[實(shí)用新型]一種水平多維響應(yīng)放大型剪切耗能減震裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202022212941.5
• 申請(qǐng)日: 2020-10-07
• 公開（公告）號(hào): CN213709155U
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李超;刁鈺城;孫麗;李宏男;周國(guó)帥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號(hào): E01D19/04
• 分類號(hào): E01D19/04;E04B1/98;E04B1/36;E04H9/02
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;侯明遠(yuǎn)

本實(shí)用新型提供了一種水平多維響應(yīng)放大型剪切耗能減震裝置，主要應(yīng)用于橋梁結(jié)構(gòu)的耗能減震，屬于結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域。所述裝置包括頂板、底板、中空?qǐng)A臺(tái)、高強(qiáng)螺栓、球面環(huán)、“葫蘆型”轉(zhuǎn)動(dòng)球體、杠桿臂、球面鐵板、粘彈性耗能材料、彈簧螺栓、上部結(jié)構(gòu)。本裝置通過(guò)“葫蘆型”轉(zhuǎn)動(dòng)球體的全向轉(zhuǎn)動(dòng)能力，使裝置在隨機(jī)的、方向不可預(yù)測(cè)的多向地震作用下，依然能夠利用主變形方向粘彈性材料的剪切滯回耗能特性進(jìn)行耗能，從而提供多向有效阻尼。同時(shí)，該裝置通過(guò)杠桿球鉸轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)將橋梁結(jié)構(gòu)墩梁的相對(duì)位移放大，保證裝置在大、中、小震作用下都能發(fā)揮良好的耗能能力。本實(shí)用新型構(gòu)造明確、適用性強(qiáng)，是一種安全、高效的耗能減震裝置。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于土木工程的水平多維響應(yīng)放大型剪切耗能減震裝置，屬于結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種橋梁結(jié)構(gòu)梁底耗能減震構(gòu)件的水平多維響應(yīng)放大型剪切耗能減震裝置。

背景技術(shù)

地球上發(fā)生的多次地震對(duì)交通基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)生了巨大的危害，如1994年美國(guó)的北嶺地震，1995年的日本阪神地震，2008年中國(guó)汶川大地震以及2011年日本“3·11”大地震，這幾次地震震害的一個(gè)共同特征是震區(qū)的橋梁結(jié)構(gòu)遭到了嚴(yán)重的破壞，切斷了震區(qū)的對(duì)外交通，造成孤島現(xiàn)象，給震后的救災(zāi)工作造成巨大困難，導(dǎo)致次生災(zāi)害經(jīng)濟(jì)損失特別巨大。因此，橋梁抗震性能的提高一直是科研人員關(guān)注的焦點(diǎn)。

減震設(shè)計(jì)是一種簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)、高效的工程抗震手段，通過(guò)耗能減震裝置耗散地震能量來(lái)實(shí)現(xiàn)減震的目的。在過(guò)去二十年中，耗能減震技術(shù)在世界范圍內(nèi)引起廣泛關(guān)注，在理論研究和工程應(yīng)用中取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但是，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于耗能減震裝置的研究大都限于單一方向有效，因?yàn)榈卣鹱饔镁哂须S機(jī)性，所以在地震作用下結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的相對(duì)變形方向也具有不確定性，故進(jìn)一步研發(fā)多向減震有效的耗能減震裝置更加具有實(shí)際意義。

耗能減震裝置根據(jù)工作原理分為以下兩類：滯回衰減型(又稱位移相關(guān)型)：軟鋼阻尼器、鉛阻尼器、摩擦阻尼器、SMA阻尼器等，主要利用變形滯回消耗能量；粘性衰減型(又稱速度相關(guān)型)：粘彈性阻尼器、粘滯阻尼器等，主要利用與速度有關(guān)的粘性體的抵抗作用。但是上述位移或速度相關(guān)型耗能減震裝置在工作時(shí)與連接點(diǎn)的相對(duì)速度和位移相等，如果相對(duì)速度和位移比較小，上述裝置的耗能效果十分有限，難以達(dá)到預(yù)定的功能目標(biāo)。

因此，如何提供一種多向有效、耗能作用充分發(fā)揮的耗能減振裝置，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種水平多維響應(yīng)放大型剪切耗能減震裝置，其目的是實(shí)現(xiàn)在實(shí)際隨機(jī)地震作用下提供多向有效阻尼的能力，同時(shí)可以將外荷載作用下所連接構(gòu)件之間產(chǎn)生的相對(duì)較小變形根據(jù)需要進(jìn)行放大，利用粘彈性材料(如橡膠等)的剪切變形實(shí)現(xiàn)高效耗能。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種水平多維響應(yīng)放大型剪切耗能減震裝置，包括頂板1、底板2、上中空?qǐng)A臺(tái)3、高強(qiáng)螺栓A4、球面環(huán)A5、球面環(huán)B6、“葫蘆型”轉(zhuǎn)動(dòng)球體7、高強(qiáng)螺栓B8、上杠桿臂9、球面鐵板A10、上粘彈性剪切耗能材料11、球面環(huán)C12、球面環(huán)D13、下杠桿臂14、下中空?qǐng)A臺(tái)15、球面鐵板B16、下粘彈性剪切耗能材料17、彈簧螺栓18、上部結(jié)構(gòu)19。