[發明專利]兼具地震監測與分階耗能功能的裝配式摩擦金屬阻尼器

在審

• 申請號: 202011267766.8
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112252508A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 張令心;朱柏潔;姜冰
• 申請（專利權）人: 中國地震局工程力學研究所
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E04H9/02;G01B21/32;G01V1/00
• 代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務所(普通合伙) 11732
• 代理人: 周新楣

本發明公開了兼具地震監測與分階耗能功能的裝配式摩擦金屬阻尼器，包括：工字型鋼板、摩擦片、U型鋼板和耗能元件，耗能元件包括第一曲形變截面工字型耗能元件和第二曲形變截面工字型耗能元件，工字型鋼板的一側通過螺栓與第一曲形變截面工字型耗能元件連接，摩擦片和U型鋼板均設有兩個，兩個U型鋼板分別設于工字型鋼板的兩側，兩個U型鋼板通過螺栓與工字型鋼板連接為一體，摩擦片夾設于U型鋼板與工字型鋼板之間，兩個U型鋼板還與第二曲形變截面工字型耗能元件通過螺栓固定連接。本發明的有益效果是利用摩擦、金屬變形兩種變形機制耗能為阻尼器提供合理的面內、面外剛度和耗能，通過應變傳感器能夠實時監測結構整體的性能水準。

技術領域

本發明涉及結構工程抗震技術領域，更具體的說是涉及兼具地震監測與分階耗能功能的裝配式摩擦金屬阻尼器。

背景技術

近年來，我國地震頻發，使得人口密集、功能復雜的高層建筑結構以及多層住宅樓損傷嚴重，為提高抗震性能，往往在結構中變形較大的部位需要安裝阻尼器，吸收地震能量，震后將損傷的阻尼器快速更換以恢復建筑抗震韌性。

但是，現有阻尼器存在以下缺陷，例如，剪切型鋼板阻尼器往往利用金屬的塑性變形耗散地震能量，但是在小位移下不易進入屈服耗能，較大位移下延性有待于提高，其構造多用焊接技術，在高頻地震位移作用下易發生開裂，過早退出工作；摩擦型阻尼器在較小位移下即可耗能，但對于較大地震的耗能能力不足。同時，這些阻尼器在地震時的狀態往往難以監測，不能實時反饋地震響應。

因此，如何提供能夠解決現有阻尼器在高頻地震位移作用下易發生開裂，過早退出工作，以及在地震過程中應變數據無法監測的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了兼具地震監測與分階耗能功能的裝配式摩擦金屬阻尼器，旨在克服上述缺陷。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

兼具地震監測與分階耗能功能的裝配式摩擦金屬阻尼器，包括：工字型鋼板、摩擦片、U型鋼板和耗能元件，所述耗能元件包括第一曲形變截面工字型耗能元件和第二曲形變截面工字型耗能元件，所述工字型鋼板的一側通過螺栓與所述第一曲形變截面工字型耗能元件連接，所述摩擦片和所述U型鋼板均設有兩個，兩個所述U型鋼板分別設于所述工字型鋼板的兩側，兩個所述U型鋼板通過螺栓與所述工字型鋼板連接為一體，所述摩擦片夾設于所述U型鋼板與所述工字型鋼板之間，兩個所述U型鋼板還與所述第二曲形變截面工字型耗能元件通過螺栓固定連接。

進一步地，還包括預埋連接件，所述預埋連接件設有兩個，兩個所述預埋連接件分別與所述第一曲形變截面工字型耗能元件和所述第二曲形變截面工字型耗能元件遠離所述工字型鋼板的一端連接。

進一步地，所述預埋連接件包括U型連接板、加強板和錨固件，所述錨固件設于所述U型連接板開口方向的背側，所述加強板與所述U型連接板固定連接，且與所述錨固件處于同一側。

進一步地，所述加強板上設有抗剪栓釘和抗彎栓釘。

進一步地，還包括U型支座和抗剪板，所述U型支座用于連接所述U型連接板和所述耗能元件，所述抗剪板用于連接所述U型支座與所述耗能元件。

進一步地，還包括應變傳感器和終端設備，所述應變傳感器設于所述第一曲形變截面工字型耗能元件上用于監測應變數據，所述應變傳感器與所述終端設備電性連接。

經由上述的技術方案可知，與現有技術相比，本發明公開提供了兼具地震監測與分階耗能功能的裝配式摩擦金屬阻尼器，通過摩擦片的設置，利用摩擦、金屬變形兩種變形機制耗能，改善傳統阻尼器耗能形式單一的缺點，同時，通過第一曲形變截面工字型耗能元件和第二曲形變截面工字型耗能元件的設置，為阻尼器提供合理的面內、面外剛度和耗能，通過應變傳感器的設置，可對地震響應數據進行一對一時刻的采集、處理并傳輸至終端設備，通過終端設備預設的結構性能水準判定標準來實時監測結構整體的性能水準，同時，各結構件之間通過螺栓連接，易于震后更換且成本低廉。