[發(fā)明專(zhuān)利]一種交叉支撐型消能器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410795342.7
• 申請(qǐng)日: 2014-12-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104453009A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃鎮(zhèn);吳鵬;覃作偉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E04B1/98
• 分類(lèi)號(hào): E04B1/98
• 代理公司: 南京瑞弘專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種建筑工程用減震裝置，特別涉及一種支撐型消能器。

背景技術(shù)

金屬消能器是消能器的一種常見(jiàn)類(lèi)型，利用金屬屈曲吸收地震能量，由于其性能穩(wěn)定、成本較低且加工方便的優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)在國(guó)內(nèi)外得到了廣泛的應(yīng)用。

目前廣泛采用的金屬消能器主要有拉壓型、彎曲型和剪切型消能器。其中，剪切型消能器剛度大，控制側(cè)移方便，但其容易發(fā)生面外鼓曲，造成滯回環(huán)捏縮，無(wú)法實(shí)現(xiàn)全截面屈服，且邊角處存在明顯的應(yīng)力集中，容易提前出現(xiàn)裂縫，大大削弱了消能器的疲勞壽命，影響消能器正常工作。此外，此消能器的耗能部件與固定部件主要采用焊接的方式，存在殘余應(yīng)力，而局部殘余應(yīng)力可能已使材料屈服，因而顯著影響著消能器的減震效果。為了解決這種問(wèn)題，工程界提出了三種解決方法：1.焊接加勁肋，該方法存在殘余應(yīng)力和變形；2.開(kāi)縫，該方法會(huì)切斷拉力場(chǎng)，從而削弱剛度；3.另設(shè)裝置約束面外變形，該方法構(gòu)造復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)，提出一種交叉支撐型消能器，該消能器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且滯回性能穩(wěn)定。

技術(shù)方案：一種交叉支撐型消能器，包括上頂板、下頂板、若干組核心耗能部件以及耳板；其中，所述每組核心耗能部件包括兩條成交叉設(shè)置核心板條以及銷(xiāo)釘，所述每條核心板條的兩端和中間位置設(shè)有通孔，所述銷(xiāo)釘穿過(guò)兩條核心板條的中間通孔，兩條核心板條分別通過(guò)穿過(guò)其兩端通孔的銷(xiāo)釘連接耳板，所述若干耳板均固定在上頂板和下頂板上。

進(jìn)一步的，所述每個(gè)耳板與核心板條接觸面貼有聚四氟乙烯板。

進(jìn)一步的，所述每個(gè)耳板與上頂板或下頂板之間采用全熔透焊縫連接。

進(jìn)一步的，所述每個(gè)耳板的通孔內(nèi)涂覆石墨粉或潤(rùn)滑油。

進(jìn)一步的，所述每組耗能部件中的兩條核心板條之間設(shè)有穿過(guò)銷(xiāo)釘?shù)膲|片，所述墊片表面設(shè)有減摩材料。

進(jìn)一步的，所述銷(xiāo)釘采用螺栓、螺母結(jié)構(gòu)，所述螺栓的螺帽、螺栓與通孔的接觸位置，以及螺母與耳板或核心板條接觸的表面均涂覆減磨材料。

進(jìn)一步的，所述核心板條采用225MPa以下低屈服點(diǎn)鋼或延性率為0.45～0.5的鋼材。

有益效果：本發(fā)明提出的消能器主要由核心板條和連接構(gòu)件組成。核心板條兩端通孔通過(guò)銷(xiāo)釘與連接上下頂板的耳板相連。核心板條數(shù)量為偶數(shù)，兩兩交叉成對(duì)布置，交叉的一對(duì)核心板條中點(diǎn)通過(guò)銷(xiāo)釘連接。核心板條只存在軸向變形，利用核心板條的軸向變形耗散地震能量，其理論滯回曲線如圖6所示。核心板條中點(diǎn)處的銷(xiāo)釘起連接兩核心板條和減小計(jì)算長(zhǎng)度的作用。消能器在工作時(shí)，總是一核心板條受壓，另一核心板條受拉；受壓的核心板條在較大壓應(yīng)力作用下會(huì)發(fā)生屈曲失穩(wěn)，影響消能器耗能能力，受拉核心板條則沒(méi)有此問(wèn)題。本發(fā)明設(shè)置銷(xiāo)釘將兩不同受力狀態(tài)的板條相互聯(lián)系，利用受拉板條為受壓板條提供側(cè)向約束，減小受壓板條的計(jì)算長(zhǎng)度，可以有效地防止板條出現(xiàn)屈曲失穩(wěn)，保證其有效的耗能能力。此外，工程中可根據(jù)需要增加核心板條對(duì)數(shù)以對(duì)出力和剛度等進(jìn)行控制，設(shè)計(jì)上也具有簡(jiǎn)便性和靈活性。

耳板銷(xiāo)釘孔通過(guò)涂覆石墨粉或輪滑油來(lái)減小摩擦，保證核心板條工作時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)能力。兩條核心板條接觸位置貼有聚四氟乙烯板，兩條核心板條之間設(shè)置表面附有減磨材料的墊片，從而進(jìn)一步的減小核心板轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的摩擦。本發(fā)明提供了一種設(shè)計(jì)制作簡(jiǎn)單、耗能能力好、受力明確、性能穩(wěn)定且造價(jià)較低的交叉支撐型消能器。

附圖說(shuō)明

圖1為具有一組核心耗能部件的交叉支撐型消能器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為具有兩組核心耗能部件的交叉支撐型消能器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為該交叉支撐型消能器裝配構(gòu)造示意圖；

圖4為該交叉支撐型消能器核心板條示意圖；

圖5為該交叉支撐型消能器所用銷(xiāo)釘示意圖；

圖6為該交叉支撐型消能器的理論滯回曲線。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做更進(jìn)一步的解釋。