[发明专利]一种交叉支撑型消能器

说明书

技术领域

本发明涉及一种建筑工程用减震装置，特别涉及一种支撑型消能器。

背景技术

金属消能器是消能器的一种常见类型，利用金属屈曲吸收地震能量，由于其性能稳定、成本较低且加工方便的优点，近年来在国内外得到了广泛的应用。

目前广泛采用的金属消能器主要有拉压型、弯曲型和剪切型消能器。其中，剪切型消能器刚度大，控制侧移方便，但其容易发生面外鼓曲，造成滞回环捏缩，无法实现全截面屈服，且边角处存在明显的应力集中，容易提前出现裂缝，大大削弱了消能器的疲劳寿命，影响消能器正常工作。此外，此消能器的耗能部件与固定部件主要采用焊接的方式，存在残余应力，而局部残余应力可能已使材料屈服，因而显著影响着消能器的减震效果。为了解决这种问题，工程界提出了三种解决方法：1.焊接加劲肋，该方法存在残余应力和变形；2.开缝，该方法会切断拉力场，从而削弱刚度；3.另设装置约束面外变形，该方法构造复杂。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术，提出一种交叉支撑型消能器，该消能器结构简单且滞回性能稳定。

技术方案：一种交叉支撑型消能器，包括上顶板、下顶板、若干组核心耗能部件以及耳板；其中，所述每组核心耗能部件包括两条成交叉设置核心板条以及销钉，所述每条核心板条的两端和中间位置设有通孔，所述销钉穿过两条核心板条的中间通孔，两条核心板条分别通过穿过其两端通孔的销钉连接耳板，所述若干耳板均固定在上顶板和下顶板上。

进一步的，所述每个耳板与核心板条接触面贴有聚四氟乙烯板。

进一步的，所述每个耳板与上顶板或下顶板之间采用全熔透焊缝连接。

进一步的，所述每个耳板的通孔内涂覆石墨粉或润滑油。

进一步的，所述每组耗能部件中的两条核心板条之间设有穿过销钉的垫片，所述垫片表面设有减摩材料。

进一步的，所述销钉采用螺栓、螺母结构，所述螺栓的螺帽、螺栓与通孔的接触位置，以及螺母与耳板或核心板条接触的表面均涂覆减磨材料。

进一步的，所述核心板条采用225MPa以下低屈服点钢或延性率为0.45～0.5的钢材。

有益效果：本发明提出的消能器主要由核心板条和连接构件组成。核心板条两端通孔通过销钉与连接上下顶板的耳板相连。核心板条数量为偶数，两两交叉成对布置，交叉的一对核心板条中点通过销钉连接。核心板条只存在轴向变形，利用核心板条的轴向变形耗散地震能量，其理论滞回曲线如图6所示。核心板条中点处的销钉起连接两核心板条和减小计算长度的作用。消能器在工作时，总是一核心板条受压，另一核心板条受拉；受压的核心板条在较大压应力作用下会发生屈曲失稳，影响消能器耗能能力，受拉核心板条则没有此问题。本发明设置销钉将两不同受力状态的板条相互联系，利用受拉板条为受压板条提供侧向约束，减小受压板条的计算长度，可以有效地防止板条出现屈曲失稳，保证其有效的耗能能力。此外，工程中可根据需要增加核心板条对数以对出力和刚度等进行控制，设计上也具有简便性和灵活性。

耳板销钉孔通过涂覆石墨粉或轮滑油来减小摩擦，保证核心板条工作时的转动能力。两条核心板条接触位置贴有聚四氟乙烯板，两条核心板条之间设置表面附有减磨材料的垫片，从而进一步的减小核心板转动时的摩擦。本发明提供了一种设计制作简单、耗能能力好、受力明确、性能稳定且造价较低的交叉支撑型消能器。

附图说明

图1为具有一组核心耗能部件的交叉支撑型消能器结构示意图；

图2为具有两组核心耗能部件的交叉支撑型消能器结构示意图；

图3为该交叉支撑型消能器装配构造示意图；

图4为该交叉支撑型消能器核心板条示意图；

图5为该交叉支撑型消能器所用销钉示意图；

图6为该交叉支撑型消能器的理论滞回曲线。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做更进一步的解释。