[發明專利]一種多級耗能同心圓管阻尼器

有效

• 申請號: 201710878387.4
• 申請日: 2017-09-26
• 公開（公告）號: CN107905398B
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發明（設計）人: 魯正;廖元;張恒銳
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

本發明涉及一種多級耗能同心圓管阻尼器，包括連接板、外部耗能圓管、內部耗能圓管、固定活塞和固定圓筒。固定活塞固定于內部耗能圓管外側，固定圓筒連接在外部耗能圓管內側。外部耗能圓管、內部耗能圓管則通過固定圓筒和固定活塞相連，兩圓管之間存在間隙并且由外管的彎曲剛度確定。無外部激勵作用時外部耗能圓管、內部耗能圓管完全獨立，外部作用較小時，結構產生較小的橫向側移，只有外部耗能圓管發生變形耗散能量，隨著外部作用逐漸增大，外部耗能圓管和內部耗能圓管共同工作，均出現變形，顯著增加了能量耗散的水平，從而減少了主要構件的損壞程度。本發明結構形式簡單、適用性高、成本低，可以有效增強結構抗震性能。

技術領域

本發明涉及一種多級耗能同心圓管阻尼器，是一種具有可變強度和剛度的多層次行為的耗能阻尼器，可以在不同的地震水平上耗散地震能量，屬于建筑工程結構抗震技術領域。

背景技術

地震有著極大的破壞力，給社會帶來難以估計的損失，因此增加地震區域結構的延性和能量耗散的是必要的。使用金屬阻尼器是提高結構抗震性能的有效和適用方法之一，目前設計的軟鋼阻尼器包括矩形、三角形、X型、中空菱形等，主要用于消除大量的輸入能量，防止其他主要構件的破壞。兩級或多級控制系統是在同一時期吸引研究者的一種新方法，使結構以適應不同的外部條件，從而達到保護主體結構的安全。傳統的鋼結構中的支撐構件能夠有效增大結構的側向剛度，減小結構的側移，但是不能增大結構延展性，也不能消耗地震能量。

發明內容

為了解決傳統支撐構件技術上的不足，本發明的目的在于提出一種多級耗能同心圓管阻尼器。該裝置是一種具有可變強度和剛度的多層次行為的耗能阻尼器，可以在不同的地震水平上耗散地震能量，其次，可以有效增大結構延展性。

為了實現上述目的，本發明采取如下技術方案。

本發明提出的一種多級耗能的同心圓管阻尼器，包括連接板1、外部耗能圓管2、內部耗能圓管3、固定活塞4和固定圓筒5，其中：固定活塞4一端通過焊接固定于內部耗能圓管3，內部耗能圓管3兩側均設置固定活塞4，固定圓筒5連接于外部耗能圓管2內側；固定活塞４另一端伸入固定圓筒５內，固定活塞４能在固定圓筒５來回移動；使外部耗能圓管2、內部耗能圓管3通過固定圓筒5和固定活塞4相連，外部耗能圓管2和內部耗能圓管3之間存在間隙，并且由外部耗能圓管的彎曲剛度確定；外部耗能圓管2和內部耗能圓管3為同心布置，無外部激勵作用時，外部耗能圓管2和內部耗能圓管3完全獨立；外部作用較小時，結構產生較小的橫向側移，只有外部耗能圓管2發生變形耗散能量；外部作用較大時，外部耗能圓管2和內部耗能圓管3共同工作，均出現變形，顯著增加了能量耗散水平，從而減少了主要構件的損壞程度。

本發明中，外部耗能圓管2和內部耗能圓管3均為無縫鋼管，可在內部耗能圓管3內繼續嵌套圓管。

本發明中，外部耗能圓管2和內部耗能圓管3的直徑之比為1.5~2，外部耗能圓管2和內部耗能圓管3的直徑與厚度之比均為15~25，外部耗能圓管2和內部耗能圓管3之間的間隙為外部耗能圓管2外直徑的0.05-0.07。

本發明中，外部耗能圓管2與固定圓筒5、內部耗能圓管3與固定活塞4均采用焊接連接，并且在連接處局部加厚圓管。

本發明中，多級耗能同心圓管阻尼器的失效荷載小于支撐構件的臨界屈曲載荷。

與現有技術相比，本發明的優點如下：

1）本發明是一種具有可變強度和剛度的多層次行為的耗能阻尼器，可以在不同的地震水平上耗散地震能量。

2）本發明適用性高，可以有效增大結構延展性。

附圖說明

圖1為本發明多級耗能同心圓管阻尼器正立面圖；

圖2為本發明多級耗能同心圓管阻尼器側立面圖；

圖3為本發明多級耗能同心圓管阻尼器A-A剖面圖；