多維方向屈服耗能軟鋼消能器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種多維方向屈服耗能軟鋼消能器，主要包括頂板、多個耗能件以及底板。所述耗能件采用低屈服點鋼制成，軸心剖面為對稱拋物線外形，橫截面為圓形，設(shè)置于所述頂板和所述底板之間。本發(fā)明提供的多維方向屈服耗能軟鋼消能器，其耗能件軸心剖面采用對稱拋物線外形，能夠在地震作用下形成多個塑性屈服點，引起應(yīng)力重分布，有效地改善了應(yīng)力集中效應(yīng)，增強其塑性變形能力和低周疲勞性能，提高材料的利用率。其次，所述耗能件的橫截面采用圓形，具有中心對稱性，在水平面內(nèi)的各個方向具有相同的力學(xué)性能，能夠?qū)崿F(xiàn)多維方向的屈服耗能。
【專利說明】
多維方向屈服耗能軟鋼消能器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于建筑結(jié)構(gòu)消能減震技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及多維方向屈服耗能軟鋼消能器。
【背景技術(shù)】
[0002]結(jié)構(gòu)振動控制是在主體結(jié)構(gòu)上設(shè)置一些主動的或被動的耗能裝置，通過這些裝置的吸能機制或耗能材料的非線性變形來增大結(jié)構(gòu)阻尼、消耗地震能量，減輕主體結(jié)構(gòu)在地震或其他動力荷載作用下的動力響應(yīng)，提高結(jié)構(gòu)抵抗外界振動的能力。振動控制按照是否存在外部能源輸入，可分為被動控制、主動控制、半主動控制、混合控制和智能控制五類。
[0003]金屬耗能器是一種位移型的消能器，屬于被動耗能裝置。金屬耗能器是利用金屬的彈塑性變形來消耗輸入的地震能量，Kelly最早提出了在結(jié)構(gòu)中安裝金屬耗能器來吸收大部分地震能量的想法。目前，常用的金屬耗能裝置按照耗能機理可分為軸向屈服耗能型、彎曲屈服耗能型、剪切屈服耗能型以及扭轉(zhuǎn)屈服耗能型。
[0004]軟鋼屈服強度低、性能穩(wěn)定，且造價低廉，具有良好的抗低周疲勞性能，伸長率大，塑性變形能力較強，在進入塑性狀態(tài)后具有良好的滯回特性，能吸收大量的能量，適合制造各種類型的耗能減震裝置。目前采用軟鋼提高建筑物的抗震能力在以日本為代表的很多國家和地區(qū)得到廣泛推廣。軟鋼阻尼器是利用軟鋼屈服強度低、塑性變形能力強的特點制成的一種被動耗能裝置

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的在于提供一種多維方向屈服耗能軟鋼消能器，解決現(xiàn)有消能器只能面內(nèi)或面外單一方向屈服耗能的問題。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下:
[0007]本發(fā)明提供了一種多維方向屈服耗能軟鋼消能器，包括頂板、多個耗能件、以及底板，所述耗能件設(shè)置于所述頂板和所述底板之間。所述耗能件軸心剖面為對稱拋物線外形，能夠在地震作用下形成多個塑性屈服點;橫截面為圓形，具有中心對稱性，在水平面內(nèi)各個方向具有相同的力學(xué)性能，能夠?qū)崿F(xiàn)多維方向的屈服耗能。
[0008]優(yōu)選的，所述耗能件材料為低屈服點鋼，采用穿孔塞焊與頂板、底板連接。
[0009]優(yōu)選的，所述多維方向屈服耗能軟鋼消能器，還包括連接板。
[0010]優(yōu)選的，所述連接板設(shè)置于所述底板的下表面。
[0011 ]優(yōu)選的，所述連接板與所述底板采用焊接連接。
[0012]進一步的，所述多維方向屈服耗能軟鋼消能器，還包括邊緣梁、邊緣柱和支撐。
[0013]優(yōu)選的，所述連接板與所述支撐、所述頂板與所述邊緣梁均采用高強螺栓的連接方式，便于裝置的安裝、拆卸、維修與震后更換。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)勢在于:
[0015]本發(fā)明提供的多維方向屈服耗能軟鋼消能器，其耗能件軸心剖面為對稱拋物線外形，能夠在地震作用下形成多個塑性屈服點，引起應(yīng)力重分布，有效地改善了應(yīng)力集中效應(yīng)，增強其塑性變形能力和低周疲勞性能，提高材料的利用率。其次，耗能件的橫截面為圓形，具有中心對稱性，在水平面內(nèi)各個方向具有相同的力學(xué)性能，能夠?qū)崿F(xiàn)多維方向的屈服耗能。最后，本發(fā)明提供的多維方向屈服耗能軟鋼消能器與建筑結(jié)構(gòu)采用高強螺栓的連接方式，便于裝置的安裝、拆卸、維修與震后更換。
[0016]本發(fā)明提供的多維方向屈服耗能軟鋼消能器為非承重構(gòu)件，不能夠承擔(dān)建筑結(jié)構(gòu)的重量，在消能器安裝后不改變建筑主體結(jié)構(gòu)的豎向受力體系。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明消能器的立體示意圖；
[0018]圖2為本發(fā)明耗能件的立體示意圖；
[0019]圖3為本發(fā)明耗能件的軸心剖面圖；
[0020]圖4為本發(fā)明的工程安裝示意圖。
[0021]圖5為本發(fā)明消能器往復(fù)加載的滯回曲線。
[0022]圖中:
[0023]1:頂板;2:耗能件;3:底板;4:連接板;5:邊緣梁;6:邊緣柱;7:支撐。
【具體實施方式】
[0024]以下結(jié)合附圖和具體實例對本發(fā)明提出的多維方向屈服耗能軟鋼消能器作進一步詳細(xì)說明。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實施的目的。
[0025]如圖1-3所示，為本發(fā)明提供的多維方向屈服耗能軟鋼消能器，包括頂板1、多個耗能件2、以及底板3，所述耗能件2設(shè)置于所述頂板I和所述底板3之間。所述耗能件2軸心剖面為對稱拋物線外形，能夠在地震作用下形成多個塑性屈服點;橫截面為圓形，具有中心對稱性，在水平面內(nèi)各個方向具有相同的力學(xué)性能，能夠?qū)崿F(xiàn)多維方向的屈服耗能。
[0026]優(yōu)選的，所述耗能件2材料為低屈服點鋼，采用穿孔塞焊與頂板1、底板3連接。
[0027]優(yōu)選的，所述多維方向屈服耗能軟鋼消能器，還包括連接板4。
[0028]優(yōu)選的，所述連接板4設(shè)置于所述底板3的下表面。
[0029]優(yōu)選的，所述連接板4與所述底板3采用焊接連接。
[0030]如圖4所示，進一步的，所述多維方向屈服耗能軟鋼消能器，還包括邊緣梁5、邊緣柱6和支撐7。
[0031]優(yōu)選的，所述連接板4與所述支撐7、所述頂板I與所述邊緣梁5均采用高強螺栓的連接方式，便于裝置的安裝、拆卸、維修與震后更換。
[0032]在整個焊接過程中，不應(yīng)在耗能件2位置進行焊接起弧或落弧等不規(guī)范的加工工藝，以免局部熱應(yīng)力對屈服段性能產(chǎn)生不利影響。同時應(yīng)注意防火、防腐處理。
[0033]當(dāng)發(fā)生地震作用時，結(jié)構(gòu)發(fā)生層間位移導(dǎo)致耗能件2發(fā)生變形，當(dāng)變形位移大于其屈服位移時，消能器開始屈服耗能，消耗地震輸入的能量，從而保護主體結(jié)構(gòu)免遭破壞。
[0034]本發(fā)明提供的多維方向屈服耗能軟鋼消能器，其耗能件軸心剖面為對稱拋物線外形，能夠在地震作用下形成多個塑性屈服點，引起應(yīng)力重分布，有效地改善了應(yīng)力集中效應(yīng)，增強其塑性變形能力和低周疲勞性能，提高材料的利用率。其次，耗能件的橫截面為圓形，具有中心對稱性，在水平面內(nèi)各個方向具有相同的力學(xué)性能，能夠?qū)崿F(xiàn)多維方向的屈服耗能。最后，本發(fā)明提供的多維方向屈服耗能軟鋼消能器與建筑結(jié)構(gòu)采用高強螺栓的連接方式，便于裝置的安裝、拆卸、維修與震后更換。
[0035]本發(fā)明提供的多維方向屈服耗能軟鋼消能器具有延性好，構(gòu)造簡單，更換方便，耗能性能優(yōu)良，是一種優(yōu)越的消能減震構(gòu)件。
[0036]上述描述僅是對本發(fā)明較佳實施例的描述，并非對本發(fā)明范圍的任何限定，本發(fā)明領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)上述揭示內(nèi)容做的任何變更、修飾，均屬于權(quán)利要求書的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.多維方向屈服耗能軟鋼消能器，其特征在于，包括頂板(I)、多個耗能件(2)以及底板(3)，所述耗能件(2)軸心剖面為對稱拋物線外形，橫截面為圓形，設(shè)置于所述頂板(I)和所述底板(3)之間。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多維方向屈服耗能軟鋼消能器，其特征在于，所述耗能件(2)的材料為低屈服點鋼，采用穿孔塞焊與頂板(I)、底板(3)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多維方向屈服耗能軟鋼消能器，其特征在于，還包括連接板⑷。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多維方向屈服耗能軟鋼消能器，其特征在于，所述連接板(4)設(shè)置于所述底板(3)的下表面。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多維方向屈服耗能軟鋼消能器，其特征在于，所述連接板(4)與所述底板(3)的采用焊接連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多維方向屈服耗能軟鋼消能器，其特征在于，還包括邊緣梁(5)、邊緣柱(6)和支撐(7)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多維方向屈服耗能軟鋼消能器，其特征在于，所述連接板(4)與所述支撐(7)、所述頂板(I)與所述邊緣梁(5)均采用高強螺栓連接。
【文檔編號】E04B1/98GK106088769SQ201610630893
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月4日 公開號201610630893.7, CN 106088769 A, CN 106088769A, CN 201610630893, CN-A-106088769, CN106088769 A, CN106088769A, CN201610630893, CN201610630893.7
【發(fā)明人】劉峰
【申請人】上海天華建筑設(shè)計有限公司