[發明專利]裝配式套管金屬圓棒消能阻尼器

有效

• 申請號: 202010067741.7
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111236724B
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: 李國強;鐘云龍;王彥博;金華建;孫飛飛
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: E04H9/02
• 分類號: E04H9/02;E04B1/98
• 代理公司: 上海科律專利代理事務所(特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 葉鳳

一種裝配式套管金屬圓棒消能阻尼器，包括金屬圓棒芯桿(1)、金屬套管(2)、兩塊填充護瓣(4)、螺栓(3)；所述金屬圓棒芯桿(1)為圓形鋼棒，包括端部螺紋區(101)、端部擴大區(102)、中間消能區(103)與中部凸肋(105)；所述金屬套管(2)為一圓形鋼管，其內徑與金屬圓棒芯桿(1)端部擴大區相同，外徑根據穩定要求確定，并在中部開有若干帶螺紋的孔洞(201)；所述螺栓(3)擰入螺紋孔洞(201)，并頂緊填充護瓣(4)外表面，實現各個組件之間位置的相對固定；等等。所有部件均可在現場裝配，工序簡單，非常有利于構件的更換與重復利用，節約工程造價。

技術領域

本發明屬于土木結構工程技術領域，具體涉及一種裝配式套管金屬圓棒消能阻尼器。

技術背景

鋼材具有良好的塑性與韌性，在往復荷載作用下能經歷很大的累積塑性變形，消耗大量地震能量，是一種優越的工程結構消能減震材料；但鋼材在受壓時容易出現穩定的問題，這不利于鋼材塑性變形能力的發揮，帶有防屈曲措施的金屬消能阻尼器很好的避免了這一問題，如屈曲約束支撐與屈曲約束鋼板墻等；防屈曲技術最早發展于日本，1994年北嶺地震后，美國學者也開始了這方面的研究，目前國內也有大量的學者進行防屈曲消能產品的研發；雖然種類繁多，但大多集中于屈曲約束支撐與屈曲約束鋼板剪力墻；從功能與使用方法上看，這兩種產品是趨近一致的，均是為工程結構建立起了新的抗側力體系；將其應用于工程結構中會在一定程度上影響建筑的正常使用功能，而且會增大結構剛度，提高結構的地震作用和加速度反應，在有精密儀器的工程結構中應用受限。體型小巧、主要布置于節點區域的阻尼器得到了越來越廣泛的關注，這些阻尼器既不會顯著提高結構剛度，還能消能減震，增加節點轉動能力，有效避免結構構件局部屈曲的發生，震后也便于更換。

發明內容

本發明旨在提出一種構造簡單、可用于工程結構的金屬消能阻尼器，以解決上述技術背景中大型阻尼器存在的應用問題，并擴展小型阻尼器的種類。

為此，本發明提出一種裝配式套管金屬圓棒消能阻尼器，該阻尼器可廣泛布置于結構的節點連接區，增加節點的轉動能力與耗能能力，有效防止結構構件本體進入屈服階段或出現局部屈曲問題，減少地震損失，具有造價低、布置靈活、抗震性能良好與震后便于更換的優點。

為實現上述目的，本發明給出的技術方案，其結構設計表征為：該裝配式套管金屬圓棒消能阻尼器包括金屬圓棒芯桿(1)、金屬套管(2)、兩塊填充護瓣(4)、螺栓(3)；

所述金屬圓棒芯桿(1)為圓形鋼棒，包括端部螺紋區(101)、端部擴大區(102)、中間消能區(103)與中部凸肋(105)；

所述金屬套管(2)為一圓形鋼管，其內徑與金屬圓棒芯桿(1)端部擴大區相同，外徑根據穩定要求確定，并在中部開有若干帶螺紋的孔洞(201)；

所述螺栓(3)擰入螺紋孔洞(201)，并頂緊填充護瓣(4)外表面，實現各個組件之間位置的相對固定；

所述填充護瓣(4)為一弧形的鋼板，其內表面半徑略大于所述金屬圓棒芯桿(1)的中間消能區(103)的外徑，圓心角略小于180度，在填充護瓣中部挖有凹槽(401)。

優選的，所述金屬圓棒芯桿(1)為低屈服點鋼材制成。

本發明適用于鋼結構體系中各種連接節點，尤其是半剛接柱腳節點。

設計原理：

金屬圓棒芯桿(1)由低屈服點鋼材制成，并切削成具有中間消能區(103)與凸肋(105)的形狀，中間消能區(103)受到力的作用會首先屈服，利用外部金屬套管(2)約束金屬圓棒芯桿(1)，以防止金屬圓棒芯桿(1)受壓時可能出現的失穩問題；填充護瓣(4)填充了中間消能區(103)與金屬套管(2)之間的空間，約束了金屬圓棒芯桿(1)的側向變形。