專利名稱：一種粘塑性消能減震支撐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件，具體涉及一種粘塑性消能減震支撐。
背景技術(shù)：
結(jié)構(gòu)消能減震是指在建筑結(jié)構(gòu)中加入阻尼器，以消耗輸入建筑結(jié)構(gòu)的地震能量，從而減小結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)。這些阻尼器分為位移相關(guān)型阻尼器、速度相關(guān)型阻尼器和位移-速度相關(guān)型復(fù)合型阻尼器。位移型阻尼器，包括摩擦阻尼器和軟鋼阻尼器，這些阻尼器通過摩擦或屈服滯回耗能地震能量。速度型耗能阻尼器，包括黏彈性阻尼器，黏性液體阻尼器，它們通過黏彈性材料的變形或黏性液體的流動來消耗能量。位移-速度相關(guān)型阻尼器，也稱混合型阻尼器，綜合了位移型阻尼器和速度型阻尼器的特點(diǎn)，即有很好的耗能能力，又有一定的剛度。如1999年11月2日，日本專利(特開 平11-303448)公開了一種有耗能功能的支撐，安裝在框架之間，它的核心(鋼板條)外有套管，套管與核心間填充粘彈性材料，在套管與核心之間、沿核心軸向的適當(dāng)位置設(shè)置用于調(diào)整核心屈曲強(qiáng)度的加勁板。它的不足(1)支撐在受拉時，粘彈性發(fā)生很小的剪切變形，耗能能力相對差；(2)核心受壓彎曲時，核心會使套管受彎曲作用，套管需較大的抗彎剛度；(3)核心彎曲形時，套管在出框架平面外方向上發(fā)生微小擺動，影響支撐的可靠性；(4)核心受壓時，加勁板與核心之間有較大摩擦，影響支撐的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種粘塑性消能減震支撐，在受拉時也有很好的耗能能力，更好地利用粘彈性體的消能能力，支撐對套管的抗彎剛度要求減小，套管的橫載面積變小，支撐變形時性能更加可靠。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種粘塑性消能減震支撐，其特征在于，包括形狀相同沿長度方向均呈起伏波形第一預(yù)彎曲鋼板條11和第二預(yù)彎曲鋼板條12，第一預(yù)彎曲鋼板條11的波谷與第二預(yù)彎曲鋼板條12的波峰相接，在預(yù)彎曲鋼板條11和預(yù)彎曲鋼板條12外沿二者長度方向套有套管2，套管2的兩端出口位置對應(yīng)第一預(yù)彎曲鋼板條11的波谷和第二預(yù)彎曲鋼板條12的波峰相接處，在該處設(shè)置有端部支撐塊32。所述第一預(yù)彎曲鋼板條(11)與套管(2 )內(nèi)壁之間，第二預(yù)彎曲鋼板條(12 )與套管
(2)內(nèi)壁之間，均填充有第一粘彈性體(41)，所述第一預(yù)彎曲鋼板條(11)與第二預(yù)彎曲鋼板條(12 )之間填充第二粘彈性體(42 )。所述第一預(yù)彎曲鋼板條(11)的波峰兩側(cè)1/2位置與向上對應(yīng)的套管(2)內(nèi)壁之間填充有第一粘彈性體(41)，所述第二預(yù)彎曲鋼板條(12)的波谷兩側(cè)1/2位置位置與向下對應(yīng)的套管(2)內(nèi)壁之間填充有第一粘彈性體(41)，所述第一預(yù)彎曲鋼板條(11)的波峰兩側(cè)1/2位置與第二預(yù)彎曲鋼板條(12)的波谷兩側(cè)1/2位置之間填充第二粘彈性體(42)。所述的第一預(yù)彎曲鋼板條11在套管2內(nèi)有至少三個波峰，相應(yīng)地，第二預(yù)彎曲鋼板條12在套管2內(nèi)有與第一預(yù)彎曲鋼板條11波峰數(shù)相等的波谷，則套管2內(nèi)在所述第一預(yù)彎曲鋼板條11的波谷與第二預(yù)彎曲鋼板條12的波峰的一個以上的相接處設(shè)置有支撐至套管2內(nèi)壁的中間支撐塊31 ；或所述的第一預(yù)彎曲鋼板條11在套管2內(nèi)有至少兩個波峰，相應(yīng)地，第二預(yù)彎曲鋼板條12在套管2內(nèi)有與第一預(yù)彎曲鋼板條11波峰數(shù)相等的波谷，則套管2內(nèi)在所述第一預(yù)彎曲鋼板條11的波谷與第二預(yù)彎曲鋼板條12的波峰的一個以上的相接處設(shè)置有支撐至套管2內(nèi)壁的中間支撐塊31 ；或所述的第一預(yù)彎曲鋼板條11在套管2內(nèi)有一個波峰，第二預(yù)彎曲鋼板條12在套管2內(nèi)有一個波谷，則套管2內(nèi)沒有中間支撐塊31。所述第一預(yù)彎曲鋼板條11與第二預(yù)彎曲鋼板條12的寬度是變化的，相鄰的中間支撐塊31間鋼板條的寬度形成一個或兩個頸形。
所述第一預(yù)彎曲鋼板條11與第二預(yù)彎曲鋼板條12的寬度是不變的。所述端部支撐塊32用螺栓5固定在鋼板條上。所述中間支撐塊31用螺栓5固定在鋼板條上。所述粘彈性體為高阻尼橡膠。所述套管2的截面為矩形。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提出的一種粘塑性消能減震支撐，在受拉時，其中的粘彈性發(fā)生很大的變形，充分地利用粘彈性的耗能能力。兩條對稱的預(yù)彎曲鋼板條受壓彎曲時對套管產(chǎn)生的側(cè)向力大小相等、方向相反，相互抵消，不引起套管的彎曲，從而減小了支撐對套管的抗彎剛度要求。支撐在變形時，更加可靠。


圖1(a)為本發(fā)明第一實(shí)施例的側(cè)面圖。圖1(b)為本發(fā)明第一實(shí)施例的第一面圖。圖1(c)為本發(fā)明第一實(shí)施例的縱剖面圖。圖I (d)為圖I (C)中B-B向視圖。圖I (e)為圖I (C)中C-C向視圖。圖2 (a)為本發(fā)明第一實(shí)施例預(yù)彎曲鋼板條部分的軸側(cè)圖。圖2(b)為本發(fā)明第一實(shí)施例預(yù)彎曲鋼板條部分的前視圖。圖2(c)為本發(fā)明第一實(shí)施例預(yù)彎曲鋼板條部分的第一視圖。圖3(a)為本發(fā)明第二較佳實(shí)施例的側(cè)面圖。圖3(b)為本發(fā)明第二較佳實(shí)施例的縱剖面圖。圖3 (C)為圖3 (b)中的B-B向視圖。圖3 (d)為圖3 (b)中的C-C向視圖。圖4(a)為本發(fā)明第三較佳實(shí)施例的側(cè)面圖。圖4(b)為本發(fā)明第三較佳實(shí)施例的縱剖面圖。圖4 (C)為圖4 (b)中的B-B向視圖。
4(d)為圖4 (b)中的C-C向視圖。圖5 (a)為本發(fā)明第四較佳實(shí)施例預(yù)彎曲鋼板條部分的軸側(cè)圖。
圖5(b)為本發(fā)明第四較佳實(shí)施例預(yù)彎曲鋼板條部分的前視圖。圖5(c)為本發(fā)明第四較佳實(shí)施例預(yù)彎曲鋼板條部分的第一視圖。圖6 (a)為本發(fā)明第五較佳實(shí)施例預(yù)彎曲鋼板條部分的軸側(cè)圖。圖6(b)為本發(fā)明第五較佳實(shí)施例預(yù)彎曲鋼板條部分的前視圖。圖6 (C)為本發(fā)明第五較佳實(shí)施例預(yù)彎曲鋼板條部分的第一視圖。圖7(a)為本發(fā)明第六較佳實(shí)施例的側(cè)面圖。圖7(b)為本發(fā)明第六較佳實(shí)施例的縱剖面圖。圖7 (C)為圖7 (b)中的B-B向視圖。
圖7 (d)為圖7 (b)中的C-C向視圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明提出的一種粘塑性消能減震支撐，可以安裝在建筑物的框架之間，既增加建筑的抗側(cè)剛度又增加建筑物的消能減震能力。如圖l(a)_(e)所示，一種粘塑性消能減震支撐，包括形狀相同沿長度方向均呈起伏波形的第一預(yù)彎曲鋼板條11和第二預(yù)彎曲鋼板條12，第一預(yù)彎曲鋼板條11波谷的與第二預(yù)彎曲鋼板條12的波峰相接，接觸處的鋼板條是平直的，用螺栓5固定。在第一預(yù)彎曲鋼板條11和第二預(yù)彎曲鋼板條12外沿二者長度方向套有截面為矩形的套管2。第一預(yù)彎曲鋼板條11的波谷與第二預(yù)彎曲鋼板條12的波峰相接處設(shè)置有支撐至套管2內(nèi)壁的中間支撐塊31。套管2的出口位置對應(yīng)第一預(yù)彎曲鋼板條11的波谷和第二預(yù)彎曲鋼板條12的波峰相接處，在該處設(shè)置有端部支撐塊32。第一預(yù)彎曲鋼板條(11)的波峰兩側(cè)1/2位置與向上對應(yīng)的套管(2)內(nèi)壁之間填充有第一粘彈性體(41)，所述第二預(yù)彎曲鋼板條(12)的波谷兩側(cè)1/2位置位置與向下對應(yīng)的套管(2)內(nèi)壁之間填充有第一粘彈性體(41)，所述第一預(yù)彎曲鋼板條(11)的波峰兩側(cè)1/2位置與第二預(yù)彎曲鋼板條(12)的波谷兩側(cè)1/2位置之間填充第二粘彈性體(42)。之所以將粘彈性體沒有填滿套管與核心間的所有空隙，而只填充在兩支撐塊中間部分，是為了在節(jié)省材料的同時充分發(fā)揮粘彈性的效率。如圖2 (a)-(c)所示，第一預(yù)彎曲鋼板條11在套管2內(nèi)有兩個波峰，第二預(yù)彎曲鋼板條12在套管2內(nèi)有兩個波谷，鋼板條寬度小于套管的寬度，且沿其長度方向是不變。鋼板條的寬度小于套管2的寬度，是為了防止鋼板條在拉壓作用第二發(fā)生橫向變形時與套管2內(nèi)壁刮磨。鋼板條11或12的寬度沿長度方向不變化，是考慮到制造上的方便，鋼板條11或12的寬度也可以是變化的，主要是考慮到由于支撐塊間的鋼板條11或12寬度形成一個或兩個頸形，可以使鋼板條在大變時有較多的塑性變形區(qū)來消地震能量。端部支撐塊31或中間支撐塊32通過螺栓5固定在預(yù)彎曲鋼板條，其中中間支撐塊32還與套管通過螺栓固定。套管選擇方鋼管，或兩個槽鋼焊接而成，或四塊板焊接而成，套管采用矩形截面在制造上是方便的。粘彈性是高阻尼橡膠或其他高阻尼材料。該支撐在小變形時，粘彈性體變形消耗輸入結(jié)構(gòu)的地震能量，其中，支撐受拉時，兩條預(yù)彎曲鋼板條橫向收縮，兩條預(yù)彎曲鋼板條間的第二粘彈性體42受壓變形，套管2與預(yù)彎曲鋼板條間的第一粘彈性體41受拉力、剪力而變形；支撐受壓時，兩條預(yù)彎曲鋼板條橫向膨脹，兩條預(yù)彎曲鋼板條間的第二粘彈性體42受拉受形，套管2與彎曲核板條間的第一粘彈性體41受壓力、剪力而變形。在大變形時，預(yù)彎曲鋼板條在拉力或壓力作用下屈服，也消耗地震能量。該減震支撐發(fā)生壓縮變形時，每條預(yù)彎曲鋼板條作用于套管2的側(cè)向力大小相等、方向相反，兩條預(yù)彎曲鋼板條產(chǎn)生的側(cè)向力相互抵消，不引起套管2彎曲，從而減小對套管2的剛度需求。支撐在較大壓縮變形時，套管2通過粘彈性體給預(yù)彎曲鋼板條提供很大的側(cè)向力，防止了支撐的剛度過度減小。該支撐設(shè)置一對中間支撐塊32，以減小兩對支撐塊間板條長度，從而防止預(yù)彎曲鋼板條出現(xiàn)局部屈曲，并使支撐有一定的拉壓剛度。該支撐在變形時，結(jié)構(gòu)仍對稱，支撐不出框架平面外做微小擺動，加勁塊與套管間摩擦力小，支撐更好可靠。
本發(fā)明的第二較佳實(shí)施例，該實(shí)施例與第一實(shí)施例的區(qū)別是采用了 5對支撐塊，如圖3(a)_(d)所示，第一預(yù)彎曲鋼板條有4個波峰，第二預(yù)彎彎曲板條有4個波谷，目的是縮短兩個支撐塊間鋼板條的長度，以保證預(yù)彎曲鋼板條不發(fā)生局部屈曲，支撐有一定的剛度。本發(fā)明的第三較佳實(shí)施例，該實(shí)施例與第一實(shí)施例的區(qū)別是采用兩對支撐塊，如圖4(a)_(d)所示。當(dāng)支撐內(nèi)的預(yù)彎曲鋼板條不會發(fā)生局部屈曲，且支撐有一定的剛度時，可采用這種形式。其中一個端部支撐塊與套管固定。本發(fā)明的第四較佳實(shí)施例，與第一實(shí)施例的區(qū)別是，兩支撐塊間的板條寬度是彎化的，形成一個頸形，如圖5(a)_(c)所示。本發(fā)明的第五較佳實(shí)施例，與第四實(shí)施例的區(qū)別是，兩支撐塊間的板條形成兩個頸形，如圖6(a)_(c)所示。第四和第五較佳實(shí)施例中，預(yù)彎曲鋼板條形成頸形，目的是支撐在大變形時預(yù)彎曲鋼板條有更大的塑性變形區(qū)，以消耗輸入結(jié)構(gòu)的地震能量。本發(fā)明的第六較佳實(shí)施例，與第一實(shí)施例的區(qū)別是，粘彈性體填滿套管與預(yù)彎曲鋼板條間的全部空隙，如圖7(a)_(d)所示。本實(shí)施例的套管、核心和支撐塊先組合好，粘彈性體熱融后填滿套管與核心間的全部空隙在制造上是方便的。
權(quán)利要求
1.一種粘塑性消能減震支撐，其特征在于，包括形狀相同沿長度方向均呈起伏波形第ー預(yù)彎曲鋼板條(11)和第二預(yù)彎曲鋼板條(12)，第一預(yù)彎曲鋼板條(11)的波谷與第二預(yù)彎曲鋼板條(12)的波峰相接，在預(yù)彎曲鋼板條(11)和預(yù)彎曲鋼板條(12)外沿二者長度方向套有套管(2)，套管(2)的兩端出口位置對應(yīng)第一預(yù)彎曲鋼板條(11)的波谷和第二預(yù)彎曲鋼板條(12)的波峰相接處，在該處設(shè)置有端部支撐塊(32)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的粘塑性消能減震支撐，其特征在于，所述第一預(yù)彎曲鋼板條(11)與套管(2)內(nèi)壁之間，第二預(yù)彎曲鋼板條(12)與套管(2)內(nèi)壁之間，均填充有第一粘弾性體(41 )，所述第一預(yù)彎曲鋼板條(11)與第二預(yù)彎曲鋼板條(12)之間填充第二粘彈性體(42)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的粘塑性消能減震支撐，其特征在于，所述第一預(yù)彎曲鋼板條(11)的波峰兩側(cè)1/2位置與向上對應(yīng)的套管(2)內(nèi)壁之間填充有第一粘弾性體(41)，所述第二預(yù)彎曲鋼板條(12)的波谷兩側(cè)1/2位置位置與向下對應(yīng)的套管(2)內(nèi)壁之間填充有第一粘弾性體(41 )，所述第一預(yù)彎曲鋼板條(11)的波峰兩側(cè)1/2位置與第二預(yù)彎曲鋼板條(12)的波谷兩側(cè)1/2位置之間填充第二粘弾性體(42)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的粘塑性消能減震支撐，其特征在干， 所述的第一預(yù)彎曲鋼板條(11)在套管(2)內(nèi)有至少三個波峰，相應(yīng)地，第二預(yù)彎曲鋼板條(12)在套管(2)內(nèi)有與第一預(yù)彎曲鋼板條(11)波峰數(shù)相等的波谷，則套管(2)內(nèi)在所述第一預(yù)彎曲鋼板條(11)的波谷與第二預(yù)彎曲鋼板條(12)的波峰的ー個以上的相接處設(shè)置有支撐至套管(2)內(nèi)壁的中間支撐塊(31)； 或所述的第一預(yù)彎曲鋼板條(11)在套管(2)內(nèi)有至少兩個波峰，相應(yīng)地，第二預(yù)彎曲鋼板條(12)在套管(2)內(nèi)有與第一預(yù)彎曲鋼板條(11)波峰數(shù)相等的波谷，則套管(2)內(nèi)在所述第一預(yù)彎曲鋼板條(11)的波谷與第二預(yù)彎曲鋼板條(12)的波峰的ー個以上的相接處設(shè)置有支撐至套管(2)內(nèi)壁的中間支撐塊(31)； 或所述的第一預(yù)彎曲鋼板條(11)在套管(2)內(nèi)有ー個波峰，第二預(yù)彎曲鋼板條(12)在套管(2)內(nèi)有ー個波谷，則套管(2)內(nèi)沒有中間支撐塊(31)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的粘塑性消能減震支撐，其特征在于，所述第一預(yù)彎曲鋼板條(11)與第二預(yù)彎曲鋼板條(12)的寬度是變化的，相鄰的中間支撐塊(31)間鋼板條的寬度形成ー個或兩個頸形。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的粘塑性消能減震支撐，其特征在于，所述第一預(yù)彎曲鋼板條(11)與第二預(yù)彎曲鋼板條(12)的寬度是不變的。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的粘塑性消能減震支撐，其特征在于，所述端部支撐塊(32)用螺栓(5)固定在鋼板條上。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的粘塑性消能減震支撐，其特征在于，所述中間支撐塊(31)用螺栓(5)固定在鋼板條上。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的粘塑性消能減震支撐，其特征在于，所述粘弾性體為高阻尼橡膠。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的粘塑性消能減震支撐，其特征在于，所述套管(2)的截面為矩形。
全文摘要
一種粘塑性消能減震支撐，屬建筑結(jié)構(gòu)消能減震技術(shù)領(lǐng)域，包括形狀相同沿長度方向均呈起伏波形的第一預(yù)彎曲鋼板條和第二預(yù)彎曲鋼板條，第一預(yù)彎曲鋼板條的波谷與第二預(yù)彎曲鋼板條的波峰相接，在第一預(yù)彎曲鋼板條和第二預(yù)彎曲鋼板條外沿二者長度方向套有套管，套管與預(yù)彎曲鋼板條之間設(shè)置支撐塊，套管與預(yù)彎曲鋼板條之間及兩條預(yù)彎曲鋼板條之間填充粘彈性體，支撐在拉伸壓縮時，粘彈性體變形消耗輸入結(jié)構(gòu)的地震能量，支撐在大變形時，預(yù)彎曲鋼板條屈服，也消耗地震能量，兩條預(yù)彎曲鋼板條對稱，受壓時產(chǎn)生的側(cè)向力互相抵消，減小了對套管剛度的需求，這種支撐充分利用了粘彈性的耗能能力，耗能能力強(qiáng)，而且有一定的拉壓剛度。
文檔編號E04B1/98GK102797306SQ201210258858
公開日2012年11月28日 申請日期2012年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月25日
發(fā)明者楊應(yīng)華, 李勇 申請人:西安建筑科技大學(xué)