[發明專利]方框-鉛粘彈性復合耗能器

有效

• 申請號: 201810170574.1
• 申請日: 2018-03-01
• 公開（公告）號: CN108412071B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 魯正;馬晨智;馬乃寅
• 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

1.一種方框-鉛粘彈性復合耗能器，包括連接板（1）、鉛剪切元件連接板（2）、鉛剪切元件（3）、鉛粘彈性耗能元件、耗能方框（5）、中心軸滑動筒連接板（10）和三棱柱支撐（11），其特征在于：鉛粘彈性耗能元件由厚壁圓筒（4）、粘彈性材料（6）、鉛芯（7）、中心軸（9）和中心軸滑動筒（8）組成，厚壁圓筒（４）內插入鉛芯（７），粘彈性材料（6）插入厚壁圓筒內，所述粘彈性材料（６）位于鉛芯（７）兩側，中心軸（９）穿過厚壁圓筒（４），且中心軸（９）穿過位于兩側的粘彈性材料（６）和中部的鉛芯（７）；中心軸（９）一端伸入中心軸滑動筒（８）內；厚壁圓筒（４）的上下兩側分別通過鉛剪切元件（3）連接鉛剪切元件連接板（2），并通過螺栓加固定位；中心軸滑動筒（8）一側通過中心軸滑動筒連接板（10）連接耗能方框（5）一邊，并通過螺栓加固定位；中心軸（９）連接耗能方框（5）另一邊，并通過螺栓加固定位；耗能方框（５）四個角分別通過連接板（1）與外部構造相連；在震動作用下，耗能方框（5）產生彈塑性變形，導致其上下和左右兩邊之間的距離增大或減小并產生錯動，在耗能方框（5）上下兩邊產生錯動的時候，鉛粘彈性耗能元件在鉛剪切元件（3）的帶動下產生剪切變形，由粘彈性材料剪切滯回變形耗能；當上下兩邊之間的距離增大時，由鉛粘彈性耗能元件內部的鉛芯產生剪切滯回變形耗能；當左右兩邊之間的距離增大時，鉛粘彈性耗能元件的中心軸（9）也產生運動，帶動中心軸（9）中間的球狀構造擠壓鉛芯耗能；利用多重耗能結構，吸收大量的能量，起到良好的減震效果。

2.根據權利要求1所述的一種方框-鉛粘彈性復合耗能器，其特征在于：耗能方框（5）由低碳鋼板卷成方框焊接或栓接而成，應保證連接處的結構性能；鋼板截面寬度為耗能方框（5）內邊長的1/7~1/6，厚度為截面寬度的1/8~1/6。

3.根據權利要求1所述的一種方框-鉛粘彈性復合耗能器，其特征在于：連接板（1）與耗能方框（5）采用焊接連接并通過螺栓加固定位，在耗能方框（5）上開一個略大于連接板（1）截面大小的孔，將連接板（1）插入孔中，然后采用焊接；此外在連接板（1）伸入耗能方框（5）的一側開若干螺栓孔，并采用栓桿抗剪能力較強的螺栓，以固定連接板（1）與耗能方框（5）的相對位置；在連接板（1）的另一側，開若干螺栓孔，以便于與外部構造相連，同時最靠內側的螺栓同樣需滿足固定連接板（1）與耗能方框（5）相對位置的作用；連接板（1）的長度為耗能方框（5）內邊長的1/4~1/5；其伸出耗能方框（5）的長度根據構造要求確定，不應小于栓孔直徑的3倍；連接板（1）的截面厚度為耗能方框厚度的1.5倍，高度為厚度的4~5倍。

4.根據權利要求1所述的一種方框-鉛粘彈性復合耗能器，其特征在于：鉛剪切元件（3）與耗能方框（5）通過鉛剪切元件連接板（2）相連，其連接方式與連接板（1）與耗能方框（5）的連接方式相同；鉛剪切元件連接板（2）的長度為耗能方框（5）內邊長的1/3，其截面厚度為長度的1/9~1/8，截面寬度為厚度的2~3倍，連接板（2）與鉛剪切元件（3）采用焊接方式連接。

5.根據權利要求1所述的一種方框-鉛粘彈性復合耗能器，其特征在于：鉛剪切元件（3）采用鉛剪切阻尼器；其中間的鋼片長度為耗能方框（5）內邊長的30%，通過焊接的方式與鉛粘彈性耗能元件相連，并由兩個三棱柱支撐（11）加固。

6.根據權利要求1所述的一種方框-鉛粘彈性復合耗能器，其特征在于：厚壁圓筒（4）的高度為耗能方框（5）內邊長的50%~60%，半徑為其高度的1/3，厚壁圓筒（4）內填充的粘彈性材料和鉛芯各占厚壁圓筒（4）高度的30%，端部各留出5%高度以設置限位裝置。