[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

本發明涉及一種方框?鉛粘彈性復合耗能器，主要包括連接板、鉛剪切元件、厚壁圓筒、耗能方框等。耗能方框由低碳鋼板卷成方框焊接而成，在方框內部含有一鉛粘彈性耗能元件和兩個鉛剪切元件。鉛粘彈性耗能元件通過焊接的方式與耗能方框連接并由螺栓加固定位，兩個鉛剪切元件與鉛粘彈性耗能元件通過焊接的方式連接，與耗能方框通過焊接的方式連接并由螺栓加固定位。在地震作用下，利用耗能方框的彈塑性滯回變形、鉛粘彈性耗能元件的鉛擠壓滯回變形和粘彈性材料剪切滯回變形以及鉛剪切元件的剪切滯回變形的共同作用耗能減震，本裝置利用多種機制提供阻尼，可獲得較大的阻尼力，具有很好的減震效果。

技術領域

本發明涉及一種方框-鉛粘彈性復合耗能器，將傳統的方框耗能器與鉛粘彈性耗能元件和鉛剪切耗能元件復合，使得該耗能器不但具有較高的初始剛度和屈服力，同時具有較好的延性和極強的耗能能力且具有較好的抗疲勞性能和恢復能力。屬于土木結構包括高層建筑，高聳結構，橋梁結構等）的結構抗震與消能減震技術領域。

背景技術

地震和風災害嚴重威脅著人類的生存與發展，自從人類誕生以來人們就為抵御這兩種自然災害而奮斗。隨著科學技術和人民生活水平的提高，結構減震控制技術作為抵御地震（強風）的一種有效方法，也得到了發展和應用，并成為比較成熟的技術。在結構中加入耗能器來控制結構的地震和風震反應的耗能減震方法是結構減震控制技術中一種有效、安全、可靠、經濟的減震方法。

傳統的方框耗能器是由兩根比較細的鋼棒組成方形環疊成后再由四個點分別與支撐相連，耗能原理主要為：在地震作用下，支撐產生往復拉力和壓力使方框變成平行四邊形產生塑性滯回變形而耗能。其主要缺陷在于初試剛度和屈服力低，耗能能力小。

為了彌補傳統方框耗能器的缺陷，本發明在方框耗能器的基礎上進行了改進，形成了方框-鉛粘彈性復合耗能器。在耗能方框內部，設置一個鉛粘彈性耗能元件與兩個鉛剪切元件，三者之間通過一定的方式連接。在震動作用下，耗能方框生彈塑性變形，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，由鉛剪切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也產生運動，帶動中心軸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。

發明內容

本發明的目的在于提出一種方框-鉛粘彈性復合耗能器。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案。

本發明提出的一種方框-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，其中：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，所述鉛剪切元件連接板2連接，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。