專利名稱：微振動(dòng)可耗能黏彈性屈曲約束支撐的制作方法
微振動(dòng)可耗能黏彈性屈曲約束支撐技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于土木工程領(lǐng)域，涉及用于減小工程結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的一種屈曲約束支 撐。
背景技術(shù)：
屈曲約束支撐是一種兼具普通支撐和金屬阻尼器雙重功能的新型支撐，在小震或 者風(fēng)振作用下，耗能內(nèi)芯板處于彈性范圍內(nèi)，屈曲約束支撐相當(dāng)于不失穩(wěn)的中心支撐，給主 體結(jié)構(gòu)提供側(cè)向剛度；在中震或大震作用下，屈曲約束支撐通過耗能內(nèi)芯板拉壓屈服耗散 振動(dòng)能量。但對于風(fēng)敏感同時(shí)又需要考慮減震的結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)屈曲約束支撐只能充當(dāng)普通中 心支撐，無法耗能，這一特性限制了其在風(fēng)敏感結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。
另一方面，黏彈性材料體剪切變形可產(chǎn)生有滯回特性的阻抗力，在往復(fù)的變形中 可以吸收振動(dòng)能量。由于黏彈性體吸收振動(dòng)能量的機(jī)制在微小變形時(shí)也起作用，黏彈性阻 尼器可以適用于小到風(fēng)振或交通振動(dòng)引發(fā)的微振動(dòng)。因此，本發(fā)明提出將黏彈性材料體與 屈曲約束支撐串聯(lián)，并通過螺栓連接不同形狀的孔洞來控制黏彈性材料體剪切變形的大 小，實(shí)現(xiàn)在小變形作用下黏彈性材料體耗能，大變形作用下屈曲約束支撐耗能。發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明為了解決傳統(tǒng)屈曲約束支撐在小震或者風(fēng)振作用下只能充當(dāng)普通支撐無法耗 能的問題，提供了一種微振動(dòng)可耗能黏彈性屈曲約束支撐。
技術(shù)方案本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:一種微振動(dòng)可耗能黏彈性屈曲約束支撐,包括耗能內(nèi)芯板、粘彈性材料體、屈曲約束部 件以及約束傳力部件，其特征在于:耗能內(nèi)芯板的一端位于所述的約束傳力部件內(nèi)部，耗能 內(nèi)芯板的中間段位于屈曲約束部件內(nèi)且與所述的屈曲約束部件之間留有l(wèi)_2mm的間隙，屈 曲約束部件同時(shí)約束耗能內(nèi)芯板的平面內(nèi)和平面外屈曲，耗能內(nèi)芯板的另一端伸出屈曲約 束部件外，在所述述耗能內(nèi)芯板位于約束傳力部件一端的上下表面分別固接有一黏彈性材 料體，該黏彈性材料體與所述的約束傳力部件的內(nèi)表面固接，在所述耗能內(nèi)芯板位于約束 傳力部件內(nèi)的一端還開有數(shù)個(gè)延受力方向拉長的第一變形孔，每個(gè)黏彈性材料體開有數(shù)個(gè) 與耗能內(nèi)芯板上第一變形孔相對應(yīng)的第二變形孔，約束傳力部件開有位置與黏彈性材料體 上第二變形孔位置相對應(yīng)的圓孔，約束傳力部件、黏彈性材料體與耗能內(nèi)芯板開有第一變 形孔的一端通過一穿過所述的圓孔、第二變形孔以及第一變形孔的螺栓固定。
所述屈曲約束部件由一個(gè)第一工字型鋼、四個(gè)第一填充板、兩個(gè)第一蓋板構(gòu)成，每 個(gè)第一填充板位于第一工字型鋼和兩個(gè)第一蓋板的中間，每兩個(gè)第一填充板位于第一工字 型鋼的上下表面，每兩個(gè)第一填充板的外部是一個(gè)第一蓋板，第一填充板和第一蓋板與耗 能內(nèi)芯板之間留有所述的間隙。
所述約束傳力部件由一個(gè)第二工字型鋼、四個(gè)第二填充板、兩個(gè)第二蓋板構(gòu)成，每 個(gè)第二填充板位于第二工字型鋼和兩個(gè)第二蓋板的中間，每兩個(gè)第二填充板位于第二工字 型鋼的上下表面，每兩個(gè)第二填充板的外部是一個(gè)第二蓋板，第二填充板、第二蓋板和第二 工字型鋼組成的空間比黏彈性材料體寬l_2mm，所述的圓孔包括位于所述第二工字型鋼上 的內(nèi)圓孔和位于所述第二蓋板上的外圓孔。
所述的第一變形孔為橢圓孔、長圓孔或長條形孔，所述的第二變形孔為橢圓孔、長 圓孔或長條形孔。
所述的耗能內(nèi)芯板伸出屈曲約束部件外的另一端以及第二工字型鋼用作連接支 撐和結(jié)構(gòu)的連接件。
本發(fā)明支撐由兩個(gè)耗能內(nèi)芯板、黏彈性材料體、屈曲約束部件、約束傳力部件構(gòu) 成，所述耗能內(nèi)芯板的一端開有數(shù)個(gè)第一變形孔，耗能內(nèi)芯板開有橢圓孔的一端位于約束 傳力部件內(nèi)，耗能內(nèi)芯板的中間段位于屈曲約束部件內(nèi)，耗能內(nèi)芯板的另一端伸出屈曲約 束部件外，每個(gè)黏彈性材料體開有數(shù)個(gè)與耗能內(nèi)芯板上第一變形孔相對應(yīng)的第二變形孔， 每個(gè)黏彈性材料體與耗能內(nèi)芯板開有第一變形孔的一端上下側(cè)面固接，黏彈性材料體位于 約束傳力部件內(nèi)，約束傳力部件開有位置與黏彈性材料體上第二變形孔位置相對應(yīng)的內(nèi)圓 孔和外圓孔，約束傳力部件、黏彈性材料體與耗能內(nèi)芯板開有第一變形孔的一端通過相應(yīng) 部件上的內(nèi)圓孔、外圓孔以及第二變形孔栓接。
填充板、蓋板和工字型鋼組成的空間比黏彈性材料體寬l_2mm，起到保護(hù)黏彈性材 料體的作用。
有益效果本發(fā)明具有以下有益效果:1.本發(fā)明在耗能內(nèi)芯板與約束傳力部件連接的一端上下表面設(shè)置黏彈性材料體，并 在耗能內(nèi)芯板和黏彈性材料體上開設(shè)變形孔，耗能內(nèi)芯板、黏彈性材料體與約束部件在開 有變形孔或者圓孔的位置通過螺栓連接，在小震或風(fēng)振作用下，黏彈性材料體通過剪切變 形耗散振動(dòng)能量，剪切變形小于變形孔的長軸，螺栓可自由移動(dòng)，在中等或較大地震作用 下，黏彈性材料體剪切變形達(dá)到橢圓孔的長軸，螺栓不能夠繼續(xù)移動(dòng)，黏彈性材料體剪切變 形最大值被限定，耗能內(nèi)芯板開始通過拉壓屈服耗散地震能量。如此，支撐不僅能在小震或 風(fēng)振作用下耗量，又能在中等或大震作用下耗散地震能量，并且為結(jié)構(gòu)提供一定的支撐剛 度，形成了 一種微振動(dòng)可耗能屈曲約束支撐，拓寬了屈曲約束支撐在風(fēng)敏感結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。
2.支撐的約束部件制作簡單，安裝方便靈活。屈曲約束部件由工字型鋼、填充板、 蓋板通過螺栓連接而成，安裝方便靈活，與耗能內(nèi)芯板的間隙為1_2_，能同時(shí)約束耗能內(nèi) 芯板的平面內(nèi)和平面外屈；同時(shí)，約束傳力部件也通過螺栓拼裝組成，安裝簡單，起到有效 保護(hù)黏彈性材料體的作用。


圖1是耗能內(nèi)芯板與黏彈性材料體組裝示意圖，圖2是圖1的A-A剖視圖；圖3是屈曲約束部件的單獨(dú)組裝示意圖，圖4是圖3的B-B剖視圖；圖5是約束傳力部件的單獨(dú)組裝示意圖，圖6是圖6的C-C剖視圖；圖7是屈曲約束部件、約束傳力部件組裝至構(gòu)件組裝完成示意圖，圖8是圖7的D-D剖視圖，圖9是圖7的E-E剖視圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一:如圖Γ9所示，本實(shí)施例的微振動(dòng)可耗能黏彈性屈曲約束支撐由兩個(gè)耗能內(nèi)芯板1、黏彈性材料體2、屈曲約束部件3、約束傳力部件4構(gòu)成，所述耗能內(nèi)芯板I的一端開有數(shù)個(gè)第一變形孔1-1，其中變形孔1-1可以為橢圓孔、長圓形孔、腰型孔或長條形孔等，在本實(shí)施例中，第一變形孔1-1選用橢圓孔，耗能內(nèi)芯板I開有橢圓孔的一端位于約束傳力部件4內(nèi)，耗能內(nèi)芯板I的中間段位于屈曲約束部件3內(nèi)，耗能內(nèi)芯板I的另一端伸出屈曲約束部件3外，黏彈性材料體2位于約束傳力部件4內(nèi)，每個(gè)黏彈性材料體2開有數(shù)個(gè)與耗能內(nèi)芯板I上橢圓孔相對應(yīng)的第二變形孔2-1，此時(shí)，第二變形孔也為橢圓孔，每個(gè)黏彈性材料體2與耗能內(nèi)芯板I開有橢圓孔1-1的一端上下側(cè)面以及約束傳力部件4與黏彈性材料體2的接觸面上通過黏膠固接，約束傳力部件4開有位置與黏彈性材料體2上橢圓孔位置相對應(yīng)的內(nèi)圓孔4-1-1和外圓孔4-3-1，約束傳力部件4、黏彈性材料體2與耗能內(nèi)芯板I開有圓孔1-1的一端通過相應(yīng)部件的內(nèi)圓孔4-1-1、外圓孔4-3-1、第二變形孔2-1 以及第一變形孔2-1通過高強(qiáng)螺栓連接。
實(shí)施例二:如圖3所示，本實(shí)施例的每個(gè)第一填充板3-2的形狀與每個(gè)耗能內(nèi)芯板 I的側(cè)邊形狀相對應(yīng)，每個(gè)填充板3-2位于第一工字型鋼3-1和兩個(gè)第一蓋板3-3的中間， 每兩個(gè)第一填充板3-2位于第一工字型鋼3-1的上下表面，每兩個(gè)第一填充板3-2的外部是一個(gè)第一蓋板3-3,第一填充板3-2和第一蓋板3-3與耗能內(nèi)芯板I的間隙約為同時(shí)約束耗能內(nèi)芯板I的平面內(nèi)和平面外屈曲。其他組成及連接方式與具體實(shí)施例一相同。
實(shí)施例三:如圖5所示，本實(shí)施例的每個(gè)填充板4-2位于第二工字型鋼4-1和兩個(gè)第二蓋板4-3的中間，每兩個(gè)第二填充板4-2位于第二工字型鋼4-1的上下表面，每兩個(gè)第二填充板4-2的外部是一個(gè)第二蓋板4-3,第二填充板4-2、第二蓋板4-3和第二工字型鋼 4-1組成的空間比黏彈性材料體2寬1-2_，起到保護(hù)黏彈性材料體2的作用。其他組成及連接方式與具體實(shí)施例二相同。
實(shí)施例四:如圖1、7所示，本實(shí)施例是微振動(dòng)可耗能黏彈性屈曲約束支撐的組裝具體步驟，如下:1.將耗能內(nèi)芯板開有橢圓孔的一端與黏彈性材料體在接觸面上通過黏膠固接。
2.將兩個(gè)耗能內(nèi)芯板置于約束傳力部件和屈曲約束部件的兩個(gè)工字型鋼上下翼緣表面，相應(yīng)約束部件的四塊第一填充板和四個(gè)第二填充板分別放置在相`應(yīng)工字型鋼的翼緣邊沿即耗能內(nèi)芯板的兩個(gè)側(cè)邊，然后把蓋板放置在同一平面內(nèi)的兩個(gè)第一填充板或第二填充板上，再通過高強(qiáng)螺栓把相應(yīng)的工字型鋼、填充板和蓋板連接成整體即為屈曲約束部件和約束傳力部件；屈曲約束部件與耗能內(nèi)芯板的間隙為l_2mm，同時(shí)約束耗能內(nèi)芯板的平面內(nèi)和平面外屈曲，約束傳力部件形成的內(nèi)部空間比黏彈性材料體寬1_2_，起到保護(hù)黏彈性材料體的作用。這樣，完成整個(gè)微振動(dòng)可耗能黏彈性屈曲約束支撐的組裝。
權(quán)利要求
1.一種微振動(dòng)可耗能黏彈性屈曲約束支撐,包括耗能內(nèi)芯板(I )、粘彈性材料體(2)、 屈曲約束部件(3)以及約束傳力部件(4)，其特征在于:耗能內(nèi)芯板(I)的一端位于所述的 約束傳力部件(4)內(nèi)部，耗能內(nèi)芯板(I)的中間段位于屈曲約束部件(3 )內(nèi)且與所述的屈曲 約束部件(3)之間留有1-2_的間隙，所述的屈曲約束部件(3)同時(shí)約束耗能內(nèi)芯板(I)的 平面內(nèi)和平面外屈曲，耗能內(nèi)芯板(I)的另一端伸出屈曲約束部件(3)外，在所述耗能內(nèi)芯 板(I)位于約束傳力部件(4 )內(nèi)部一端的上下表面分別固接一黏彈性材料體(2 )，該黏彈性 材料體(2)與所述的約束傳力部件(4)的內(nèi)表面固接，在所述耗能內(nèi)芯板(I)位于約束傳力 部件(4)內(nèi)的一端還開有數(shù)個(gè)延受力方向拉長的第一變形孔(1-1)，每個(gè)黏彈性材料體(2) 開有數(shù)個(gè)與耗能內(nèi)芯板(I)上第一變形孔(1-1)相對應(yīng)的第二變形孔(2-1 )，約束傳力部件(4)開有位置與黏彈性材料體(2)上第二變形孔(2-1)位置相對應(yīng)的圓孔，約束傳力部件(4)、黏彈性材料體(2)與耗能內(nèi)芯板(I)開有第一變形孔(1-1)的一端通過一穿過所述的 圓孔、第二變形孔(2-1)以及第一變形孔(1-1)的螺栓固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微振動(dòng)可耗能黏彈性屈曲約束支撐，其特征在于:所述屈曲 約束部件(3)由一個(gè)第一工字型鋼(3-1)、四個(gè)第一填充板(3-2)、兩個(gè)第一蓋板(3-3)構(gòu) 成，每個(gè)第一填充板(3-2 )位于第一工字型鋼(3-1)和兩個(gè)第一蓋板(3-3 )的中間，每兩個(gè) 第一填充板(3-2 )位于第一工字型鋼(3-1)的上下表面，每兩個(gè)第一填充板(3-2 )的外部是 一個(gè)第一蓋板(3-3),第一填充板(3-2)和第一蓋板(3-3)與耗能內(nèi)芯板(I)之間留有所述 的間隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微振動(dòng)可耗能黏彈性屈曲約束支撐，其特征在于:所述約束 傳力部件(4)由一個(gè)第二工字型鋼(4-1)、四個(gè)第二填充板(4-2)、兩個(gè)第二蓋板(4-3)構(gòu) 成，每個(gè)第二填充板(4-2)位于第二工字型鋼(4-1)和兩個(gè)第二蓋板(4-3)的中間，每兩個(gè) 第二填充板(4-2)位于第二工字型鋼(4-1)的上下表面，每兩個(gè)第二填充板板(4-2)的外部 是一個(gè)第二蓋板(4-3)，第二填充板(4-2)、第二蓋板(4-3)和第二工字型鋼(4-1)組成的空 間比黏彈性材料體(2)寬l-2mm，所述的圓孔包括位于所述第二工字型鋼(4_1)上的內(nèi)圓孔 (4-1-1)和位于所述第二蓋板(4-3)上的外圓孔(4-3-1)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微振動(dòng)可耗能黏彈性屈曲約束支撐，其特征在于:所述的第 一變形孔為橢圓孔、長圓孔或長條形孔，所述的第二變形孔為橢圓孔、長圓孔或長條形孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的微振動(dòng)可耗能黏彈性屈曲約束支撐，其特征在于:所述 的耗能內(nèi)芯板(I)伸出屈曲約束部件(3)外的另一端以及第二工字型鋼(4-1)用作連接支 撐和結(jié)構(gòu)的連接件。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種微振動(dòng)可耗能黏彈性屈曲約束支撐，包括耗能內(nèi)芯板、粘彈性材料體、屈曲約束部件以及約束傳力部件，耗能內(nèi)芯板的一端位于約束傳力部件內(nèi)部，耗能內(nèi)芯板的中間段位于屈曲約束部件內(nèi)且與屈曲約束部件之間留有1-2mm的間隙，耗能內(nèi)芯板的另一端伸出屈曲約束部件外，在所述耗能內(nèi)芯板位于約束傳力部件一端的上下表面分別固接有一黏彈性材料體，該黏彈性材料體與約束傳力部件的內(nèi)表面固接。本發(fā)明支撐不僅能在小震或風(fēng)振作用下耗量，又能在中等或大震作用下耗散地震能量，并且為結(jié)構(gòu)提供一定的支撐剛度，形成了一種微振動(dòng)可耗能屈曲約束支撐，拓寬了屈曲約束支撐在風(fēng)敏感結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。
文檔編號E04B1/98GK103206029SQ20131017454
公開日2013年7月17日 申請日期2013年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月10日
發(fā)明者王春林, 曾鵬, 葛漢彬, 曾濱, 吳京 申請人:東南大學(xué)