多维方向屈服耗能软钢消能器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种多维方向屈服耗能软钢消能器，主要包括顶板、多个耗能件以及底板。所述耗能件采用低屈服点钢制成，轴心剖面为对称抛物线外形，横截面为圆形，设置于所述顶板和所述底板之间。本发明提供的多维方向屈服耗能软钢消能器，其耗能件轴心剖面采用对称抛物线外形，能够在地震作用下形成多个塑性屈服点，引起应力重分布，有效地改善了应力集中效应，增强其塑性变形能力和低周疲劳性能，提高材料的利用率。其次，所述耗能件的横截面采用圆形，具有中心对称性，在水平面内的各个方向具有相同的力学性能，能够实现多维方向的屈服耗能。
【专利说明】
多维方向屈服耗能软钢消能器
技术领域
[0001]本发明属于建筑结构消能减震技术领域，具体涉及多维方向屈服耗能软钢消能器。
【背景技术】
[0002]结构振动控制是在主体结构上设置一些主动的或被动的耗能装置，通过这些装置的吸能机制或耗能材料的非线性变形来增大结构阻尼、消耗地震能量，减轻主体结构在地震或其他动力荷载作用下的动力响应，提高结构抵抗外界振动的能力。振动控制按照是否存在外部能源输入，可分为被动控制、主动控制、半主动控制、混合控制和智能控制五类。
[0003]金属耗能器是一种位移型的消能器，属于被动耗能装置。金属耗能器是利用金属的弹塑性变形来消耗输入的地震能量，Kelly最早提出了在结构中安装金属耗能器来吸收大部分地震能量的想法。目前，常用的金属耗能装置按照耗能机理可分为轴向屈服耗能型、弯曲屈服耗能型、剪切屈服耗能型以及扭转屈服耗能型。
[0004]软钢屈服强度低、性能稳定，且造价低廉，具有良好的抗低周疲劳性能，伸长率大，塑性变形能力较强，在进入塑性状态后具有良好的滞回特性，能吸收大量的能量，适合制造各种类型的耗能减震装置。目前采用软钢提高建筑物的抗震能力在以日本为代表的很多国家和地区得到广泛推广。软钢阻尼器是利用软钢屈服强度低、塑性变形能力强的特点制成的一种被动耗能装置
【发明内容】
[0005]本发明目的在于提供一种多维方向屈服耗能软钢消能器，解决现有消能器只能面内或面外单一方向屈服耗能的问题。
[0006]为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下:
[0007]本发明提供了一种多维方向屈服耗能软钢消能器，包括顶板、多个耗能件、以及底板，所述耗能件设置于所述顶板和所述底板之间。所述耗能件轴心剖面为对称抛物线外形，能够在地震作用下形成多个塑性屈服点;横截面为圆形，具有中心对称性，在水平面内各个方向具有相同的力学性能，能够实现多维方向的屈服耗能。
[0008]优选的，所述耗能件材料为低屈服点钢，采用穿孔塞焊与顶板、底板连接。
[0009]优选的，所述多维方向屈服耗能软钢消能器，还包括连接板。
[0010]优选的，所述连接板设置于所述底板的下表面。
[0011 ]优选的，所述连接板与所述底板采用焊接连接。
[0012]进一步的，所述多维方向屈服耗能软钢消能器，还包括边缘梁、边缘柱和支撑。
[0013]优选的，所述连接板与所述支撑、所述顶板与所述边缘梁均采用高强螺栓的连接方式，便于装置的安装、拆卸、维修与震后更换。
[0014]与现有技术相比，本发明的优势在于:
[0015]本发明提供的多维方向屈服耗能软钢消能器，其耗能件轴心剖面为对称抛物线外形，能够在地震作用下形成多个塑性屈服点，引起应力重分布，有效地改善了应力集中效应，增强其塑性变形能力和低周疲劳性能，提高材料的利用率。其次，耗能件的横截面为圆形，具有中心对称性，在水平面内各个方向具有相同的力学性能，能够实现多维方向的屈服耗能。最后，本发明提供的多维方向屈服耗能软钢消能器与建筑结构采用高强螺栓的连接方式，便于装置的安装、拆卸、维修与震后更换。
[0016]本发明提供的多维方向屈服耗能软钢消能器为非承重构件，不能够承担建筑结构的重量，在消能器安装后不改变建筑主体结构的竖向受力体系。
【附图说明】
[0017]图1为本发明消能器的立体示意图；
[0018]图2为本发明耗能件的立体示意图；
[0019]图3为本发明耗能件的轴心剖面图；
[0020]图4为本发明的工程安装示意图。
[0021]图5为本发明消能器往复加载的滞回曲线。
[0022]图中:
[0023]1:顶板;2:耗能件;3:底板;4:连接板;5:边缘梁;6:边缘柱;7:支撑。
【具体实施方式】
[0024]以下结合附图和具体实例对本发明提出的多维方向屈服耗能软钢消能器作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施的目的。
[0025]如图1-3所示，为本发明提供的多维方向屈服耗能软钢消能器，包括顶板1、多个耗能件2、以及底板3，所述耗能件2设置于所述顶板I和所述底板3之间。所述耗能件2轴心剖面为对称抛物线外形，能够在地震作用下形成多个塑性屈服点;横截面为圆形，具有中心对称性，在水平面内各个方向具有相同的力学性能，能够实现多维方向的屈服耗能。
[0026]优选的，所述耗能件2材料为低屈服点钢，采用穿孔塞焊与顶板1、底板3连接。
[0027]优选的，所述多维方向屈服耗能软钢消能器，还包括连接板4。
[0028]优选的，所述连接板4设置于所述底板3的下表面。
[0029]优选的，所述连接板4与所述底板3采用焊接连接。
[0030]如图4所示，进一步的，所述多维方向屈服耗能软钢消能器，还包括边缘梁5、边缘柱6和支撑7。
[0031]优选的，所述连接板4与所述支撑7、所述顶板I与所述边缘梁5均采用高强螺栓的连接方式，便于装置的安装、拆卸、维修与震后更换。
[0032]在整个焊接过程中，不应在耗能件2位置进行焊接起弧或落弧等不规范的加工工艺，以免局部热应力对屈服段性能产生不利影响。同时应注意防火、防腐处理。
[0033]当发生地震作用时，结构发生层间位移导致耗能件2发生变形，当变形位移大于其屈服位移时，消能器开始屈服耗能，消耗地震输入的能量，从而保护主体结构免遭破坏。
[0034]本发明提供的多维方向屈服耗能软钢消能器，其耗能件轴心剖面为对称抛物线外形，能够在地震作用下形成多个塑性屈服点，引起应力重分布，有效地改善了应力集中效应，增强其塑性变形能力和低周疲劳性能，提高材料的利用率。其次，耗能件的横截面为圆形，具有中心对称性，在水平面内各个方向具有相同的力学性能，能够实现多维方向的屈服耗能。最后，本发明提供的多维方向屈服耗能软钢消能器与建筑结构采用高强螺栓的连接方式，便于装置的安装、拆卸、维修与震后更换。
[0035]本发明提供的多维方向屈服耗能软钢消能器具有延性好，构造简单，更换方便，耗能性能优良，是一种优越的消能减震构件。
[0036]上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
【主权项】
1.多维方向屈服耗能软钢消能器，其特征在于，包括顶板(I)、多个耗能件(2)以及底板(3)，所述耗能件(2)轴心剖面为对称抛物线外形，横截面为圆形，设置于所述顶板(I)和所述底板(3)之间。2.根据权利要求1所述的多维方向屈服耗能软钢消能器，其特征在于，所述耗能件(2)的材料为低屈服点钢，采用穿孔塞焊与顶板(I)、底板(3)连接。3.根据权利要求1所述的多维方向屈服耗能软钢消能器，其特征在于，还包括连接板⑷。4.根据权利要求3所述的多维方向屈服耗能软钢消能器，其特征在于，所述连接板(4)设置于所述底板(3)的下表面。5.根据权利要求4所述的多维方向屈服耗能软钢消能器，其特征在于，所述连接板(4)与所述底板(3)的采用焊接连接。6.根据权利要求1所述的多维方向屈服耗能软钢消能器，其特征在于，还包括边缘梁(5)、边缘柱(6)和支撑(7)。7.根据权利要求6所述的多维方向屈服耗能软钢消能器，其特征在于，所述连接板(4)与所述支撑(7)、所述顶板(I)与所述边缘梁(5)均采用高强螺栓连接。
【文档编号】E04B1/98GK106088769SQ201610630893
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月4日 公开号201610630893.7, CN 106088769 A, CN 106088769A, CN 201610630893, CN-A-106088769, CN106088769 A, CN106088769A, CN201610630893, CN201610630893.7
【发明人】刘峰
【申请人】上海天华建筑设计有限公司