CN111386371A - 提高抗震及阻尼性能的钢材多狭缝阻尼器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种提高抗震及阻尼性能的钢材多狭缝阻尼器，在多狭缝阻尼器以上下分开的结构左右面对面的方式进行布置时，即左右侧外部狭缝阻尼器和内部狭缝阻尼器构成为以左右重叠的方式进行布置时，将内部狭缝阻尼器设计为屈服强度相对较弱，将外部狭缝阻尼器设计为屈服强度比内部狭缝阻尼器相对较强。并且，在各个狭缝阻尼器的上部板和下部板彼此隔开的状态下，通过公母结构上下彼此啮合的方式进行布置。由此，即使施加较强的外力，在每个阻尼器的狭缝阻尼区域不断裂的状态下也具有持续保持抗震加固效果。

Description

提高抗震及阻尼性能的钢材多狭缝阻尼器

技术领域

本发明涉及一种钢材狭缝阻尼器，尤其，涉及一种能够有效吸收影响建筑物的外部震动的提高抗震及阻尼性能的钢材多狭缝阻尼器。

背景技术

近来，新建的建筑物很多都趋向于高层化，并且考虑到有效利用有限的土地，这些建筑物的高层化现象有望在未来成为普遍化。

在这些高层建筑物增多的情况下，最近，与韩国相邻的国家频繁发生地震，这表明韩国也不是地震的安全地带。

因此，当发生如地震或台风等自然灾害时，高层建筑物可能会因震动而发生较大的破坏，所以在建筑物中亟需用于抗震、阻尼或隔震的设计，作为这些需求的一部分，已经开发并提出了包括钢材阻尼器及油阻尼器在内的各种震动吸收装置。

但是，在最近一直提出的如阻尼器等震动吸收装置存在其结构过于复杂或震动吸收效果欠佳的问题。

发明内容

发明所要解决的问题

本发明是为了解决上述现有技术的问题而提出的，其目的在于，提供一种在地震发生时，依次很好地吸收震动，从而能够提高缓冲力和震动吸收力的提高抗震及阻尼性能的钢材阻尼器。

用于解决问题的方案

本发明将组成狭缝阻尼器的钢板分开，使得长度短的短板和长度长的长板组成上下一对，并且将它们串行布置以调节屈服位移。将这些多个狭缝阻尼器以左右面对面的方式进行布置，从而使作用于小地震的狭缝阻尼器和作用于大地震的狭缝阻尼器彼此分担作用，来诱导对于根据地震强度的地震荷载的依次屈服，使其均作用于小地震和大地震中，从而可以使抗震加固效果达到最大化。

为此，本发明特征在于，当多狭缝阻尼器以上下分开的结构左右面对面的方式进行布置时，即左右侧外部狭缝阻尼器(左侧面板和右侧面板)和内部狭缝阻尼器(中央面板)构成为以左右重叠的方式进行布置时，将内部狭缝阻尼器(中央面板)设计为屈服强度相对较弱，并且将外部狭缝阻尼器(左侧面板和右侧面板)设计为屈服强度比内部狭缝阻尼器(中央面板)相对较强。

具体地，将3个狭缝阻尼器隔开布置为上下分开的结构，将外部狭缝阻尼器(左侧面板和右侧面板)的狭缝阻尼区间(狭缝孔)形成在相同高度，并且将内部狭缝阻尼器(中央面板)的狭缝阻尼区间(狭缝孔)形成在不同的高度，因此在施加如地震等外力时，使外部狭缝阻尼器(左侧面板和右侧面板)同时活动，从而相比于内部狭缝阻尼器(中央面板)，作用相对较大的屈服强度。由此，当如地震等外力作用时，设计为屈服强度相对较弱的中央狭缝阻尼器(中央面板)首先屈服之后，在达到断裂位移之前，通过外部狭缝阻尼器(左侧面板和右侧面板)而使位移受到限制，从而不发生断裂，之后外部狭缝阻尼器(左侧面板和右侧面板)一同抵抗附加的荷载，结果，在由于强震而导致的较大位移下，也不会使狭缝阻尼区间断裂，从而通过表现出更稳定的活动来消散较多的地震能量。

一方面，本发明特征在于，在每个狭缝阻尼器中组成上下一对的上部板和下部板通过彼此以槽-凸起的形态相互啮合的结构来进行隔开。由此，当作用较大的地震力时，上部板和下部板彼此啮合的同时限制位移，从而在狭缝阻尼区间(狭缝孔)未被断裂的情况下，可以抵抗附加的地震荷载。

发明效果

构成为如上所述的本发明的提高抗震及阻尼性能的钢材阻尼器具有如下优点：当发生地震时，彼此隔开的中央上部板和中央下部板、左侧上部板和左侧下部板、右侧上部板和右侧下部板相互接触，并通过吸收震动来提高缓冲力和震动吸收力。

另外，具有如下优点：由于中央上部板和中央下部板的间隔空间、左侧上部板和左侧下部板的间隔空间及右侧上部板和右侧下部板的间隔空间分别位于不同高度，因此，由地震等产生的震动在传递时，钢材阻尼器依次变形而不是同时一同变形，从而通过柔和地吸收震动，使施加到建筑物的震动影响达到最小化。

附图说明

图1及图2是根据本发明的一实施例的提高抗震及阻尼性能的钢材多狭缝阻尼器的立体图。

图3是根据本发明的一实施例的提高抗震及阻尼性能的钢材多狭缝阻尼器的分解立体图。

图4及图5是根据本发明的一实施例的提高抗震及阻尼性能的钢材多狭缝阻尼器的剖视图。

图6是根据本发明的另一实施例的提高抗震及阻尼性能的钢材多狭缝阻尼器的立体图。

图7是根据本发明的另一实施例的提高抗震及阻尼性能的钢材多狭缝阻尼器的分解立体图。

具体实施方式

本发明提供一种提高抗震及阻尼性能的钢材多狭缝阻尼器，其特征在于，包括：上部支撑台，连接于建筑物的上侧；下部支撑台，连接于建筑物的下侧；中央面板，包括：上端连接于上部支撑台且沿上下方向形成有长的狭缝孔的中央上部板、以隔开预定距离的方式设置在中央上部板的下侧且下端连接在下部支撑台的中央下部板；左侧面板，包括：设置于中央上部板的左侧且上端连接于上部支撑台的左侧上部板、以隔开预定距离的方式设置在左侧上部板的下侧且下端连接于下部支撑台并沿上下方向形成有长的狭缝孔的左侧下部板；右侧面板，包括设置于中央上部板的右侧且上端连接于上部支撑台的右侧上部板、以隔开预定距离的方式设置在右侧上部板的下侧且下端连接于下部支撑台并沿上下方向形成有长的狭缝孔的右侧下部板。形成在左侧面板和右侧面板的狭缝孔以彼此位于相同高度的方式形成，并且，形成在中央面板的狭缝孔以位于与形成在左侧面板和右侧面板的狭缝孔不同的高度的方式形成。

最佳实施方式

以下，通过参照附图对根据本发明的提高抗震及阻尼性能的钢材多狭缝阻尼器的实施例进行详细说明。

图1及图2是根据本发明的一实施例的提高抗震及阻尼性能的钢材多狭缝阻尼器的立体图。图3是根据本发明的一实施例的提高抗震及阻尼性能的钢材多狭缝阻尼器的分解立体图。图4及图5是根据本发明的一实施例的提高抗震及阻尼性能的钢材多狭缝阻尼器的剖视图。

根据本发明的提高抗震及阻尼性能的钢材阻尼器是出于通过吸收影响建筑物的各种震动来长时间保持建筑物的结构稳定性为目的而制造的，并且上述钢材阻尼器包括上部支撑台10、下部支撑台20、中央面板30、左侧面板40和右侧面板50。

上述上部支撑台10连接并固定在建筑物的上侧。

上述下部支撑台20连接并固定在建筑物的下侧，因此，上部支撑台10和下部支撑台20隔开预定距离。

作为设置于上部支撑台10和下部支撑台20之间的上述中央面板30包括中央上部板31和隔开预定距离设置于上述中央上部板31的下侧的中央下部板32。

上述中央上部板31的上端连接固定于上部支撑台10。这样的中央上部板31在上侧预定区间和下侧预定区间形成有供紧固螺栓B穿过的多个紧固孔31a，并且紧固螺栓B穿过的部分之间，即形成有紧固孔31a的上侧预定区间和下侧预定区间之间并排形成有多个沿上下方向长的狭缝孔31b。

如果进一步详细说明，则中央上部板31上侧的紧固孔31a形成区间相比中央上部板31下侧的紧固孔31a形成区间，其长度形成为更短，并且沿中央上部板31的宽度方向并排形成有多个沿上下方向长的狭缝孔31b。

上述紧固孔31a作为如前所述的紧固螺栓B穿过的孔，是用于将左侧面板40和右侧面板50牢固地紧贴固定在中央面板30的孔。

上述狭缝孔31b是狭缝阻尼区间，当如地震等外力作用于根据本发明的钢材阻尼器时，该狭缝阻尼区间吸收其外力的同时进行扭转并使形态变形，从而使传递到建筑物的震动等达到最小化。

上述中央下部板32的下端连接固定于上述下部支撑台20。这样的中央下部板32在中间下方的下侧预定区间形成有紧固螺栓B穿过的多个紧固孔32a。

形成于中央下部板32的紧固孔32a是与形成在中央上部板31的紧固孔31a一样，都是作为供紧固螺栓B穿过的孔，是用于将左侧面板40和右侧面板50紧贴固定于中央面板30而使用的孔。

一方面，在不吸收震动的平时状态中，中央上部板31的下端和中央下部板32的上端彼此不接触并保持隔开预定距离的状态。在此状态下，当吸收由地震等产生的震动时，中央上部板31的下端和中央下部板32的上端彼此接触。

上述左侧面板40设置于上部支撑台10和下部支撑台20之间的同时设置在中央面板30的左侧，并包括左侧上部板41和以隔开预定距离的方式设置于上述左侧上部板41的下侧的左侧下部板42。

上述左侧上部板41设置于中央上部板31的左侧，其上端连接固定于上部支撑台10。该左侧上部板41在上侧预定区间中形成有供紧固螺栓B穿过的多个紧固孔41a。

上述紧固孔41a作为供紧固螺栓B穿过的孔，是用于将中央面板30和右侧面板50紧贴固定于左侧面板40而使用的孔。

上述左侧下部板42的下端连接固定于下部支撑台20。这样的左侧下部板42的上侧预定区间和下侧预定区间中形成有供紧固螺栓B穿过的多个紧固孔42a，并且紧固螺栓B穿过的部分之间，即形成有紧固孔42a的上侧预定区间和下侧预定区间之间沿着左侧下部板42的宽度方向并排形成有多个沿上下方向长的狭缝孔42b。

如果进一步详细说明，则左侧下部板42上侧的紧固孔42a形成区间相比左侧下部板42下侧的紧固孔42a形成区间，其长度形成为更长，同时其长度与中央上部板31下侧的紧固孔31a形成区间相同。因此，穿过形成在左侧下部板42下侧的紧固孔42a的紧固螺栓B穿过形成在中央上部板31下侧的紧固孔31a。

上述紧固孔42a作为如上所述的供紧固螺栓B穿过的孔，是用于将中央面板30和右侧面板50牢固地紧贴固定在左侧面板40的孔。

上述狭缝孔42b是狭缝阻尼区间，当如地震等外力作用于根据本发明的钢材阻尼器时，该狭缝阻尼区间吸收外力的同时进行扭转并使形态变形，从而使传递到建筑物的震动等达到最小化。

一方面，在不吸收震动的平时状态下，左侧上部板41的下端和左侧下部板42的上端彼此不接触并保持隔开预定距离的状态。在此状态下，当吸收由地震等产生的震动时，左侧上部板41的下端和左侧下部板42的上端彼此接触。

上述右侧面板50设置于上部支撑台10和下部支撑台20之间的同时设置在中央面板30的右侧，并包括右侧上部板51和以隔开预定距离的方式设置于上述右侧上部板51的下侧的右侧下部板52。

上述右侧上部板51设置于中央上部板31的右侧，其上端连接固定于上部支撑台10。该右侧上部板51在上侧预定区间中形成有供紧固螺栓B穿过的多个紧固孔51a。

上述紧固孔51a是供向左右贯通的多个紧固螺栓B穿过的孔，并且通过此紧固螺栓B来与中央上部板31和左侧上部板41结合。即，以中央上部板31作为中心，在两侧面紧贴左侧上部板41和右侧上部板51，并且，在此状态下，紧固螺栓B依次穿过形成在左侧上部板41的紧固孔41a、形成在中央上部板31的上侧的紧固孔31a和形成在右侧上部板51的紧固孔51a之后，在其末端结合螺母N，从而使左侧上部板41、中央上部板31和右侧上部板51成为一体化。

上述右侧下部板52的下端连接固定于下部支撑台20。该右侧下部板52的上侧预定区间和下侧预定区间中形成有供紧固螺栓B穿过的多个紧固孔52a，并且紧固螺栓B穿过的部分之间，即形成有紧固孔52a的上侧预定区间和下侧预定区间之间沿着右侧下部板52的宽度方向并排形成有多个沿上下方向长的狭缝孔52b。

如果进一步详细说明，则右侧下部板52上侧的紧固孔52a形成区间相比右侧下部板52下侧的紧固孔52a形成区间，其长度形成为更长，同时其长度与中央上部板31下侧的紧固孔31a形成区间相同。因此，穿过形成在左侧下部板42上侧的紧固孔42a的紧固螺栓B连续穿过形成在中央上部板31下侧的紧固孔31a和形成在右侧下部板52上侧的紧固孔52a。

并且，形成在右侧下部板52的下侧的紧固孔52a与形成在左侧下部板42的下侧的紧固孔42a和形成在中央下部板32的紧固孔32a连通，由于紧固螺栓B穿过这些紧固孔52a、42a、32a，结果，右侧下部板52的紧固孔52a通过向左右贯通的多个紧固螺栓B来与中央上部板31、中央下部板32及左侧下部板42进行结合。

其中，如果进一步对中央面板30、左侧面板40及右侧面板50的结合形态进行详细说明，则穿过左侧上部板41的紧固孔41a的紧固螺栓B穿过形成在中央上部板31的狭缝孔31b上侧的紧固孔31a，并且接着穿过右侧上部板51的紧固孔51a之后通过螺母N进行螺旋结合。

并且，穿过形成在左侧下部板42的狭缝孔42b上侧的紧固孔42a的紧固螺栓B穿过形成在中央上部板31的狭缝孔42b下侧的紧固孔31a，并接着穿过形成在右侧下部板52的狭缝孔52b上侧的紧固孔52a之后，通过螺母N进行螺旋结合。

另外，穿过形成在左侧下部板42的狭缝孔42b下侧的紧固孔42a的紧固螺栓B穿过中央下部板32的紧固孔32a，并接着穿过形成在右侧下部板52的狭缝孔52b下侧的紧固孔52a之后，通过螺母N进行螺旋结合。

形成在右侧下部板52的狭缝孔52b是狭缝阻尼区间，当如地震等外力作用于根据本发明的钢材阻尼器时，该狭缝阻尼区间吸收外力的同时进行扭转并使形态变形，从而使传递到建筑物的震动等达到最小化。

一方面，在不吸收震动的平时状态下，右侧上部板51的下端和右侧下部板52的上端彼此不接触并保持隔开预定距离的状态。在此状态下，当吸收由地震等产生的震动时，右侧上部板51的下端和右侧下部板52的上端彼此接触。

其中，如果对本发明的钢材阻尼器进一步的详细说明，则中央上部板31和中央下部板32的间隔距离与左侧上部板41和左侧下部板42的间隔距离及右侧上部板51和右侧下部板52的间隔距离形成为相同的距离。

并且，中央上部板31形成为在上下方向上的长度比中央下部板32的长度更长，左侧下部板42形成为在上下方向上的长度比左侧上部板41的长度更长，右侧下部板52形成为在上下方向上的长度比右侧上部板51的长度更长。与此同时，左侧下部板42形成为在上下方向上的长度比中央上部板31的长度更长，并且在上下方向上的长度比右侧下部板52的长度更短。

因此，右侧上部板51和右侧下部板52之间的间隔空间位于最高处，并且左侧上部板41和左侧下部板42之间的间隔空间位于右侧上部板51和右侧下部板52之间的间隔空间下方，中央上部板31和中央下部板32之间的间隔空间位于最低处。如此形成的原因在于，为了在由地震等产生的震动传递到钢材阻尼器时，不会使钢材阻尼器同时一次性变形，而是使其能够依次变形，由此柔和地吸收其震动，从而不会对建筑物给予负担。

并且，当仔细观察相当于狭缝阻尼区域的狭缝孔(31b、42b、52b)所形成的部分，则形成于中央上部板31的狭缝孔31b的位置最高，并且位于其两侧的左侧下部板31的狭缝孔42b形成位置和右侧下部板52的狭缝孔52b形成位置相同。如此，组成外部面板的左侧面板40和右侧面板50的狭缝阻尼区间(狭缝孔42b、52b)形成在相同位置，从而同时活动，并且狭缝阻尼区间(狭缝孔31b)的屈服强度比形成在其他位置的中央面板30的屈服强度大。

由此，当如地震等外力作用时，设计为屈服强度相对弱的中央面板30首先屈服后，在达到断裂位移之前，通过左侧面板40和右侧面板50来限制位移，从而不会发生断裂，之后左侧面板40和右侧面板50共同抵抗附加的荷载。结果，即使在强震造成的大位移，狭缝阻尼区间也不会断裂，从而可以通过表现更稳定的作用来消散较多的地震能量。

一方面，本发明的其他实施例中，由于分成上下的狭缝阻尼器相互以槽-凸起的形态相互啮合，因此，相比于一般的阻尼器，即使在较大的位移中，狭缝阻尼区间也不会断裂，并能够抵抗地震荷载，从而能够发挥更稳定的抗震及阻尼性能。

与本发明的其他实施例相关的图6是根据本发明的另一实施例的提高抗震及阻尼性能的钢材多狭缝阻尼器的立体图，图7是根据本发明的另一实施例的提高抗震及阻尼性能的钢材多狭缝阻尼器的分解立体图。

如图6及图7所示，本发明是在构成各狭缝阻尼器的中央面板30、左侧面板40及右侧面板50中，组成上下一对的上部板31、41、51和下部板32、42、52彼此以槽-凸起形态彼此啮合的结构进行隔开。

具体地，组成上述中央面板30的中央上部板31和中央下部板32在彼此隔开预定间隔的状态下，被布置为通过公母结构上下啮合的形态。具体地，中央上部板31的下端中央部形成有向外侧凸出的凸起部34，并且中央下部板32的上端中央部形成有以与上述凸起部34结合

的形态向内侧凹进去的凹部33。

一方面，在不吸收震动的平时状态中，中央上部板31的下端和中央下部板32的上端彼此不接触并保持隔开预定距离的状态。在此状态下，当吸收由地震等产生的震动时，中央上部板31的下端和中央下部板32的上端彼此接触。此时，中央上部板31的凸起部34和中央下部板32的凹部33通过公母结合

的结构彼此接触。

另外，组成上述左侧面板40的左侧上部板41和左侧下部板42以彼此隔开预定间隔的状态下，布置为通过公母结构上下啮合的形态。具体地，左侧上部板41的下端中央部形成有向外侧凸出的凸起部44，并且左侧下部板42的上端中央部形成有以与上述凸起部44结合的形态向内侧凹进去的凹部43。

一方面，在不吸收震动的平时状态中，左侧上部板41的下端和左侧下部板42的上端彼此不接触并保持隔开预定距离的状态。在此状态下，当吸收由地震等产生的震动时，左侧上部板41的下端和左侧下部板42的上端彼此接触。此时，左侧上部板41的凸起部44和左侧下部板42的凹部43通过公母结合的结构彼此接触。

另外，组成上述右侧面板50的右侧上部板51和右侧下部板52以彼此隔开预定间隔的状态下，布置为通过公母结构上下啮合的形态。具体地，右侧上部板51的下端中央部形成有向外侧凸出的凸起部54，并且右侧下部板52的上端中央部形成有以与上述凸起部54结合的形态向内侧凹进去的凹部53。

一方面，在不吸收震动的平时状态中，右侧上部板51的下端和右侧下部板52的上端彼此不接触并保持隔开预定距离的状态。在此状态下，当吸收由地震等产生的震动时，右侧上部板51的下端和右侧下部板52的上端彼此接触。此时，右侧上部板51的凸起部54和右侧下部板52的凹部53通过公母结合的结构彼此接触。

如上所述，构成钢材多狭缝阻尼器的中央面板30、左侧面板40及右侧面板50中，组成上下一对的上部板31、41、51和下部板32、42、52以槽-凸起形态相互啮合的结构彼此隔开，从而较大的地震力施加到狭缝阻尼器时，上部板和下部板彼此啮合的同时限制位移，因此，在狭缝阻尼区间(狭缝孔)没有被断裂的情况下，能够抵抗附加的地震荷载。

工业利用性

本发明涉及一种提高抗震及阻尼性能的钢材多狭缝阻尼器，可以通过广泛被适用于如独立式住宅、多户住宅、工厂、办公室及多用途设施等需要抗震及阻尼设计的多种建筑物中而进行使用。

Claims (5)

1.一种提高抗震及阻尼性能的钢材多狭缝阻尼器，其特征在于，包括：

上部支撑台(10)，连接于建筑物的上侧；

下部支撑台(20)，连接于建筑物的下侧；

中央面板(30)，包括：上端连接于所述上部支撑台(10)且沿上下方向形成有长的狭缝孔(31b)的中央上部板(31)、以隔开预定距离的方式设置在所述中央上部板(31)的下侧且下端连接在所述下部支撑台(20)的中央下部板(32)；

左侧面板(40)，包括：设置于所述中央上部板(31)的左侧且上端连接于所述上部支撑台(10)的左侧上部板(41)、以隔开预定距离的方式设置在所述左侧上部板(41)的下侧且下端连接于所述下部支撑台(20)并沿上下方向形成有长的狭缝孔(42b)的左侧下部板(42)；

右侧面板(50)，包括：设置于所述中央上部板(31)的右侧且上端连接于所述上部支撑台(10)的右侧上部板(51)、以隔开预定距离的方式设置在所述右侧上部板(51)的下侧且下端连接于所述下部支撑台(20)并沿上下方向形成有长的狭缝孔(52b)的右侧下部板(52)；

其中，形成在所述左侧面板(40)和右侧面板(50)的狭缝孔(42b、52b)形成为彼此位于相同高度，并且，形成在所述中央面板(30)的狭缝孔(31b)形成为位于与形成在所述左侧面板(40)和右侧面板(50)的狭缝孔(42b、52b)不同的高度。

2.根据权利要求1中所述的提高抗震及阻尼性能的钢材多狭缝阻尼器，其特征在于，

所述中央上部板(31)形成为在上下方向上的长度比所述中央下部板(32)的长度更长，所述左侧下部板(42)形成为在上下方向上的长度比左侧上部板(41)的长度更长，所述右侧下部板(52)形成为在上下方向上的长度比右侧上部板(51)的长度更长。

3.根据权利要求2所述的提高抗震及阻尼性能的钢材多狭缝阻尼器，其特征在于，

所述左侧下部板(42)形成为在上下方向上的长度比所述中央上部板(31)的长度更长，并且所述左侧下部板(42)在上下方向上的长度比所述右侧下部板(52)的长度更短。

4.根据权利要求2所述的提高抗震及阻尼性能的钢材多狭缝阻尼器，其特征在于，

所述中央上部板(31)和所述左侧下部板(42)及所述右侧下部板(52)形成有供紧固螺栓(B)穿过的通孔(31b、42b、52b)。

5.根据权利要求1所述的提高抗震及阻尼性能的钢材多狭缝阻尼器，其特征在于，

构成所述中央面板(30)的所述中央上部板(31)和所述中央下部板(32)、构成所述左侧面板(40)的所述左侧上部板(41)和所述左侧下部板(42)及构成所述右侧面板(50)的所述右侧上部板(51)和所述右侧下部板(52)布置为通过公母结构上下啮合。

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