CN102392498A - 四凹边多孔金属阻尼器 - Google Patents

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张延年
马良
郑怡
汪青杰
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Abstract

本发明是一种四凹边多孔金属阻尼器，它具有无明显应力集中现象、钢材屈服面积大、耗能效果好的特点，它包括耗能部位、固定部位、螺栓孔、内设圆掏孔和工字钢，耗能部位为四凹边软钢，中间耗能部位外轮廓为四边向内凹的弧形，耗能部位中部内设圆掏孔，在该圆掏孔周围设置4个圆掏孔，4个圆掏孔分别对应四个固定部位，固定部位为矩形形式，在其中设置螺栓孔，其四凹边多孔金属阻尼器的固定连接形式包括矩形连接金属和螺栓。在遇到地震时，利用四凹边多孔金属阻尼器的屈服耗能能够减少建筑结构的地震反应，对建筑结构起到很好的保护作用。

Description

四凹边多孔金属阻尼器
技术领域
本发明涉及一种建筑结构震动控制装置，特别是涉及一种建筑结构震动控制的建筑用四凹边多孔金属阻尼器。
背景技术
结构消能减振技术是把结构的某些非承重构件(如支撑、剪力墙、连接件等)设计成消能杆件，或在结构的某些部位(层间空间、节点、连接缝等)安装消能装置。在小风或小震时，这些消能杆件(或消能装置)和结构本身具有足够的侧向刚度以满足使用要求，结构处于弹性状态；当出现大震或大风时，随着结构侧向变形的增大，消能构件或消能装置率先开始工作，产生较大阻尼，大量消耗输入结构的地震或风振能量，使结构的动能或弹性势能等能量转化成热能等形式耗散掉，迅速衰减结构的地震或风振反应(位移、速度、加速度等)，使主体结构避免出现明显的非弹性状态，保护主体结构及构件在强震或大风中免遭破坏。因为地震等原因传输给建筑结构的外部能量，是结构产生振动的根源，所以在结构中设置耗能装置，增加耗能量，将会减少结构的振动反应。
由于金属材料进入塑性以后具有良好的滞回性能，因而被用来制作各种类型的耗能装置。金属阻尼器装置一般由低屈服点或者极低屈服点金属和其定位装置组装而成的一种被动耗能减震装置。其抗震机理简单，造价低，效果显著，同时，耗能装置一般是作为非承重构件安装在结构中，在正常使用状态下，其能够提高结构的整体刚度；在小震情况下，建筑结构本身就能够满足抗震设防要求，此时结构的变形相对较小，金属阻尼器不进入或较少部分进入塑性阶段；在遇到大震或罕遇地震时，金属阻尼器要率先进入塑性阶段，依靠其产生的塑性性能来减少结构的地震反应，其破坏不会影响整体结构的使用。耗能装置既可以用于新建工程结构的抗震设计也可以用于已有建筑的加固维修，具有良好的经济效益。
软钢阻尼器是充分利用软钢进入塑性阶段后具有良好的滞回特性。1972年，Kelly和Skinner等美国学者首先开始研究利用软钢的这种性能来控制结构的动力反应，并提出软钢阻尼器的几种形式，包括扭转梁、弯曲梁、U形条耗能器等。随后，其它学者又相继提出许多形式各异的软钢阻尼器，其中比较典型的如X形、三角形板软钢阻尼器、E型钢阻尼器、C型钢阻尼器。经过国内外许多学者的理论分析和实验研究，证实软钢阻尼器具有稳定的滞回特性，良好的低周疲劳性能，长期的可靠性和不受环境、温度影响等特点，是一种很有前途的阻尼器。
然而，一些软钢阻尼器受力屈服后，局部应力和应变集中现象严重，致使阻尼器塑性分布不均匀，没有充分发挥材料的潜能。
发明内容
本发明的发明目的是通过设计阻尼器的外形，使阻尼器的塑性分布更均匀，并通过在阻尼器内部开孔，不仅节省材料，使阻尼器的耗能更充分；本发明的目的在于提供一种四凹边多孔金属阻尼器，安装于框架X形支撑上，在正常状态下使用时能够增大建筑结构的整体刚度，而在遇到地震时，利用四凹边多孔金属阻尼器的屈服耗能能够减少建筑结构的地震反应，对建筑结构起到很好的保护作用。
四凹边多孔金属阻尼器，它包括耗能部位、固定部位、螺栓孔、内设圆掏孔和工字钢，其特征在于：耗能部位为四凹边软钢，中间耗能部位外轮廓为四边向内凹的弧形，耗能部位中心内设一个圆掏孔，在该圆掏孔周围设置4个圆掏孔，4个圆掏孔分别对应四个固定部位。固定部位为矩形形式，在其中设置螺栓孔，其四凹边多孔金属阻尼器的固定连接形式包括矩形连接金属和螺栓。其螺栓连接四凹边多孔金属阻尼器包括固定部位和耗能部位两部分，固定部位为矩形形式，在其中设置螺栓孔；中间耗能部位外轮廓为四边向内凹的弧形，内部采用圆形掏孔。
所述的四凹边多孔金属阻尼器，其固定连接形式包括矩形连接金属和螺栓。
本发明的优点四凹边多孔金属阻尼器初始刚度较大、无明显应力集中现象、钢材屈服面积大、耗能效果好、钢材利用率高，同时四凹边多孔金属阻尼器的制作、安装简单、使用方便，既可以用于新建建筑工程的抗震设计，也可以用于已有工程的加固维修。
附图说明
图1为本发明采用螺栓连接的四凹边多孔金属阻尼器。
图2为本发明采用螺栓连接的四凹边多孔金属阻尼器的固定连接形式。
图3为图2的剖面图。
图中，1为耗能部位；2为固定部位；3为螺栓孔；4为内设圆掏孔、5为工字钢。
具体实施方式
下面结合技术方案和参照附图对本发明进行详细说明。
本发明提出的四凹边多孔金属阻尼器如图1~图3所示。
四凹边多孔金属阻尼器主要由耗能部位1、固定部位2、螺栓孔3、内设圆掏孔4和工字钢5组成。
四凹边多孔金属阻尼器通过固定连接装置将其安装在X字形支撑之间，构件安装方式为螺栓连接，四凹边多孔金属阻尼器的耗能部分开洞为多孔型，下面介绍一下金属耗能减震器。
四凹边多孔金属阻尼器，其螺栓连接圆盘型金属耗能减震器包括固定部位和耗能部位两部分，固定部位为矩形形式，在其中设置螺栓孔；中间耗能部位外轮廓为四边向内凹的弧形。为了制作加工的方便，内部采用圆形进行切割。这些孔洞应沿横向或者竖向成对称布置。
图2为采用螺栓连接的四凹边多孔金属阻尼器的固定连接形式，金属耗能构件采用多孔型。在安装金属耗能构件时,沿纵向两片并列同时安装。

Claims (1)

1.一种四凹边多孔金属阻尼器，它包括耗能部位、固定部位、螺栓孔、内设圆掏孔和工字钢，其特征在于：耗能部位（1）为四凹边软钢，中间耗能部位外轮廓为四边向内凹的弧形，耗能部位（1）中部内设圆掏孔（4），在该圆掏孔（4）周围设置4个圆掏孔（4），4个圆掏孔（4）分别对应四个固定部位（2）,固定部位（2）为矩形形式，在其中设置螺栓孔（3），其四凹边多孔金属阻尼器的固定连接形式包括矩形连接金属和螺栓。
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