[發明專利]一種內嵌連梁的變剛度減震裝置及其工作方法

有效

• 申請號: 202110464002.6
• 申請日: 2021-04-28
• 公開（公告）號: CN113235758B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發明（設計）人: 張中文;王彬;徐趙東
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E04H9/02;E04B1/18;E04B1/58
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 王美章

1.一種內嵌連梁的變剛度減震裝置，其特征在于，包括一杠桿、以及位于所述杠桿兩側的連梁，所述杠桿的上部中間位置連接有一豎桿，所述豎桿的上端具有鉸接部，所述鉸接部的一端與一側連梁鉸接，鉸接部的另一端與另一側連梁鉸接；

杠桿的兩端上部分別連接一個消能裝置；

兩個所述連梁的底部分別設有一個多穩態結構，兩個所述多穩態結構具有相同的結構，包括：

兩個固定連接在連梁底部的固定部、以及連接在兩個固定部之間的變剛度彈性元件；

所述變剛度彈性元件的底部通過所述消能裝置與杠桿連接；

通過連梁本身提供多穩態結構的軸向約束；

所述變剛度彈性元件由至少一層彈簧鋼片組件構成，多層彈簧鋼片組件在連梁底部沿高度方向相互平行布置，每層所述彈簧鋼片組件包括：左、右對稱布置的彈簧鋼片、以及連接多個彈簧鋼片的金屬連接件。

2.根據權利要求1所述的內嵌連梁的變剛度減震裝置，其特征在于，

還包括連接件，所述連接件上的一部分用于將多層所述彈簧鋼片組件連接，另一部分與所述消能裝置連接。

3.根據權利要求2所述的內嵌連梁的變剛度減震裝置，其特征在于，所述連接件為金屬連接桿。

4.根據權利要求1所述的內嵌連梁的變剛度減震裝置，其特征在于，所述彈簧鋼片為變截面彈簧鋼片，在固定端及跨中連接處受彎作用明顯的部位，減小截面厚度，以提高鋼片變形能力。

5.根據權利要求4所述的內嵌連梁的變剛度減震裝置，其特征在于，所述消能裝置為粘彈性材料。

6.根據權利要求5所述的內嵌連梁的變剛度減震裝置，其特征在于，所述消能裝置包括多塊疊合在一起的粘彈性塊，多塊粘彈性塊沿所述變截面彈簧鋼片的寬度方向依次緊密疊合連接，疊合連接后的粘彈性塊的一端與多層變截面彈簧鋼片組件中最底部的金屬連接片固定連接，疊合連接后的粘彈性塊中的另一端與所述杠桿上表面固定連接。

7.根據權利要求1所述的內嵌連梁的變剛度減震裝置，其特征在于，所述連梁上設有與所述鉸接部鉸接用的矩形接頭。

8.一種基于權利要求1~7中任一所述內嵌連梁的變剛度減震裝置的工作方法，其特征在于，裝置內嵌連梁剪力墻結構截斷的混凝土或鋼連梁之中，在正常使用階段，連梁通過與杠桿上部的鉸接，對多穩態結構形成放大機制，使得在使用過程中多穩態結構所受壓力小于梁內剪力，提高結構的承載能力，而消能裝置產生的變形大于連梁截斷處位移，加大能量的耗散；

在地震災變中，連梁受地震作用產生的內力接近極限值時，變剛度彈性元件發生彈性突跳，由應變儲能釋放產生變剛度，并由與多穩態結構串聯的消能裝置耗散能量，減小結構特征頻率、增加結構阻尼比，提升結構抗震性能。

9.根據權利要求8所述內嵌連梁的變剛度減震裝置的工作方法，其特征在于，

每層彈簧鋼片組件中，兩片彈簧鋼片的跨中由金屬連接件相連，限制不同鋼片跨中具有相同豎向位移。