申请/专利权人：福州大学

申请日：2019-04-13

公开（公告）日：2024-02-02

公开（公告）号：CN109898910B

主分类号：E04H9/02

分类号：E04H9/02;E04B1/98

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.02.02#授权;2019.07.12#实质审查的生效;2019.06.18#公开

摘要：本发明提供一种装配式软钢摩擦复合阻尼器及其装配方法，包括分别与纵向建筑构件的第一连接板、与水平向建筑构件连接的第二连接板，第一连接板经高强螺栓固定连接有第一摩擦板，第二连接板经高强螺栓固定连接有第二摩擦板，第一摩擦板与第二摩擦板经高强螺栓固定连接，第一连接板与第一摩擦板连接处、第二连接板与第二摩擦板连接处、第一摩擦板与第二摩擦板连接处具有贯穿的软钢棒，本发明在梁柱节点间发生相对变形时，可使摩擦板间产生相对滑动，摩擦耗能机制开始发挥作用；当变形增大到一定程度时，软钢棒开始参与耗能，实现了两种不同耗能机制的有机结合，装配式软钢摩擦复合阻尼器采用全螺栓装配，制作成本低，安装和拆卸方便，适用范围广。

主权项：1.一种装配软钢摩擦复合阻尼器的方法，其特征在于，所述软钢摩擦复合阻尼器，包括与纵向建筑构件连接的第一连接板、与水平向建筑构件连接的第二连接板，所述第一连接板经高强螺栓固定连接有第一摩擦板，第二连接板经高强螺栓固定连接有第二摩擦板，所述第一摩擦板与第二摩擦板经高强螺栓固定连接，所述第一连接板与第一摩擦板连接处、第二连接板与第二摩擦板连接处、第一摩擦板与第二摩擦板连接处具有贯穿的软钢棒；第一连接板及第二连接板包括底板，所述底板上固定连接有垂直于底板的腹板，所述第一连接板的底板经高强螺栓与纵向建筑构件连接，所述第二连接板的底板经高强螺栓与水平向建筑构件连接，所述腹板背离底板的一侧具有以供穿过高强螺栓的安装孔，所述安装孔的周侧具有若干个以供软钢棒穿过的圆孔，所述第一摩擦板及第二摩擦板具有与安装孔对应的螺栓孔，所述第一摩擦板及第二摩擦板具有与圆孔对应且等径的钢棒孔；所述第一摩擦板及第二摩擦板相向端具有相互连通的螺栓对接孔，所述螺栓对接孔的周侧具有若干个钢棒对接孔；第一摩擦板及第二摩擦板具有一对，所述第一连接板的腹板夹于一对第一摩擦板之间，所述第二连接板的腹板夹于一对第二摩擦板之间，所述一对第一摩擦板与一对第二摩擦板交错固定；具体步骤包括：步骤S1：预制尺寸相匹配的两个第一连接板、第二连接板、第一摩擦板、第二摩擦板、钢棒、高强螺栓及螺帽若干个；步骤S2：利用高强螺栓固定第一连接板与纵向建筑构件；利用高强螺栓固定第二连接板与水平向建筑构件；利用高强螺栓固定第一连接板与第一摩擦板，利用高强螺栓固定第二连接板与第二摩擦板；再取软钢棒，穿过第一连接板与第一摩擦板连接处以及第二连接板与第二摩擦板的连接处；步骤S3：高强螺栓将第一摩擦板与第二摩擦板固定连接，并利用软钢棒，穿过第一摩擦板与第二摩擦板。

全文数据：装配式软钢摩擦复合阻尼器及其装配方法技术领域本发明涉及一种装配式软钢摩擦复合阻尼器及其装配方法。背景技术软钢阻尼器是利用软钢的低屈服点、较长的塑性段和良好的滞回特性，达到工程结构消能减震的目的。1972年，kelly等学者提出了软钢阻尼器并应用于工程消能减震技术领域，证实了软钢阻尼器滞回曲线饱满，能有效地削弱地震作用。此后，国内外针对软钢阻尼器的研究越来越多，提出了多种形式的软钢阻尼器，并通过试验论证了软钢阻尼器的性能稳定性，疲劳性能良好，但存在耗能机制单一、小震下不起作用、对形状要求高等缺点。同时，软钢阻尼器的节点连接大多采用焊接形式，在往复地震作用下，软钢容易因为产生应力集中而发生破坏。发明内容本发明对上述问题进行了改进，即本发明要解决的技术问题是现有的软钢阻尼器的节点连接大多采用焊接形式，在往复地震作用下，软钢容易因为产生应力集中而发生破坏。本发明的具体实施方案是：装配式软钢摩擦复合阻尼器，包括分别与纵向建筑构件的第一连接板、与水平向建筑构件连接的第二连接板，所述第一连接板经高强螺栓固定连接有第一摩擦板，第二连接板经高强螺栓固定连接有第二摩擦板，所述第一摩擦板与第二摩擦板经高强螺栓固连接，所述第一连接板与第一摩擦板连接处、第二连接板与第二摩擦板连接处、第一摩擦板与第二摩擦板连接处具有贯穿的软钢棒。进一步的，第一连接板及第二连接板包括底板，所述底板上固定连接有垂直于底板的腹板，所述第一连接板的底板经高强螺栓与水平向建筑构件连接，所述第二连接板的底板经高强螺栓与纵向建筑构件连接，所述腹板背离底板的一侧具有以供穿过高强螺栓的安装孔，所述安装孔的周侧具有若干个以供软钢棒穿过的圆孔，所述第一摩擦板及第二摩擦板具有与安装孔对应的螺栓孔，所述第一摩擦板及第二摩擦板具有与圆孔对应且等径的钢棒孔。进一步的，所述第一摩擦板及第二摩擦板相向端具有相互连通的螺栓对接孔，所述螺栓对接孔的周侧具有若干个钢棒对接孔。进一步的，所述圆孔及钢棒孔具有四个。进一步的，第一摩擦板及第二摩擦板具有一对，所述第一连接板的腹板夹于一对第一摩擦板之间，所述第二连接板的腹板夹于一对第二摩擦板之间，所述一对第一摩擦板与一对第二摩擦板交错固定。进一步的，所述第一摩擦板与第二摩擦板呈90度直角连接。进一步的，所述连接板与摩擦板均采用碳素结构钢材料制造，所述软钢棒为低屈服点软钢。进一步的，所述第一连接板及第二连接板的底板和腹板之间固定有加劲肋。本发明还包括一种装配如上所述的装配式软钢摩擦复合阻尼器的方法，其特征在于，具体步骤包括：步骤S1：预制尺寸相匹配的两个第一连接板、第二连接板、第一摩擦板、第二摩擦板、软钢棒、高强螺栓及螺帽若干个；步骤S2：利用高强螺栓固定第一连接板纵与纵向建筑构件；利用高强螺栓固定第二连接板与水平向建筑构件；利用高强螺栓固定第一连接板与第一摩擦板，利用高强螺栓固定第二连接板与第二摩擦板；再取软钢棒，穿过第一连接板与第一摩擦板连接处以及第二连接板与第二摩擦板的连接处；步骤S3：高强螺栓将第一摩擦板与第二摩擦板固定连接，并利用软钢棒，穿过贯穿第一摩擦板与第二摩擦板。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明在梁柱节点间发生相对变形时，可使摩擦板间产生相对滑动，摩擦耗能机制开始发挥作用；当变形增大到一定程度时，软钢棒开始参与耗能，实现了两种不同耗能机制的有机结合，装配式软钢摩擦复合阻尼器采用全螺栓装配，占用空间小，形式简单、制作成本低，安装和拆卸方便，适用范围广。附图说明图1为本发明实施例提供的装配式软钢-摩擦复合阻尼器应用于梁柱节点的示意图；图2为本发明实施例提供的装配式软钢-摩擦复合阻尼器正面示意图；图3为本发明实施例提供的装配式软钢-摩擦复合阻尼器俯视示意图；图4为本发明实施例提供的第一连接板侧面结构示意图；图5为本发明实施例提供的第一连接板正面结构示意图；图6为本发明实施例提供的摩擦板正面结构示意图；图7为本发明实施例提供的软钢棒正面结构示意图；H-柱；I-梁；1-第一连接板；2-第二连接板；3（3'）-第一摩擦板；4（4'）-第二摩擦板；5-高强螺栓；6-软钢棒；7-底板；8-腹板；9-加劲肋；10-a圆孔；11-b圆孔；12-c圆孔；13-d圆孔；14-A圆孔；15-B圆孔；16-底板螺栓孔。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。如图1～7所示，本发明提出了一种装配式软钢-摩擦复合阻尼器，包括第一连接板1、第二连接板2、第一摩擦板3、第二摩擦板4、高强螺栓5和软钢棒6。所述第一连接板1由底板7、腹板8组成，底板和腹板之间具有增加强度的加劲肋9，所述底板设有底板螺栓孔16，通过高强螺栓穿过底板螺栓孔16与柱H固定；所述腹板8两侧面均做喷砂处理；所述第二连接板2与第一连接板形状、尺寸均相同，通过高强螺栓穿过底板螺栓孔16与梁I固定；第一连接板1及第二连接板2的腹板8设有用于供穿过高强螺栓的A圆孔14（安装孔）和设置于A圆孔14周侧用于贯穿软钢棒的4个B圆孔15（钢棒孔）；所述第一摩擦板及第二摩擦板的两侧面均做喷砂处理，为了实现和腹板的对接，第一摩擦板及第二摩擦板朝向对接腹板的一端具有与腹板8的A圆孔14对应的a圆孔10（螺栓孔），还具有与腹板贯穿软钢棒的对应B圆孔15的4个b圆孔11，以及对称布置有c圆孔12和4个d圆孔13；所述第一摩擦板及第二摩擦板共有两块，形状、尺寸相同，第一连接板的腹板位于两个第一摩擦板之间两侧，第二连接板的腹板位于两个第二摩擦板之间两侧。固定时，高强螺栓依次穿过第一摩擦板3的a圆孔10、第一连接板腹板8的A圆孔14及第一摩擦板3'的a圆孔10，实现第一摩擦板3（3'）与第一连接板的连接，并用螺帽栓紧固定；所述第一摩擦板与第一连接板的腹板形成摩擦对M和摩擦对M'；所述软钢棒依次穿过第一摩擦板3的b圆孔11、第一连接板腹板8的B圆孔15及第一摩擦板3'的b圆孔11，并用螺帽栓紧固定；本实施例中所述第二摩擦板共有两块，其形状、尺寸与第一摩擦板相同，同第一摩擦板与第一连接板连接方式相同，通过高强螺栓依次穿过第二摩擦板4的a圆孔10、第二连接板腹板8的A圆孔14及第二摩擦板4'的a圆孔10实现第二摩擦板4（4'）与第二连接板连接，并用螺帽栓紧固定；所述第二摩擦板与第二连接板的腹板形成摩擦对N和摩擦对N'；所述软钢棒依次穿过第二摩擦板4的b圆孔11、第二连接板腹板8的B圆孔15及第二摩擦板4'的b圆孔11，并用螺帽栓紧固定；所述第一摩擦板与第二摩擦板呈90度直角连接，第一摩擦板与第二摩擦板相向端具有相互配合用于穿过高强螺栓的c圆孔12以及用于穿过软钢棒的d圆孔13，d圆孔13与c圆孔12的布局与腹板8的A圆孔14及B圆孔15设置相同，穿过软钢棒的d圆孔13围绕在c圆孔12周侧。两个第一摩擦板与两个第二摩擦板交错平行贴合，通过高强螺栓依次穿过第一摩擦板3的c圆孔12、第二摩擦板4的c圆孔12、第一摩擦板3'的c圆孔12、第二摩擦板4'的c圆孔12，将第一摩擦板与第二摩擦板连接并用螺帽拴紧固定；所述第一摩擦板与第二摩擦板形成三个摩擦对F、F'和f；所述软钢棒，依次穿过第一摩擦板3的d圆孔13、第二摩擦板4的d圆孔13、第一摩擦板3'的d圆孔13、第二摩擦板4'的d圆孔13，并用螺帽拴紧固定。地震作用下结构构件间发生相对变形，第一连接板和第一摩擦板、第一摩擦板和第二摩擦板、第二摩擦板和第二连接板分别产生以高强螺栓为中心的相对滑动扭转，摩擦对M、M'、N、N'、F、F'、f均产生相对滑动，摩擦耗能机制开始发挥作用。当变形增大到一定程度时，软钢棒受剪进入塑性耗能段，启动软钢耗能机制。所述连接板与摩擦板均采用强度较大的碳素结构钢；所述软钢棒为低屈服点软钢；上述结构的装配方法包括以下步骤：步骤S1：预制尺寸相匹配的连接板2个、摩擦板4块、软钢棒12根、高强螺栓3根及螺帽若干个；步骤S2：取一个第一连接板1、一根高强螺栓5与两个第一摩擦板3（3'），将第一摩擦板置于连接腹板两侧，用高强螺栓依次穿过a圆孔10、A圆孔14、a圆孔10，将第一摩擦板与第一连接板连接，并用螺帽栓紧固定；再取4根软钢棒6，依次穿过b圆孔11、B圆孔15、b圆孔11，并用螺帽栓紧固定；步骤S3：取一个第二连接板2、一根高强螺栓5与两个第二摩擦板44'，将第二摩擦板置于连接腹板两侧，用高强螺栓依次穿过a圆孔10、A圆孔14、a圆孔10，将第一摩擦板与第一连接板连接，并用螺帽栓紧固定；再取4根软钢棒6，依次穿过b圆孔11、B圆孔15、b圆孔11，并用螺帽栓紧固定；步骤S4：取一根高强螺栓5，通过高强螺栓依次穿过第一摩擦板3的c圆孔、第二摩擦板4的c圆孔、第一摩擦板3'的c圆孔、第二摩擦板4'的c圆孔，将第一摩擦板与第二摩擦板垂直连接，并用螺帽栓紧固定；再取4根软钢棒6，通过软钢棒依次穿过第一摩擦板3的d圆孔、第二摩擦板4的d圆孔、第一摩擦板3'的d圆孔、第二摩擦板4'的d圆孔，并用螺帽栓紧固定。上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述上对零部件进行区别如没有另行声明外，上述词语并没有特殊的含义。同时，上述本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接例如使用螺栓或螺钉连接，也可以理解为：不可拆卸的固定连接例如铆接、焊接，当然，互相固定连接也可以为一体式结构例如使用铸造工艺一体成形制造出来所取代明显无法采用一体成形工艺除外。另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

权利要求：1.装配式软钢摩擦复合阻尼器，其特征在于，包括分别与纵向建筑构件的第一连接板、与水平向建筑构件连接的第二连接板，所述第一连接板经高强螺栓固定连接有第一摩擦板，第二连接板经高强螺栓固定连接有第二摩擦板，所述第一摩擦板与第二摩擦板经高强螺栓固定连接，所述第一连接板与第一摩擦板连接处、第二连接板与第二摩擦板连接处、第一摩擦板与第二摩擦板连接处具有贯穿的软钢棒。2.根据权利要求1所述的装配式软钢摩擦复合阻尼器，其特征在于，第一连接板及第二连接板包括底板，所述底板上固定连接有垂直于底板的腹板，所述第一连接板的底板经高强螺栓与水平向建筑构件连接，所述第二连接板的底板经高强螺栓与纵向建筑构件连接，所述腹板背离底板的一侧具有以供穿过高强螺栓的安装孔，所述安装孔的周侧具有若干个以供软钢棒穿过的圆孔，所述第一摩擦板及第二摩擦板具有与安装孔对应的螺栓孔，所述第一摩擦板及第二摩擦板具有与圆孔对应且等径的钢棒孔。3.根据权利要求2所述的装配式软钢摩擦复合阻尼器，其特征在于，所述第一摩擦板及第二摩擦板相向端具有相互连通的螺栓对接孔，所述螺栓对接孔的周侧具有若干个钢棒对接孔。4.根据权利要求2所述的装配式软钢摩擦复合阻尼器，其特征在于，所述圆孔及钢棒孔具有四个。5.根据权利要求3所述的装配式软钢摩擦复合阻尼器，其特征在于，第一摩擦板及第二摩擦板具有一对，所述第一连接板的腹板夹于一对第一摩擦板之间，所述第二连接板的腹板夹于一对第二摩擦板之间，所述一对第一摩擦板与一对第二摩擦板交错固定。6.根据权利要求2或3所述的装配式软钢摩擦复合阻尼器，其特征在于，所述第一摩擦板与第二摩擦板呈90度直角连接。7.根据权利要求2或3所述的装配式软钢摩擦复合阻尼器，其特征在于，所述连接板与摩擦板均采用碳素结构钢材料制造，所述软钢棒为低屈服点软钢。8.根据权利要求2或3所述的装配式软钢摩擦复合阻尼器，其特征在于，所述第一连接板及第二连接板的底板和腹板之间固定有加劲肋。9.一种装配如权利要求5所述的装配式软钢摩擦复合阻尼器的方法，其特征在于，具体步骤包括：步骤S1：预制尺寸相匹配的两个第一连接板、第二连接板、第一摩擦板、第二摩擦板、软钢棒、高强螺栓及螺帽若干个；步骤S2：利用高强螺栓固定第一连接板纵与纵向建筑构件；利用高强螺栓固定第二连接板与水平向建筑构件；利用高强螺栓固定第一连接板与第一摩擦板，利用高强螺栓固定第二连接板与第二摩擦板；再取软钢棒，穿过第一连接板与第一摩擦板连接处以及第二连接板与第二摩擦板的连接处；步骤S3：高强螺栓将第一摩擦板与第二摩擦板固定连接，并利用软钢棒，穿过贯穿第一摩擦板与第二摩擦板。

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