TWM596786U - 一種消能結構 - Google Patents

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鄧湘豪
陳曦
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薩摩亞商迅能有限公司
大陸商上海方尋減震科技有限公司
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Abstract

本創作提供了一種消能結構，所述消能結構內填充和/或安裝有多個耗能體。本創作所提供的消能結構能夠降低成本，而且安裝方便。

Description

一種消能結構
本創作係關於一種消能結構。本創作提供的消能結構適用於建築結構、橋樑、軌道交通等工程結構。
在一般的建築結構中，通常含有大量的砌體牆，這些砌體牆並不屬於主體結構，但會對主體結構提供一定的額外剛度，在地震作用下，這些砌體牆可能損壞、倒塌，從而對主體結構造成一定的影響。為了提高主體結構的安全性，通常可以在主體結構中安裝消能器來減少主體結構的地震作用，但會產生額外的費用。這些額外費用對於重要建築來說，尚可接受，但對於一般建築或農村建築，則不太容易接受。
另外，在現在的消能減震(振)結構中，消能器對主體結構的消能減震(振)作用，均是通過有限的、局部的、集中的消能器來實現。實際工程中，由於建築、結構、設備等方面的制約，消能器的佈置位置往往受到限制；此外，由有限數量的消能器來發揮對主體結構的消能減震(振)作用時，對單個消能器的承載力等力學性能有較高的要求，從而使單個消能器的設計、製造、安裝均具有一定的難度。因此，基於上述原因，常規的消能器對主體結構的消能作用在一定程度上受到影響。
因此，本領域技術人員一直致力於開發一種新的具有消能減震 (振)功能的消能結構。
有鑒於現有技術的上述缺陷，本創作提供了一種新的消能結構，要解決的技術問題是提高主體結構(建築結構、橋樑、軌道交通等)的消能減震(振)效果，減少消能減震(振)裝置對建築、結構、設備等造成的影響，並降低成本，方便安裝。
為解決上述問題，本創作採取的技術方案是：一種消能結構，所述消能結構內填充和/或安裝有多個耗能體。
優選地，所述多個耗能體佈置於同一消能子結構，和/或佈置於同一面牆體。
優選地，所述耗能體包括耗能材料和/或消能器，所述消能結構內還填充有多個剛體，所述多個剛體中的至少一部分通過多個所述耗能材料和/或消能器連接；或者，所述耗能體包括消能器，所述消能器通過以下其中之一或以下多種組合的方式佈置：1)橫向並排佈置；2)縱向並排佈置；3)斜向並排佈置；4)多行多列陣列佈置；5)交叉佈置；6)無規則排列；或者，所述耗能體包括由耗能材質製成的片狀耗能體、和/或耗能材質製成的塊狀耗能體、和/或耗能材質製成的線狀耗能體、和/或耗能材質製成的桿狀耗能體；所述片狀耗能體、和/或塊狀耗能體、和/或線狀耗能體、和/或桿狀耗能體以下其中之一或以下多種組合的方式佈置：1)橫向並排佈置；2)縱向並排佈置；3)斜向並排佈置；4)多行多列陣列佈置；5)交叉佈置；6)無規則排列；或者，所述耗能體包括耗能材料和消能器，多個所述消能器中的至少一部分通過多個所述耗能材料連接。
優選地，所述剛體包括金屬材料剛體、和/或非金屬材料剛體、和 /或金屬非金屬複合材料剛體；或者，所述剛體包括實心剛體、和/或空心剛體；或者，所述剛體包括砌塊。
優選地，所述砌塊包括實心砌塊、和/或多孔砌塊、和/或空心砌塊。
優選地，所述耗能材料包括變形耗能材料、和/或摩擦耗能材料、和/或黏滯耗能材料、和/或黏彈耗能材料、和/或攪拌耗能材料、和/或液壓耗能材料。
優選地，所述變形耗能材料包括變形耗能金屬材料、和/或變形耗能非金屬材料、和/或變形耗能金屬非金屬複合材料。
優選地，所述變形耗能金屬材料包括軟鋼、和/或鋼、和/或鋁、和/或鉛、和/或銅、和/或合金；所述變形耗能非金屬材料包括橡膠、和/或高分子材料、和/或環氧樹脂、和/或結構膠、和/或環氧樹脂砂漿、和/或環氧基、和/或環氧黏結劑、和/或聚氨酯黏結劑、和/或橡膠黏結劑、和/或丙烯酸酯黏結劑；所述變形耗能金屬非金屬合成材料包括鉛黏彈、和/或鋼黏彈、和/或疊層橡膠。
優選地，所述摩擦耗能材料包括摩擦耗能金屬材料、和/或摩擦耗能非金屬材料、和/或摩擦耗能金屬非金屬複合材料。
優選地，所述摩擦耗能金屬材料包括鋼-鋼摩擦耗能材料、和/或鋼-銅摩擦耗能材料、和/或鋼-鉛摩擦耗能材料、和/或銅-鉛摩擦耗能材料、和/或銅-鉻摩擦耗能材料；所述摩擦耗能非金屬材料包括砂漿耗能材料、和/或瀝青耗能材料、和/或黏滯耗能材料、和/或黏彈性耗能材料、和/或加固用砂漿、和/或加固用鐵氟龍；所述摩擦耗能金屬非金屬複合材料包括橡膠和金屬、高分子材料和金屬、鐵氟龍和鉻。
優選地，所述的多個消能器為同一種，或者，所述的多個消能器為不同種。
優選地，所述消能器為以下一種或幾種：速度相關型消能器、或位移相關型消能器、或複合型消能器。
優選地，所述消能器為以下一種或幾種：黏滯消能器、黏彈性消能器、黏滯阻尼牆、黏彈性阻尼牆、金屬阻尼牆、金屬屈服型消能器、金屬摩擦型消能器、金屬剪切型消能器、鉛擠壓消能器、連梁消能器、屈曲約束支撐、屈曲約束鋼板牆、調諧質量消能器、調諧液體消能器、鉛橡膠消能器、組合式鉛橡膠消能器、鉛黏彈性消能器、流體黏彈性消能器、軟鋼摩擦消能器、記憶合金消能器、扇形消能器、用於隔震的橡膠支座。
本創作的有益效果為：本創作一方面是將非主體結構的砌體牆轉變為帶有耗能能力的牆，增加對主體結構的耗能作用，從而能解決非主體結構的砌體牆在地震作用下損壞、倒塌所帶來的對主體結構影響，同時也不顯著增加額外費用；另一方面將現有的單個消能器的設置改變成多個離散化的耗能體，方便耗能體的安裝。
以下將結合附圖對本創作的構思、具體結構及產生的技術效果作進一步說明，以充分地瞭解本創作的目的、特徵和效果。
100:耗能體
101:第一耗能體
102:第二耗能體
131:第一連接元件
132:第二連接元件
200:消能子結構
210:第一框架梁
220:第二框架梁
230:第一框架柱
240:第二框架柱
250:第一剪力牆
260:第二剪力牆
300:剛體
301:附屬構件
圖1是本創作所提供的消能結構和消能子結構的第一種優選的具體實施方式的結構示意圖。
圖2是圖1所示的消能結構的結構示意圖。
圖3是本創作所提供的消能結構和消能子結構的第二種優選的具體實施方式的結構示意圖。
圖4是圖3所示的消能結構的結構示意圖。
圖5是本創作所提供的消能結構和消能子結構的第三種優選的具體實施方式的結構示意圖。
圖6是本創作所提供的消能結構和消能子結構的第四種優選的具體實施方式的結構示意圖。
圖7是本創作所提供的消能結構和消能子結構的第五種優選的具體實施方式的結構示意圖。
圖8是本創作所提供的消能結構和消能子結構的第六種優選的具體實施方式的結構示意圖。
圖9是圖8所示的消能結構的結構示意圖。
圖10是本創作所提供的消能結構和消能子結構的第七種優選的具體實施方式的結構示意圖。
圖11是本創作所提供的消能結構的第八種優選的具體實施方式的結構示意圖。
圖12是本創作所提供的消能結構和消能子結構的第九種優選的具體實施方式的結構示意圖。
圖13是本創作所提供的消能結構和消能子結構的第十種優選的具體實施方式的結構示意圖。
圖14是本創作所提供的消能結構和消能子結構的第十一種優選的具體實施方式的結構示意圖。
圖15是本創作所提供的消能結構和消能子結構的第十二種優選的具體實施方式的結構示意圖。
圖16是本創作所提供的消能結構和消能子結構的第十三種優選的具體實施方式的結構示意圖。
圖17是本創作所提供的消能結構和消能子結構的第十四種優選的具體實施方式 的結構示意圖。
圖18是本創作所提供的消能結構和消能子結構的第十五種優選的具體實施方式的結構示意圖。
圖19是本創作所提供的消能結構和消能子結構的第十六種優選的具體實施方式的結構示意圖。
圖20是本創作所提供的消能結構和消能子結構的第十七種優選的具體實施方式的結構示意圖。
圖21是本創作所提供的消能結構和消能子結構的第十八種優選的具體實施方式的結構示意圖。
本申請所採用的術語“消能子結構”應當被理解為：用於與消能結構直接連接的主體結構單元，消能子結構的主要作用是工程結構的承力。消能子結構的例子包括但不限於：由相鄰的框架梁和框架柱構成的主體結構單元、由相鄰的框架梁和剪力牆構成的主體結構單元、由某根連梁或某個消能結構相連的相鄰的剪力牆。
本案中所採用的術語“消能器”應當被理解為：任何適用於建築、橋樑、鐵路等工程結構的利用結構耗能原理來實現消能目的的裝置。結構耗能原理是在結構物某些部位(如支撐、剪力牆、連接縫或連接件)設置耗能(阻尼)裝置(或部件)，通過該裝置產生摩擦，彎曲(或剪切、扭轉)，彈塑性(或黏彈性)滯回變形來耗散或吸收地震輸入結構的能量，以減小主體結構的地震反應，從而避免結構產生破壞或倒塌。在本領域，“消能器”也可以被稱為“阻尼器”。適用於本創作的“消能器”包括但不限於速度相關型消能器、位移相關 型消能器、複合型消能器。具體地可以為：黏滯消能器、黏彈性消能器、黏滯阻尼牆、黏彈性阻尼牆、金屬阻尼牆、金屬屈服型消能器、金屬摩擦型消能器、金屬剪切型消能器、鉛擠壓消能器、連梁消能器、屈曲約束支撐、屈曲約束鋼板牆、調諧質量消能器(TMD)、調諧液體消能器(TLD)、鉛橡膠消能器、組合式鉛橡膠消能器、鉛黏彈性消能器、流體黏彈性消能器、軟鋼摩擦消能器、記憶合金消能器、或扇形消能器。消能器也包括類似於用於隔震的橡膠支座(用於消能時)的裝置。適用於本創作的“消能器”可以為金屬材質，也可以為非金屬材質；適用於本創作的“消能器”可以為主動式，也可以為被動式。
本案中所採用的術語“附屬構件”應該被理解為：用於將消能器安裝到主體結構的結構件，例如支撐、支墩等。
本案中所採用的術語“連接節點”應該被理解為：主體結構之間，或消能器與附屬構件或主體結構的連接所涉及到的連接結構，以及消能器與主體結構的連接所涉及到的連接結構，包括但不限於混凝土、鋼筋混凝土、砌體結構、鋼連接結構、螺栓、銷軸、焊接點、預埋件、節點板、橡膠、膠水等。
本案中所採用的有關尺寸限定的描述，例如，“顯著地大於”、“相近”等應該被理解為在相應的工程結構領域所理解的意義。本案中所採用的有關形狀和位置的描述，例如，“匹配”、“垂直”等應該被理解為在相應的工程結構領域所理解的意義。
本案中所採用的類似“A和/或B”的描述應當被理解為僅有A、僅有B、A和B同時存在三種情況中的一種。
圖1和圖2示出了本創作所提供的消能結構的第一種優選的具體實施方式。
如圖2所示，該具體實施方式中的消能結構包括多個耗能體100和 多個剛體300，消能結構放置於消能子結構200中。其中，如圖1所示，消能子結構200包括第一框架梁210和第二框架梁220、第一框架柱230和第二框架柱240。剛體300為砌塊，耗能體100為黏彈性材料(橡膠)。與消能子結構200鄰接的剛體與第一框架梁210、第二框架梁220、第一框架柱230、第二框架柱240直接連接，剛體之間用耗能體100進行連接。這裡用的黏彈性材料(橡膠)是一種變形耗能材料，可以在剛體300之間起到消能作用。在該具體實施方式中，耗能體100連成一體，但具有多個部分，這也應當被理解為本創作所說的“多個耗能體”的情況。
圖2示出了剛體300的數量為三十個的情況。三十個剛體300被分成五行六列。需要注意的是，圖2所示的情況僅為解釋該具體實施方式的原理，並不說明“剛體300的數量為三十個”以及剛體的此種方式的排列是一種優選的實施方案。本領域技術人員可以根據實際情況選擇剛體300的形狀、大小、數量以及行數和列數。在某些應用場合，多個剛體300和耗能體100也不一定要按行列規則佈置，例如，牆面上預留窗戶的位置無法安裝剛體300，進行佈置時可以空出預留窗戶的位置。
如圖1所示，該具體實施方式所提供的工程結構在多個方向具有消能作用，多個耗能體可以被配置成一部分在x方向具有消能作用，一部分在y方向具有消能作用，一部分在z方向具有消能作用。這樣，發生振動(地震、風振、機械振)時，無論振動波對由第一框架梁210和第二框架梁220所限定的主體結構的主要破壞力的方向是x方向，還是y方向或z方向，多個耗能體都能合起來作為一個整體為主體結構提供消能保護作用，每個耗能體承擔其中一部分的消能功能。耗能體不僅為主體結構提供消能作用，而且還可以極大地降低由剛體構成的牆體的倒塌的概率，保護建築和人員的安全。另外，該具體實施方式所提供的消能原理是將原本單個消能器的消能分散到多個耗能體，每個耗能體相比現 有的消能器的尺寸要小很多，加工製造方便；而且，對每個耗能體而言，其力學性能的要求也比現有的單個消能器要低很多，這又會進一步降低消能器的製造、運輸及安裝成本；更重要的是，多個耗能體的安裝非常靈活，具有更廣泛的應用場合。
作為該具體實施方式的不同型態，剛體也可以採用各種其他的金屬材料剛體、和/或非金屬材料剛體、和/或金屬非金屬複合材料剛體。剛體可以為實心剛體，也可以為空心剛體。剛體可以包括砌塊(例如磚塊)。砌塊可以為實心砌塊，也可以為多孔砌塊或空心砌塊。
作為該具體實施方式的不同型態，耗能體也可以採用各種其他的耗能材料，包括各種變形耗能材料、和/或摩擦耗能材料、和/或黏滯耗能材料、和/或黏彈耗能材料、和/或攪拌耗能材料、和/或液壓耗能材料。變形耗能材料可以包括變形耗能金屬材料、和/或變形耗能非金屬材料、和/或變形耗能金屬非金屬複合材料。變形耗能金屬材料可以包括軟鋼、和/或鋼、和/或鋁、和/或鉛、和/或銅、和/或合金；變形耗能非金屬材料可以包括橡膠、和/或高分子材料、和/或環氧樹脂、和/或結構膠、和/或環氧樹脂砂漿、和/或環氧基、和/或環氧黏結劑、和/或聚氨酯黏結劑、和/或橡膠黏結劑、和/或丙烯酸酯黏結劑；變形耗能金屬非金屬合成材料可以包括鉛黏彈、和/或鋼黏彈、和/或疊層橡膠。摩擦耗能材料可以包括摩擦耗能金屬材料、和/或摩擦耗能非金屬材料、和/或摩擦耗能金屬非金屬複合材料。摩擦耗能金屬材料可以包括鋼-鋼摩擦耗能材料、和/或鋼-銅摩擦耗能材料、和/或鋼-鉛摩擦耗能材料、和/或銅-鉛摩擦耗能材料、和/或銅-鉻摩擦耗能材料；摩擦耗能非金屬材料可以包括砂漿耗能材料、和/或瀝青耗能材料、和/或黏滯耗能材料、和/或黏彈性耗能材料、和/或加固用砂漿、和/或加固用鐵氟龍；摩擦耗能金屬非金屬複合材料可以包括橡膠和金屬、高分子材料和金屬、鐵氟龍和鉻。
圖3和圖4示出了本創作所提供的消能結構的第二種優選的具體實施方式。
如圖3和圖4所示，該具體實施方式中的消能結構包括多個耗能體100和多個剛體300，消能結構放置於消能子結構中。消能子結構包括第一框架梁210和第二框架梁220、第一框架柱230和第二框架柱240。耗能體100為消能器，具體為金屬屈服消能器，剛體300為砌塊。多個剛體300分別通過多個耗能體100連接。
圖4示出了剛體300的數量為六個，耗能體100的數量為九個的情況。六個剛體300被分為兩排三列。九個耗能體100被分成兩組，第一組水平佈置；第二組豎直佈置。所有耗能體100合起來作為一個整體為由第一框架梁210和第二框架梁220所限定的主體結構提供消能保護作用，每個耗能體100承擔其中一部分的消能功能。需要注意的是，圖3和圖4所示的情況僅為解釋該具體實施方式的原理，並不說明上述排列方式是一種優選的實施方案。本領域技術人員可以根據實際情況選擇剛體300和耗能體100的數量以及佈置方式。
圖5示出了本創作所提供的消能結構的第三種優選的具體實施方式。
如圖5所示，該具體實施方式中的消能結構包括多個耗能體100和多個剛體300，消能結構放置於消能子結構中。消能子結構包括第一框架梁210和第二框架梁220、第一框架柱230和第二框架柱240。耗能體100為變形耗能非金屬材料，具體為橡膠材料，剛體300為砌塊。多個剛體300分別通過多個耗能體100連接。
圖5示出了剛體300的數量為五個，耗能體100的數量為四個的情況。五個剛體300排列成五行，四個耗能體排列成四行。所有耗能體100合起來作為一個整體為由第一框架梁210和第二框架梁220所限定的主體結構提供消能 保護作用，每個耗能體100承擔其中一部分的消能功能。需要注意的是，圖5所示的情況僅為解釋該具體實施方式的原理，並不說明上述排列方式是一種優選的實施方案。本領域技術人員可以根據實際情況選擇剛體300和耗能體100的數量以及佈置方式。
圖6示出了本創作所提供的消能結構的第四種優選的具體實施方式。
如圖6所示，該具體實施方式中的消能結構包括多個耗能體100和多個剛體300，消能結構放置於消能子結構200中。消能子結構200包括第一框架梁210和第二框架梁220、第一框架柱230和第二框架柱240。耗能體100為變形耗能非金屬材料，具體為橡膠材料，剛體300為砌塊。多個剛體300分別通過耗能體100連接。
圖6示出了剛體300的數量為十五個、耗能體100的數量為二十二個的情況。十五個剛體300排列成五行三列，二十二個耗能體100被分成兩組，第一組用於連接水平方向上相鄰的剛體300，第二組用於連接豎直方向上相鄰的剛體300。需要注意的是，圖6所示的情況僅為解釋該具體實施方式的原理，並不說明上述排列方式是一種優選的實施方案。本領域技術人員可以根據實際情況選擇剛體300的數量以及佈置方式。
圖7示出了本創作所提供的消能結構的第五種優選的具體實施方式。
如圖7所示，該具體實施方式中的消能結構包括多個耗能體100和多個剛體300，消能結構放置於消能子結構中。消能子結構包括第一框架梁210和第二框架梁220、第一框架柱230和第二框架柱240。耗能體100為變形耗能非金屬材料，具體為橡膠材料，剛體300為砌塊。多個剛體300分別通過耗能體100連接。在該具體實施方式中，多個剛體300包括多種形狀，例如，長方體、正方 體、三棱柱、球體。圖7所示的例子僅僅表示剛體300可以為多種形狀，並不說明上述形狀的設置是一種優選的實施方案。本領域技術人員可以根據實際情況選擇剛體300的數量、形狀以及佈置方式。
圖8和圖9示出了本創作所提供的消能結構的第六種優選的具體實施方式。
如圖8和圖9所示，該具體實施方式中的消能結構包括多個耗能體100，消能結構放置於消能子結構中，並通過附屬構件301(具體為支墩)與消能子結構連接。消能子結構包括第一框架梁210和第二框架梁220、第一框架柱230和第二框架柱240。耗能體100為消能器，具體為金屬屈服消能器。多個耗能體100分別通過附屬構件301與第一框架梁210和第二框架梁220連接。多個耗能體100之間可以通過緊固件連接，也可以通過一體成型或其他方式連接。
圖8和圖9示出了耗能體100的數量為十個的情況，十個耗能體100被分成兩行五列。需要注意的是，圖8和圖9所示的情況僅為解釋該具體實施方式的原理，並不說明“耗能體100的數量為十個”以及“十個耗能體100被分成兩行五列”是一種優選的實施方案。本領域技術人員可以根據實際情況選擇耗能體100的數量以及行數和列數。在某些應用場合，多個耗能體100也不一定要按行列規則佈置，例如，牆面上預留窗戶的位置無法安裝消能模組，多個消能模組進行佈置時可以空出預留窗戶的位置。根據該具體實施方式提供的原理，多個耗能體100還可以有其它佈置方式，例如，單行多個消能模組橫向並排佈置，或者，單列多個消能模組縱向並排佈置，或者以上述佈置方式的組合方式進行佈置。
圖10示出了本創作所提供的消能結構的第七種優選的具體實施方式。
如圖10所示，該具體實施方式中的消能結構包括多個耗能體100 和多個剛體300，消能結構放置於消能子結構中，並通過附屬構件301(具體為支墩)與消能子結構連接。消能子結構包括第一框架梁210和第二框架梁220、第一框架柱230和第二框架柱240。剛體300為砌塊。耗能體100為變形耗能非金屬材料，具體為橡膠材料，多個砌塊分別通過耗能體100連接。砌塊和耗能體100分別通過附屬構件301與第一框架梁210和第二框架梁220連接。
圖10示出了砌塊的數量為十個的情況，十個砌塊被分成兩行五列。需要注意的是，圖10所示的情況僅為解釋該具體實施方式的原理，並不說明“砌塊的數量為十個”以及“十個砌塊被分成兩行五列”是一種優選的實施方案。本領域技術人員可以根據實際情況選擇砌塊的數量以及行數和列數。
圖11示出了本創作所提供的消能結構的第八種優選的具體實施方式。
如圖11所示，該具體實施方式中的消能結構與第六種具體實施方式基本相同，也包括多個耗能體100，並通過附屬構件301(具體為支墩)與消能子結構連接。耗能體100為金屬屈服消能器。
與第六種具體實施方式所不同的是，該具體實施方式中的耗能體100的數量為十二個，十二個耗能體100被分成兩組，兩組都被分成三行兩列，兩組之間具有預留給窗戶的空間。需要注意的是，圖11所示的情況僅為解釋該具體實施方式的原理，並不說明“耗能體100的數量為十二個”以及“十二個耗能體100的佈置方式”是一種優選的實施方案。
從該具體實施方式提供的說明可以看出，本創作提供的技術方案的一個顯著的優點是，消能器的安裝的應用場合更廣，對於現有的單個消能器不能使用的消能子結構，該具體實施方式提供的消能結構也能適用。
根據該具體實施方式提供的原理，耗能體100的佈置也可以根據實際情況做出各種不同型態，例如，預留的空間可以為牆面的任何位置或任何 形狀，在此不再詳述。
圖12示出了本創作所提供的消能結構的第九種優選的具體實施方式。
如圖12所示，該具體實施方式中的消能結構包括多個耗能體100，消能結構放置於消能子結構中。在該具體實施方式中，消能結構不包括剛體。消能子結構包括第一框架梁210和第二框架梁220、第一框架柱230和第二框架柱240。
耗能體100為金屬屈服消能器，數量為三十個，被分成六行五列。需要注意的是，圖12所示的情況僅為解釋該具體實施方式的原理，並不說明“耗能體100的數量為三十個”以及“三十個耗能體100被分成六行五列”是一種優選的實施方案。
圖13示出了本創作所提供的消能結構的第十種優選的具體實施方式。
如圖13所示，該具體實施方式中的消能結構包括多個耗能體100，消能結構放置於消能子結構中。在該具體實施方式中，消能結構不包括剛體。消能子結構包括第一框架梁210和第二框架梁220、第一框架柱230和第二框架柱240。另外，消能結構還包括第一連接元件131和第二連接元件132。其中，多個耗能體100的一端通過第一連接元件131與第一框架梁210和第一框架柱230的連接節點相連接，多個耗能體100的另一端通過第二連接元件132與第二框架梁220和第二框架柱240的連接節點相連接。
耗能體100為桿式消能器，多個桿式消能器基本平行佈置，每個耗能體100在至少兩個方向上具有消能作用，也就是圖中所示的x方向和z方向。耗能體100的一端與第一連接元件131連接並朝向第一框架梁210和第一框架柱230的連接節點，另一端與第二連接元件132連接並朝向第二框架梁220和第二框 架柱240的連接節點。圖13示出了耗能體100的數量為四個的情況，需要注意的是，圖13所示的情況僅為解釋該具體實施方式的原理，並不說明“耗能體100的數量為四個”是一種優選的實施方案。本領域技術人員可以根據實際情況選擇耗能體100的數量。
該具體實施方式中的消能結構可以替代現有的筒式黏滯消能器或屈曲約束支撐(包括沿軸向延伸的細長主體)，這相當於用多個耗能體100共同承擔現有的單個筒式黏滯消能器或屈曲約束支撐的消能作用，很顯然，這使得每個耗能體100的力學性能的要求要比現有的單個消能器要低得多，加工製造方便，消能器的製造、運輸及安裝成本可以降低。同樣的，該具體實施方式提供的方案也有安裝靈活的有益效果，兩個耗能體之間可以空出一定的距離，留出一定的空間安裝其它結構。
作為該具體實施方式的不同型態，耗能體100還可以採用軟鋼絲，這樣可以進一步降低成本。耗能體100也可以採用各種由耗能材質製成的片狀耗能體、和/或耗能材質製成的塊狀耗能體、和/或耗能材質製成的線狀耗能體、和/或耗能材質製成的桿狀耗能體。耗能體的排列方式可以為橫向並排佈置，也可以為縱向並排佈置，或者斜向並排佈置，或者多行多列陣列佈置，或者交叉佈置，或者無規則排列等。
圖14示出了本創作所提供的消能結構的第十一種優選的具體實施方式。
如圖14所示，該具體實施方式中的消能結構包括多個耗能體100，消能結構放置於消能子結構中。在該具體實施方式中，消能結構不包括剛體。消能子結構包括第一框架梁210和第二框架梁220、第一框架柱230和第二框架柱240。多個耗能體100的兩端都與消能子結構連接。
耗能體100為軟鋼絲，多個耗能體100分為兩組，第一組基本平行 佈置，第二組基本平行佈置，第一組耗能體100和第二組耗能體100相互交叉佈置。多個耗能體100在至少兩個方向上具有消能作用，也就是圖中所示的x方向和z方向。
圖15示出了本創作所提供的消能結構的第十二種優選的具體實施方式。
如圖15所示，該具體實施方式中的消能結構包括多個耗能體100，消能結構放置於消能子結構中，並通過附屬構件301(具體為連梁)與消能子結構連接。消能子結構包括第一剪力牆250和第二剪力牆260。耗能體100為連梁消能器的一種，例如金屬屈服消能器。多個耗能體100通過附屬構件301與第一剪力牆250和第二剪力牆260連接。
耗能體100的數量為十個，被分成五行兩列。需要注意的是，圖15所示的情況僅為解釋該具體實施方式的原理，並不說明“耗能體100的數量為十個”以及“十個耗能體100被分成五行兩列”是一種優選的實施方案。本領域技術人員可以根據實際情況選擇耗能體100的數量以及行數和列數。
圖16示出了本創作所提供的消能結構的第十三種優選的具體實施方式。
如圖16所示，該具體實施方式中的消能結構包括多個耗能體100和多個剛體300，消能結構放置於消能子結構中，並通過附屬構件301(具體為連梁)與消能子結構連接。消能子結構包括第一剪力牆250和第二剪力牆260。剛體300為砌塊。耗能體100為變形耗能非金屬材料，具體為橡膠材料，多個砌塊分別通過耗能體100連接。耗能體100和砌塊通過附屬構件301與第一剪力牆250和第二剪力牆260連接。
砌塊的數量為八個，被分成四行兩列。需要注意的是，圖16所示的情況僅為解釋該具體實施方式的原理，並不說明“砌塊的數量為八個”以及 “八個砌塊被分成四行兩列”是一種優選的實施方案。本領域技術人員可以根據實際情況選擇砌塊的數量以及行數和列數。
圖17示出了本創作所提供的消能結構的第十四種優選的具體實施方式。
如圖17所示，該具體實施方式中的消能結構包括多個耗能體100，消能結構放置於消能子結構中。在該具體實施方式中，消能結構不包括剛體。消能子結構包括第一剪力牆250和第二剪力牆260。耗能體100為連梁消能器的一種，例如金屬屈服消能器。多個耗能體100直接與第一剪力牆250和第二剪力牆260連接。
耗能體100的數量為四十個，被分成五行八列。需要注意的是，圖17所示的情況僅為解釋該具體實施方式的原理，並不說明“耗能體100的數量為四十個”以及“四十個耗能體100被分成五行八列”是一種優選的實施方案。本領域技術人員可以根據實際情況選擇耗能體100的數量以及行數和列數。
圖18示出了本創作所提供的消能結構的第十五種優選的具體實施方式。
如圖18所示，該具體實施方式中的消能結構包括多個耗能體100，消能結構放置於消能子結構中。在該具體實施方式中，消能結構不包括剛體。消能子結構包括第一框架梁210和第二框架梁220、第一框架柱230和第二框架柱240。耗能體100包括兩組，分別為多個第一耗能體101和多個第二耗能體102，第一耗能體101為消能器，例如金屬屈服消能器。第二耗能體102為耗能材料，例如橡膠材料。第一耗能體101通過第二耗能體102進行連接。通過該具體實施方式提供的消能結構可以提供更進一步的消能作用。當位於x方向的地震波形成對主體結構的破壞力時，多個第二耗能體102首先提供消能作用；當第二耗能體102不足以提供足夠的消能保護作用是，第一耗能體101可進一步提供消能 作用。
圖18示出了第一耗能體101的數量為九個，第二耗能體102的數量為六個的情況。九個第一耗能體101被分成三行三列，六個第二耗能體102被分成兩行三列。需要注意的是，圖18所示的情況僅為解釋該具體實施方式的原理，並不說明上述排列是一種優選的實施方案。本領域技術人員可以根據實際情況選擇第一耗能體101和第二耗能體102的數量以及行數和列數。
圖19示出了本創作所提供的消能結構的第十六種優選的具體實施方式。
如圖19所示，該具體實施方式中的消能結構包括多個耗能體100，消能結構放置於消能子結構中。在該具體實施方式中，消能結構不包括剛體。消能子結構包括第一框架梁210和第二框架梁220、第一框架柱230和第二框架柱240。耗能體100包括兩組，分別為多個第一耗能體101和多個第二耗能體102，第一耗能體101為消能器，例如金屬屈服消能器。第二耗能體102為耗能材料，例如橡膠材料。第一耗能體101通過第二耗能體102進行連接。
圖19示出了第一耗能體101的數量為九個，第二耗能體102的數量為兩個的情況。九個第一耗能體101被分成三行三列，兩個第二耗能體102被分成兩行。需要注意的是，圖19所示的情況僅為解釋該具體實施方式的原理，並不說明上述排列是一種優選的實施方案。本領域技術人員可以根據實際情況選擇第一耗能體101和第二耗能體102的數量以及行數和列數。
圖20示出了本創作所提供的消能結構的第十七種優選的具體實施方式。
如圖20所示，該具體實施方式中的消能結構包括多個耗能體100，消能結構放置於消能子結構中。在該具體實施方式中，消能結構不包括剛體。消能子結構包括第一框架梁210和第二框架梁220、第一框架柱230和第二框 架柱240。耗能體100包括兩組，分別為多個第一耗能體101和多個第二耗能體102，第一耗能體101為消能器，例如金屬屈服消能器。第二耗能體102為耗能材料，例如橡膠材料。第一耗能體101通過第二耗能體102進行連接。
圖20示出了第一耗能體101的數量為三個，第二耗能體102的數量為六個的情況。三個第一耗能體101被分成三行，六個第二耗能體102被分成兩行三列。需要注意的是，圖20所示的情況僅為解釋該具體實施方式的原理，並不說明上述排列是一種優選的實施方案。本領域技術人員可以根據實際情況選擇第一耗能體101和第二耗能體102的數量以及行數和列數。
圖21示出了本創作所提供的消能結構的第十八種優選的具體實施方式。
如圖21所示，該具體實施方式中的消能結構包括多個耗能體，消能結構放置於消能子結構中，並通過附屬構件301(具體為連梁)與消能子結構連接。在該具體實施方式中，消能結構不包括剛體。消能子結構包括第一剪力牆250和第二剪力牆260。耗能體包括兩組，分別為第一耗能體101和多個第二耗能體102，第一耗能體101為消能器，例如金屬屈服消能器。第二耗能體102為耗能材料，例如橡膠材料。第一耗能體101通過第二耗能體102進行連接，第一耗能體101和多個第二耗能體102通過附屬構件301與第一剪力牆250和第二剪力牆260連接。
圖21示出了第一耗能體101的數量為兩個，第二耗能體102的數量為一個的情況。需要注意的是，圖21所示的情況僅為解釋該具體實施方式的原理，並不說明上述排列是一種優選的實施方案。本領域技術人員可以根據實際情況選擇第一耗能體101和第二耗能體102的數量以及行數和列數。
以上詳細描述了本創作的較佳具體實施例。應當理解，本領域的普通技術人員無需創造性勞動就可以根據本創作的構思作出諸多修改和變化。 因此，凡本技術領域中技術人員依本創作的構思在現有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在由申請專利範圍所確定的保護範圍內。
300:剛體
100:耗能體

Claims (13)

  1. 一種消能結構，其中，所述消能結構內填充和/或安裝有多個耗能體。
  2. 如請求項1所述的消能結構，其中，所述多個耗能體佈置於同一消能子結構，和/或佈置於同一面牆體。
  3. 如請求項1所述的消能結構，其中，所述耗能體包括耗能材料和/或消能器，所述消能結構內還填充有多個剛體，所述多個剛體中的至少一部分通過多個所述耗能材料和/或消能器連接；或者，所述耗能體包括消能器，所述消能器通過以下其中之一或以下多種組合的方式佈置：1)橫向並排佈置；2)縱向並排佈置；3)斜向並排佈置；4)多行多列陣列佈置；5)交叉佈置；6)無規則排列；或者，所述耗能體包括由耗能材質製成的片狀耗能體、和/或耗能材質製成的塊狀耗能體、和/或耗能材質製成的線狀耗能體、和/或耗能材質製成的桿狀耗能體；所述片狀耗能體、和/或塊狀耗能體、和/或線狀耗能體、和/或桿狀耗能體以下其中之一或以下多種組合的方式佈置：1)橫向並排佈置； 2)縱向並排佈置；3)斜向並排佈置；4)多行多列陣列佈置；5)交叉佈置；6)無規則排列；或者，所述耗能體包括耗能材料和消能器，多個所述消能器中的至少一部分通過多個所述耗能材料連接。
  4. 如請求項3所述的消能結構，其中，所述剛體包括金屬材料剛體、和/或非金屬材料剛體、和/或金屬非金屬複合材料剛體；或者，所述剛體包括實心剛體、和/或空心剛體；或者，所述剛體包括砌塊。
  5. 如請求項4所述的消能結構，其中，所述砌塊包括實心砌塊、和/或多孔砌塊、和/或空心砌塊。
  6. 如請求項3所述的消能結構，其中，所述耗能材料包括變形耗能材料、和/或摩擦耗能材料、和/或黏滯耗能材料、和/或黏彈耗能材料、和/或攪拌耗能材料、和/或液壓耗能材料。
  7. 如請求項6所述的消能結構，其中，所述變形耗能材料包括變形耗能金屬材料、和/或變形耗能非金屬材料、和/或變形耗能金屬非金屬複合材料。
  8. 如請求項7所述的消能結構，其中，所述變形耗能金屬材料包括軟鋼、和/或鋼、和/或鋁、和/或鉛、和/或銅、和/或合金；所述變形耗能非金屬材料包括橡膠、和/或高分子材料、和/或環氧樹脂、和/或結構膠、和/或環氧樹脂砂漿、和/或環氧基、和/或環氧黏結劑、和/或聚氨酯黏結劑、和/或橡膠 黏結劑、和/或丙烯酸酯黏結劑；所述變形耗能金屬非金屬合成材料包括鉛黏彈、和/或鋼黏彈、和/或疊層橡膠。
  9. 如請求項6所述的消能結構，其中，所述摩擦耗能材料包括摩擦耗能金屬材料、和/或摩擦耗能非金屬材料、和/或摩擦耗能金屬非金屬複合材料。
  10. 如請求項9所述的消能結構，其中，所述摩擦耗能金屬材料包括鋼-鋼摩擦耗能材料、和/或鋼-銅摩擦耗能材料、和/或鋼-鉛摩擦耗能材料、和/或銅-鉛摩擦耗能材料、和/或銅-鉻摩擦耗能材料；所述摩擦耗能非金屬材料包括砂漿耗能材料、和/或瀝青耗能材料、和/或黏滯耗能材料、和/或黏彈性耗能材料、和/或加固用砂漿、和/或加固用鐵氟龍；所述摩擦耗能金屬非金屬複合材料包括橡膠和金屬、高分子材料和金屬、鐵氟龍和鉻。
  11. 如請求項3所述的消能結構，其中，所述的多個消能器為同一種，或者，所述的多個消能器為不同種。
  12. 如請求項3所述的消能結構，其中，所述消能器為以下一種或幾種：速度相關型消能器、或位移相關型消能器、或複合型消能器。
  13. 如請求項3所述的消能結構，其中，所述消能器為以下一種或幾種：黏滯消能器、黏彈性消能器、黏滯阻尼牆、黏彈性阻尼牆、金屬阻尼牆、金屬屈服型消能器、金屬摩擦型消能器、金屬剪切型消能器、鉛擠壓消能器、連梁消能器、屈曲約束支撐、屈曲約束鋼板牆、調諧質量消能器、調諧液體消能器、鉛橡膠消能器、組合式鉛橡膠消能器、鉛黏彈性消能器、流體黏彈性消能器、軟鋼摩擦消能器、記憶合金消能器、扇形消能器、用於隔震的橡膠支座。
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