[发明专利]屈服可调型交叉支撑消能器

说明书

技术领域

本发明涉及一种工程结构减震装置，尤其涉及一种屈服可调型交叉支撑消能器，属于工程结构的消能减震与振动控制技术。

背景技术

工程结构消能减震技术是在建筑物的某些部位设置消能装置，通过消能装置产生滞回变形来耗散或吸收地震输入结构中的能量，以减少主体结构的地震反应，从而避免结构产生破坏或倒塌，达到减震控制的目的。支撑式消能器是一种常见的消能装置，消能构件在面内受拉和受压时全截面屈服，实现耗能的目的。目前已知的消能器大多结构形状和耗能形式单一，无法同时满足小震和大震时的减震要求。许多消能器只在大震下起作用，小震时则处于弹性状态，地震能量由主体结构耗散，造成了一定程度的损伤。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术，提出一种屈服可调型交叉支撑消能器，实现同时满足工程结构在小震和大震下的消能减震要求，分阶段耗散地震能量。

技术方案：屈服可调型交叉支撑消能器，包括核心耗能构件组、顶板、底板以及八块耳板；其中，所述核心耗能部件包括四条长直耗能钢板条，第一长直耗能钢板条和第二长直耗能钢板条平行设置，所述第三长直耗能钢板条和第四长直耗能钢板条平行设置，所述第一长直耗能钢板条、第二长直耗能钢板条与第三长直耗能钢板条、第四长直耗能钢板条成交叉设置，所述第二长直耗能钢板条和第三长直耗能钢板条组成第一阶段耗能构件组，所述第一长直耗能钢板条和第四长直耗能钢板条组成第二阶段耗能构件组；所述第一阶段耗能构件组中两条耗能钢板条的每一端均与一个耳板铰接，所述第二阶段耗能构件组中每条耗能钢板条的一端与一个耳板铰接，每条耗能钢板条的另一端与一个设有水平条形槽的耳板滑动连接，初始时第二阶段耗能钢板条的滑动端位于所述水平条形槽中部；所述八个耳板中四个耳板固定在所述顶板的下表面，另外四个耳板固定在所述底板的上表面。

进一步的，所述耳板和顶板、底板之间通过全熔透对接焊连接。

进一步的，所述四条长直耗能钢板条采用225MPa以下低屈服点钢或或延性率为0.45～0.5的钢材制备。

进一步的，所述顶板上设置有与建筑物连接用的顶板螺栓孔，所述底板上设置有与建筑物连接用的底板螺栓孔。

有益效果：本发明的屈服可调型交叉支撑消能器，能够兼顾小震和大震的减震需要。其结构主要包括设在在顶板和底板之间成交叉设置的第一阶段耗能构件组和第二阶段耗能构件组。第二阶段耗能构件组中每条耗能钢板条的一端与一个耳板铰接，每条耗能钢板条的另一端与一个设有水平条形槽的耳板滑动连接，初始时耗能钢板条的滑动端位于所述水平条形槽中部。本发明提供的屈服可调型交叉支撑消能器，通过第一、第二阶段耗能构件组的反复拉压产生塑形变形耗散地震能量，设计时保证水平条形槽的长度应大于第一阶段耗能钢板条屈服位移的两倍。小震时，顶板与底板的相对位移不是很大，此时第一阶段耗能钢板条率先屈服耗能；第二阶段耗能钢板条的一端并未顶紧底板上的耳板，处于非受力状态。大震时，由于结构发生较大位移，第二阶段耗能钢板条开始在底部滑槽中产生位移并接触耳板开始受力，屈服耗能；从而实现同时满足小震和大震的减震要求，分阶段耗散地震能量。此时所有四根耗能钢板条进入工作状态。本发明提供的屈服可调型交叉支撑消能器既可以用于新建建筑的抗震设计，也可以用于既有建筑物的抗震加固。

附图说明

图1为本发明的正视结构示意图；

图2为本发明的整体立体示意图；

图3为本发明的A-A剖面图；

图4为本发明装置第一阶段耗能构件组、第二阶段耗能构件组的滞回曲线；

图5为本发明装置的滞回曲线。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做更进一步的解释。