[實(shí)用新型]一種粘彈性-防屈曲耗能支撐

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520441071.5
• 申請日: 2015-06-25
• 公開（公告）號: CN204753879U
• 公開（公告）日: 2015-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王兵
• 申請（專利權(quán)）人: 河北鴻筑源科技有限公司
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98
• 代理公司: 石家莊國域?qū)＠虡?biāo)事務(wù)所有限公司 13112
• 代理人: 胡澎

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種防屈曲支撐構(gòu)件，具體地說是一種粘彈性-防屈曲耗能支撐。

背景技術(shù)

粘彈性阻尼器能夠?yàn)榻Y(jié)構(gòu)提供一定剛度的同時(shí)提供較大的阻尼；它的力與位移滯回曲線近似于橢圓形，耗能能力強(qiáng)，能夠有效減小建筑物的風(fēng)振及地震反應(yīng)。與位移相關(guān)型阻尼器相比（例如防屈曲耗能支撐），粘彈性阻尼器在所有振動(dòng)條件下都能進(jìn)行耗能，即使在較小的振動(dòng)條件下，也能夠進(jìn)行耗能。它不像滯回耗能裝置（如金屬耗能裝置和摩擦耗能裝置）那樣需要有較大的相對位移才能發(fā)生屈服變形或克服摩擦力以發(fā)揮它們的耗能作用。所以粘彈性阻尼器既能同時(shí)用于結(jié)構(gòu)的地震和風(fēng)振控制，又避免了其它耗能（阻尼）器存在的耗能器初始剛度如何與結(jié)構(gòu)側(cè)移剛度相匹配的問題。

現(xiàn)有技術(shù)中，防屈曲支撐是一種通過鋼材的軸向壓拉來消耗能量的位移相關(guān)型阻尼器，它主要由防屈曲支撐內(nèi)芯單元和外圍約束約束機(jī)構(gòu)組成，內(nèi)芯單元與外圍約束機(jī)構(gòu)間留有間隙或采用無粘結(jié)材料填充。防屈曲支撐內(nèi)芯作為軸向受力構(gòu)件，其在外圍約束機(jī)構(gòu)的側(cè)向約束下，當(dāng)受到拉力和壓力的作用時(shí)，均能達(dá)到全截面的充分屈服，能夠更好地消耗輸入結(jié)構(gòu)的地震能量，從而起到抗震耗能的作用。

理想的防屈曲支持要求其性能為：一是低屈服性，以確保在小震下就可以耗能；二是耗能能力大，以保證在大震下也可以達(dá)到減震耗能的效果；三是變形量大，以與地震作用下的建筑物的層間變形相適應(yīng)。

然而，在實(shí)際實(shí)施過程中，防屈曲支撐存在有以下兩個(gè)問題：一是由于防屈曲耗能支撐屬于位移相關(guān)型耗能構(gòu)件，與主體結(jié)構(gòu)相對層間位移大小有關(guān)，當(dāng)結(jié)構(gòu)處于小震狀態(tài)下時(shí)，結(jié)構(gòu)層間相對位移較小，難以達(dá)到防屈曲耗能支撐層間屈服位移，構(gòu)件處于彈性狀態(tài)，不能實(shí)現(xiàn)耗能的預(yù)期目標(biāo)，無法消減由于小震產(chǎn)生的慣性力及結(jié)構(gòu)振動(dòng)，同時(shí)在正常使用條件下無法消減風(fēng)荷載、室外環(huán)境等引起的結(jié)構(gòu)振動(dòng)。二是防屈曲支撐為結(jié)構(gòu)增加了剛度的同時(shí)附帶了一定的重量，這樣就需要主體結(jié)構(gòu)承受由此產(chǎn)生的重力和地震慣性力，增大了主體結(jié)構(gòu)的受力。對于使用要求（如小側(cè)移、微振動(dòng)等）較高、振源較強(qiáng)但有減振需求，或是中等程度（如設(shè)防烈度）地震下需要確保建筑功能性，同時(shí)，在罕遇地震下需要保證優(yōu)異的抗震性能的情況下，單一使用防屈曲支撐技術(shù)就難以做到兩者兼顧了。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的就是提供一種粘彈性-防屈曲耗能支撐，以解決現(xiàn)有防屈曲耗能支撐會增大主體結(jié)構(gòu)的受力并且在小震狀態(tài)下無法消減由小震所產(chǎn)生的慣性力及結(jié)構(gòu)振動(dòng)、在正常狀態(tài)下無法消減結(jié)構(gòu)振動(dòng)的問題。

本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種粘彈性-防屈曲耗能支撐，包括內(nèi)芯耗能單元、Ⅰ級外圍約束機(jī)構(gòu)、Ⅱ級外圍約束機(jī)構(gòu)、粘彈性材料構(gòu)件、端部封板構(gòu)件和無粘結(jié)填充材料構(gòu)件。

所述內(nèi)芯耗能單元包括“一”字形耗能內(nèi)芯構(gòu)件和端部加勁肋構(gòu)件；所述“一”字形耗能內(nèi)芯構(gòu)件為端部寬、中部窄的長條板體，所述端部加勁肋構(gòu)件焊接在所述“一”字形耗能內(nèi)芯構(gòu)件兩端寬體部的頂面中心線和兩端寬體部的底面中心線上，所述內(nèi)芯耗能單元的兩個(gè)端部分別組成截面為十字形的端部基體。

所述Ⅰ級外圍約束機(jī)構(gòu)包括四個(gè)方鋼管構(gòu)件和四個(gè)連接板構(gòu)件；所述方鋼管構(gòu)件設(shè)置在所述內(nèi)芯耗能單元周圍四角；所述連接板構(gòu)件焊接在相鄰兩個(gè)所述方鋼管構(gòu)件的共面外側(cè)壁上，方鋼管構(gòu)件與連接板構(gòu)件組成內(nèi)部為“十”字型的空腔；所述連接板構(gòu)件的兩端分別開有中心穿插條縫，所述“一”字形耗能內(nèi)芯構(gòu)件的兩端寬體部的側(cè)沿或所述端部加勁肋構(gòu)件的側(cè)沿穿插在所在位置上的所述連接板構(gòu)件的中心穿插條縫中；所述Ⅰ級外圍約束機(jī)構(gòu)的一端焊接在所述內(nèi)芯耗能單元一端的所述端部基體上，所述Ⅰ級外圍約束機(jī)構(gòu)的另一端為自由端。

所述Ⅱ級外圍約束機(jī)構(gòu)是由四個(gè)鋼板構(gòu)件通過沿邊依次相接所組成的方形筒體，每個(gè)所述鋼板構(gòu)件位于所述Ⅰ級外圍約束機(jī)構(gòu)中的一個(gè)所述連接板構(gòu)件的外端面；在每個(gè)所述鋼板構(gòu)件的兩端分別開有中心穿接條縫，所述“一”字形耗能內(nèi)芯構(gòu)件兩端寬體部的側(cè)沿或所述端部加勁肋構(gòu)件的側(cè)沿穿接在所在位置上的所述鋼板構(gòu)件的中心穿接條縫中，所述鋼板構(gòu)件其中一端的中心穿接條縫與所穿入的所述“一”字形耗能內(nèi)芯構(gòu)件的側(cè)沿或所穿入的所述端部加勁肋構(gòu)件側(cè)沿通過焊接方式固定相接，所述Ⅱ級外圍約束機(jī)構(gòu)的另一端為自由端，所述Ⅱ級外圍約束機(jī)構(gòu)的自由端與所述Ⅰ級外圍約束機(jī)構(gòu)的自由端分設(shè)在所述內(nèi)芯耗能單元的兩端。

所述粘彈性材料構(gòu)件設(shè)置在所述鋼板構(gòu)件與所述連接板構(gòu)件之間，使所述Ⅰ級外圍約束機(jī)構(gòu)與所述Ⅱ級外圍約束機(jī)構(gòu)連接在一起。

所述Ⅰ級外圍約束機(jī)構(gòu)與端部封板構(gòu)件間留有間隙；所述Ⅱ級外圍約束機(jī)構(gòu)與端部封板構(gòu)件間留有間隙。