專利名稱：四凹邊多孔金屬阻尼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑結(jié)構(gòu)震動(dòng)控制裝置，特別是涉及一種建筑結(jié)構(gòu)震動(dòng)控制的建筑用四凹邊多孔金屬阻尼器。
背景技術(shù)：
結(jié)構(gòu)消能減振技術(shù)是把結(jié)構(gòu)的某些非承重構(gòu)件(如支撐、剪力墻、連接件等)設(shè)計(jì)成消能桿件，或在結(jié)構(gòu)的某些部位(層間空間、節(jié)點(diǎn)、連接縫等)安裝消能裝置。在小風(fēng)或小震時(shí)，這些消能桿件(或消能裝置)和結(jié)構(gòu)本身具有足夠的側(cè)向剛度以滿足使用要求，結(jié)構(gòu)處于彈性狀態(tài)；當(dāng)出現(xiàn)大震或大風(fēng)時(shí)，隨著結(jié)構(gòu)側(cè)向變形的增大，消能構(gòu)件或消能裝置率先開(kāi)始工作，產(chǎn)生較大阻尼，大量消耗輸入結(jié)構(gòu)的地震或風(fēng)振能量，使結(jié)構(gòu)的動(dòng)能或彈性勢(shì)能等能量轉(zhuǎn)化成熱能等形式耗散掉，迅速衰減結(jié)構(gòu)的地震或風(fēng)振反應(yīng)(位移、速度、加速度等)，使主體結(jié)構(gòu)避免出現(xiàn)明顯的非彈性狀態(tài)，保護(hù)主體結(jié)構(gòu)及構(gòu)件在強(qiáng)震或大風(fēng)中免遭破壞。因?yàn)榈卣鸬仍騻鬏斀o建筑結(jié)構(gòu)的外部能量，是結(jié)構(gòu)產(chǎn)生振動(dòng)的根源，所以在結(jié)構(gòu)中設(shè)置耗能裝置，增加耗能量，將會(huì)減少結(jié)構(gòu)的振動(dòng)反應(yīng)。由于金屬材料進(jìn)入塑性以后具有良好的滯回性能，因而被用來(lái)制作各種類型的耗能裝置。金屬阻尼器裝置一般由低屈服點(diǎn)或者極低屈服點(diǎn)金屬和其定位裝置組裝而成的一種被動(dòng)耗能減震裝置。其抗震機(jī)理簡(jiǎn)單，造價(jià)低，效果顯著，同時(shí)，耗能裝置一般是作為非承重構(gòu)件安裝在結(jié)構(gòu)中，在正常使用狀態(tài)下，其能夠提高結(jié)構(gòu)的整體剛度；在小震情況下，建筑結(jié)構(gòu)本身就能夠滿足抗震設(shè)防要求，此時(shí)結(jié)構(gòu)的變形相對(duì)較小，金屬阻尼器不進(jìn)入或較少部分進(jìn)入塑性階段；在遇到大震或罕遇地震時(shí)，金屬阻尼器要率先進(jìn)入塑性階段，依靠其產(chǎn)生的塑性性能來(lái)減少結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，其破壞不會(huì)影響整體結(jié)構(gòu)的使用。耗能裝置既可以用于新建工程結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)也可以用于已有建筑的加固維修，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。軟鋼阻尼器是充分利用軟鋼進(jìn)入塑性階段后具有良好的滯回特性。1972年，Kelly 和Skirmer等美國(guó)學(xué)者首先開(kāi)始研究利用軟鋼的這種性能來(lái)控制結(jié)構(gòu)的動(dòng)力反應(yīng)，并提出軟鋼阻尼器的幾種形式，包括扭轉(zhuǎn)梁、彎曲梁、U形條耗能器等。隨后，其它學(xué)者又相繼提出許多形式各異的軟鋼阻尼器，其中比較典型的如X形、三角形板軟鋼阻尼器、E型鋼阻尼器、 C型鋼阻尼器。經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者的理論分析和實(shí)驗(yàn)研究，證實(shí)軟鋼阻尼器具有穩(wěn)定的滯回特性，良好的低周疲勞性能，長(zhǎng)期的可靠性和不受環(huán)境、溫度影響等特點(diǎn)，是一種很有前途的阻尼器。然而，一些軟鋼阻尼器受力屈服后，局部應(yīng)力和應(yīng)變集中現(xiàn)象嚴(yán)重，致使阻尼器塑性分布不均勻，沒(méi)有充分發(fā)揮材料的潛能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的是通過(guò)設(shè)計(jì)阻尼器的外形，使阻尼器的塑性分布更均勻，并通過(guò)在阻尼器內(nèi)部開(kāi)孔，不僅節(jié)省材料，使阻尼器的耗能更充分；本發(fā)明的目的在于提供一種四凹邊多孔金屬阻尼器，安裝于框架X形支撐上，在正常狀態(tài)下使用時(shí)能夠增大建筑結(jié)構(gòu)的整體剛度，而在遇到地震時(shí)，利用四凹邊多孔金屬阻尼器的屈服耗能能夠減少建筑結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)起到很好的保護(hù)作用。四凹邊多孔金屬阻尼器，它包括耗能部位、固定部位、螺栓孔、內(nèi)設(shè)圓掏孔和工字鋼，其特征在于耗能部位為四凹邊軟鋼，中間耗能部位外輪廓為四邊向內(nèi)凹的弧形，耗能部位中心內(nèi)設(shè)一個(gè)圓掏孔，在該圓掏孔周圍設(shè)置4個(gè)圓掏孔，4個(gè)圓掏孔分別對(duì)應(yīng)四個(gè)固定部位。固定部位為矩形形式，在其中設(shè)置螺栓孔，其四凹邊多孔金屬阻尼器的固定連接形式包括矩形連接金屬和螺栓。其螺栓連接四凹邊多孔金屬阻尼器包括固定部位和耗能部位兩部分，固定部位為矩形形式，在其中設(shè)置螺栓孔；中間耗能部位外輪廓為四邊向內(nèi)凹的弧形，內(nèi)部采用圓形掏孔。所述的四凹邊多孔金屬阻尼器，其固定連接形式包括矩形連接金屬和螺栓。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)四凹邊多孔金屬阻尼器初始剛度較大、無(wú)明顯應(yīng)力集中現(xiàn)象、鋼材屈服面積大、耗能效果好、鋼材利用率高，同時(shí)四凹邊多孔金屬阻尼器的制作、安裝簡(jiǎn)單、使用方便，既可以用于新建建筑工程的抗震設(shè)計(jì)，也可以用于已有工程的加固維修。


圖1為本發(fā)明采用螺栓連接的四凹邊多孔金屬阻尼器。圖2為本發(fā)明采用螺栓連接的四凹邊多孔金屬阻尼器的固定連接形式。圖3為圖2的剖面圖。圖中，1為耗能部位；2為固定部位；3為螺栓孔；4為內(nèi)設(shè)圓掏孔、5為工字鋼。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合技術(shù)方案和參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明提出的四凹邊多孔金屬阻尼器如圖廣圖3所示。四凹邊多孔金屬阻尼器主要由耗能部位1、固定部位2、螺栓孔3、內(nèi)設(shè)圓掏孔4和工字鋼5組成。四凹邊多孔金屬阻尼器通過(guò)固定連接裝置將其安裝在X字形支撐之間，構(gòu)件安裝方式為螺栓連接，四凹邊多孔金屬阻尼器的耗能部分開(kāi)洞為多孔型，下面介紹一下金屬耗能減震器。四凹邊多孔金屬阻尼器，其螺栓連接圓盤型金屬耗能減震器包括固定部位和耗能部位兩部分，固定部位為矩形形式，在其中設(shè)置螺栓孔；中間耗能部位外輪廓為四邊向內(nèi)凹的弧形。為了制作加工的方便，內(nèi)部采用圓形進(jìn)行切割。這些孔洞應(yīng)沿橫向或者豎向成對(duì)稱布置。圖2為采用螺栓連接的四凹邊多孔金屬阻尼器的固定連接形式，金屬耗能構(gòu)件采用多孔型。在安裝金屬耗能構(gòu)件時(shí)，沿縱向兩片并列同時(shí)安裝。
權(quán)利要求
1. 一種四凹邊多孔金屬阻尼器，它包括耗能部位、固定部位、螺栓孔、內(nèi)設(shè)圓掏孔和工字鋼，其特征在于耗能部位(1)為四凹邊軟鋼，中間耗能部位外輪廓為四邊向內(nèi)凹的弧形，耗能部位(1)中部?jī)?nèi)設(shè)圓掏孔(4)，在該圓掏孔(4)周圍設(shè)置4個(gè)圓掏孔(4)，4個(gè)圓掏孔 (4)分別對(duì)應(yīng)四個(gè)固定部位(2)，固定部位(2)為矩形形式，在其中設(shè)置螺栓孔(3)，其四凹邊多孔金屬阻尼器的固定連接形式包括矩形連接金屬和螺栓。
全文摘要
本發(fā)明是一種四凹邊多孔金屬阻尼器，它具有無(wú)明顯應(yīng)力集中現(xiàn)象、鋼材屈服面積大、耗能效果好的特點(diǎn)，它包括耗能部位、固定部位、螺栓孔、內(nèi)設(shè)圓掏孔和工字鋼，耗能部位為四凹邊軟鋼，中間耗能部位外輪廓為四邊向內(nèi)凹的弧形，耗能部位中部?jī)?nèi)設(shè)圓掏孔，在該圓掏孔周圍設(shè)置4個(gè)圓掏孔，4個(gè)圓掏孔分別對(duì)應(yīng)四個(gè)固定部位，固定部位為矩形形式，在其中設(shè)置螺栓孔，其四凹邊多孔金屬阻尼器的固定連接形式包括矩形連接金屬和螺栓。在遇到地震時(shí)，利用四凹邊多孔金屬阻尼器的屈服耗能能夠減少建筑結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)起到很好的保護(hù)作用。
文檔編號(hào)E04B1/98GK102392498SQ201110318328
公開(kāi)日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月19日
發(fā)明者張延年, 汪青杰, 鄭怡, 馬良 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)建筑大學(xué)