請號: 201310429481.3
• 申請日: 2013-09-22
• 公開（公告）號: CN103541452A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 張延年;汪青杰;鄭怡;徐春一;劉陽;董錦坤;王英峽
• 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軟鋼與摩擦阻尼器。

背景技術

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，包括軟鋼屈服阻尼器、鉛阻尼器和形狀記憶合金(shape?memory?alloys，簡稱SMA)阻尼器等。它對結構進行振動控制的機理是將結構振動的部分能量通過金屬的屈服滯回耗能耗散掉，從而達到減小結構反應的目的。

軟鋼屈服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，并提出軟鋼屈服阻尼器的幾種形式，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屈服阻尼器，其中比較典型的如X形、三角形板軟鋼屈服阻尼器、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，證實軟鋼屈服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，是一種很有前途的耗能器。

摩擦阻尼器作為一種耗能裝置，因其耗能能力強，荷載大小、頻率對其性能影響不大，且構造簡單，取材容易，造價低廉，因而具有很好的應用前景。特別是在控制結構近斷層地震反應和中高層結構地震反應方面有獨特優勢。摩擦阻尼器對結構進行振動控制的機理是：阻尼器在主要結構構件屈服前的預定荷載下產生滑移或變形，依靠摩擦或阻尼耗散地震能量，同時，由于結構變形后自振周期加長，減小了地震輸入，從而達到降低結構地震反應的目的。摩擦阻尼器的發展始于20世紀70年代末，隨后為適應不同類型的建筑結構，國內外學者陸續研制開發了多種摩擦阻尼器，其摩擦力大小易于控制，可方便地通過調節預緊力大小來確定。目前，研究開發的摩擦阻尼器主要有：普通摩擦阻尼器、Pall摩擦阻尼器、Sumitomo摩擦阻尼器、摩擦剪切鉸阻尼器、滑移型長孔螺栓節點阻尼器、T形芯板摩擦阻尼器、擬粘滯摩擦阻尼器、多級摩擦阻尼器以及一些摩擦復合耗能器。

如果摩擦阻尼器提供的力過大，就需要提高正壓力，因此會致使計算的參數誤差較大，也容易造成耗能效果顯著降低，并且也容易造成裝置的失效。因此，采用軟鋼與摩擦阻尼器聯合使用，提高阻尼器的可靠性。

發明內容

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本發明的目的在于提供一種軟鋼與摩擦阻尼器，主要為了改善軟鋼屈服阻尼器的變形能力和耗能能力。將軟鋼屈服與摩擦聯合阻尼器安裝在交叉支撐節點，有效控制軟鋼的嚴重變形，保證軟鋼始終具有良好的耗能能力，而摩擦阻尼器具有良好的耗能能力，二者聯合作用，充分發揮二者的優點，有效控制結構的風振和地震反應，保護結構安全。

本發明的目的是通過如下技術方案實現的：

軟鋼與摩擦阻尼器主要由橢圓形摩擦板、軟鋼板、固定板、中軸錨栓、耗能板體安裝錨栓、安裝螺孔、墊板、中軸螺孔、固定板螺孔、摩擦板彈簧卡口（和彈簧組成。其特征在于：兩個橢圓形摩擦板交叉設置，兩個長軸相互垂直；兩個橢圓形摩擦板的外側分別設置軟鋼板，兩個橢圓形摩擦板和兩個軟鋼板組成矩形耗能體。在橢圓形摩擦板和軟鋼板的形心設置中軸錨栓；?兩個橢圓形摩擦板的形心分別設置彈簧。在兩個橢圓形摩擦板的長軸端部和軟鋼板四個角部分別設置固定板螺孔。在矩形耗能體的四個角部分別安裝固定板，固定板的軸線與中軸錨栓和耗能板體安裝錨栓形心的連線的夾角在10°~20°之間。固定板之間設置墊板。在兩個橢圓形摩擦板的形心分別設置摩擦板彈簧卡口，兩個摩擦板彈簧卡口的卡口方向相反。

本發明的效果和優點是具有較大的初始剛度，在風振和地震作用下，能夠迅速進入耗能狀態，并且在大變形下仍具有較好的耗能能力。整個系統的受力均勻、穩定、節省材料，又保證耗能體系穩固、有效，構造簡單，經濟實用。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。方案是在總結國內外的經驗和反復試驗取得的，還要通過安全計算。

附圖說明

圖1為本發明軟鋼與摩擦阻尼器正視示意圖；

圖2為本發明軟鋼與摩擦阻尼器俯視示意圖；

圖3為圖2的A-A剖面圖。

圖中，1為橢圓形摩擦板；2為軟鋼板；3為固定板；4為中軸錨栓；5為耗能板體安裝錨栓；6為安裝螺孔；7為墊板；8為中軸螺孔；9為固定板螺孔；10為摩擦板彈簧卡口；11為彈簧。

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。