申请/专利权人：西安建筑科技大学

申请日：2018-05-21

公开（公告）日：2024-03-26

公开（公告）号：CN108442796B

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：2024.03.26#授权;2018.09.18#实质审查的生效;2018.08.24#公开

摘要：本发明提供了一种用于梁柱节点的可更换弧形软钢板组合耗能阻尼器，包括上端板和下端板，上端板和下端板之间设置有内弧耗能机构和外弧耗能机构，所述的内弧耗能机构中上弧板和下弧板之间通过多组垂直穿过上弧板和下弧板的耗能板固定连接，每组耗能板伸出上弧板外侧和下弧板外侧的部分通过连接片连接在一起；所述的外弧耗能机构中通过变形螺栓穿过弧形槽将多个外弧板串联固定在一起。本发明的耗能板和变形螺栓共同承担耗能，在地震作用下，耗能板和变形螺栓发生弯曲变形，减少梁柱节点处的塑性变形，确保框架梁柱在震后仍然能保持较好的延性，以达到耗散地震能量的作用。

主权项：1.一种用于梁柱节点的可更换弧形软钢板组合耗能阻尼器，包括上端板（1）和下端板（2），其特征在于，所述的上端板（1）和下端板（2）之间的夹角为90°；上端板（1）和下端板（2）之间设置有内弧耗能机构（3）和外弧耗能机构（4），内弧耗能机构（3）位于外弧耗能机构（4）的内侧；所述的内弧耗能机构（3）包括一端通过角钢（5）和螺栓（6）垂直可拆卸安装在上端板（1）上的上弧板（31）和一端通过角钢（5）和螺栓（6）垂直可拆卸安装在下端板（2）上的下弧板（32），上弧板（31）的另一端与下端板（2）不接触，下弧板（32）的另一端与上端板（1）不接触；所述的上弧板（31）和下弧板（32）的弧度相等，弧度均为55°；上弧板（31）和下弧板（32）平行设置且上弧板（31）在下弧板（32）上的投影和下弧板（32）部分重叠，上弧板（31）和下弧板（32）之间有间隙（33）；所述的上弧板（31）和下弧板（32）之间通过垂直穿过上弧板（31）和下弧板（32）的耗能板（34）固定连接，所述的耗能板（34）为两组，每组三个；所述的耗能板（34）采用金属铅板制成；每组耗能板（34）伸出上弧板（31）外侧和下弧板（32）外侧的部分通过连接片（35）连接在一起；所述的上弧板（31）和下弧板（32）上均加工有用于安装耗能板（34）的耗能板安装孔（36）；所述的外弧耗能机构（4）包括五个外弧板（41），外弧板（41）的弧度都相等，弧度为26°；外弧板（41）上加工有贯通外弧板（41）两侧的弧形槽（42），通过变形螺栓（43）穿过弧形槽（42）将多个外弧板（41）串联固定在一起；所述的变形螺栓（43）的螺杆采用形状记忆合金制成；所述的弧形槽（42）的长度大于变形螺栓（43）的螺杆外径，弧形槽（42）与变形螺栓（43）的螺母的接触面处理成摩擦面；靠近上端板（1）的外弧板（41）的端部通过角钢（5）和螺栓（6）垂直可拆卸安装在上端板（1）上，靠近下端板（2）的外弧板（41）的端部通过角钢（5）和螺栓（6）垂直可拆卸安装在下端板（2）上；所述的角钢（5）采用屈服强度为235MPa的普通角钢；所述的上端板（1）和下端板（2）均采用钢板制成，所述的上弧板（31）和下弧板（32）均采用钢板制成，所述的连接片（35）采用钢板制成，所述的外弧板（41）采用钢板制成，所述的钢板采用屈服强度为235MPa的普通钢板。

全文数据：一种用于梁柱节点的可更换弧形软钢板组合耗能阻尼器技术领域[0001]本发明属于土木工程抗震与减震领域，涉及耗能阻尼器，具体涉及一种用于梁柱节点的可更换弧形软钢板组合耗能阻尼器。背景技术[0002]传统建筑主要靠结构自身变形来吸收地震能量，许多主要构件损伤后很难被修复。随着抗震理论、技术、方法的不断进步以及更多高性能材料的发展应用，人们对结构的抗震性能要求越来越高，结构抗震已由抗倒塌设计逐步向可恢复功能设计转变，以期在震后将整个社会的损失降到最低。[0003]在实现可恢复功能结构的这几种方法中，目前最具有可操作性的是可更换结构，在结构中设置可更换的结构构件，在强震时使结构的损伤主要集中在可更换构件，不仅可以利用其有效耗散地震输入结构能量，而且有利于震后对受损的可更换构件快速更换，尽快恢复结构的正常使用功能。[0004]梁柱节点是钢结构体系中的重要组成部分，是钢结构设计中的关键问题之一。梁柱节点受力复杂，其作用是在梁柱之间传递剪力和弯矩，因此它的性能好坏对结构的承载能力、变形能力和稳定性有较大的影响。从以往的经验来看，震后钢框架梁柱节点发生了严重的损坏，许多甚至出现了脆性破坏，为了减少钢结构框架梁柱节点在地震作用下发生脆性破坏，并确保框架梁柱在震后仍然能保持较好的延性，以达到耗散地震能量的作用，一般的方法是在梁柱节点处加阻尼器，但现有的阻尼器耗能能力较差，且减震、隔震效果并不明显。发明内容[0005]针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于，提供一种用于梁柱节点的可更换弧形软钢板组合耗能阻尼器，解决现有技术中用于梁柱节点的阻尼器耗能能力较差，且减震、隔震效果并不明显的技术问题。[0006]为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：[0007]—种用于梁柱节点的可更换弧形软钢板组合耗能阻尼器，包括上端板和下端板，上端板和下端板之间设置有内弧耗能机构和外弧耗能机构，内弧耗能机构位于外弧耗能机构的内侧；[0005]所述的内弧耗能机构包括一端可拆卸安装在上端板上的上弧板和一端可拆卸安装在下端板上的下弧板，上弧板的另一端与下端板不接触，下弧板的另一端与上弧板不接触；上弧板和下弧板平行设置且上弧板在下弧板上的投影和下弧板部分重叠，上弧板和下弧板之间有间隙;所述的上弧板和下弧板之间通过多组垂直穿过上弧板和下弧板的耗能板固定连接，每组耗能板伸出上弧板外侧和下弧板外侧的部分通过连接片连接在一起；[0009]所述的外弧耗能机构包括多个外弧板，外弧板上加工有贯通外弧板两侧的弧形槽，通过变形螺栓穿过弧形槽将多个外弧板串联固定在一起，靠近上端板的外弧板的端部可拆卸安装在上端板上，靠近下端板的外弧板的端部可拆卸安装在下端板上。[0010]本发明还具有如下区别技术特征：[0011]所述的耗能板采用金属铅板制成，所述的变形螺栓的螺杆采用形状记忆合金制成。[0012]所述的弧形槽的长度大于变形螺栓的螺杆外径，弧形槽与变形螺栓的螺母的接触面处理成摩擦面。[0013]所述的上弧板和下弧板上均加工有用于安装耗能板的耗能板安装孔。[0014]所述的上弧板的一端通过角钢和螺栓垂直安装在上端板上，所述的下弧板的一端通过角钢和螺栓垂直安装在下端板上;靠近上端板的外弧板的端部通过角钢和螺栓垂直安装在上端板上，靠近下端板的外弧板的端部通过角钢和螺栓垂直安装在下端板上。[0015]所述的角钢采用屈服强度为235MPa的普通角钢;所述的上端板和下端板均采用钢板制成，所述的上弧板和下弧板均采用钢板制成，所述的连接片采用钢板制成，所述的外弧板采用钢板制成，所述的钢板采用屈服强度为235MPa的普通钢板。[0016]所述的上弧板和下弧板的弧度相等，所述的外弧板的弧度都相等，上弧板的弧度大于外弧板的弧度。[0017]所述的上端板和下端板之间的夹角为90°，所述的上弧板和下弧板的弧度均为55°，所述的外弧板的弧度为26°。[0018]所述的耗能板为两组，每组三个。[0019]所述的外弧板为五个。[0020]所述的上端板和下端板上均设置有螺栓孔。[0021]本发明与现有技术相比，具有如下技术效果：[0022]I本发明的耗能板和变形螺栓共同承担耗能，在地震作用下，耗能板和变形螺栓发生弯曲变形，减少梁柱节点处的塑性变形，确保框架梁柱在震后仍然能保持较好的延性，以达到耗散地震能量的作用。[0023]n外弧板与变形螺栓之间的滑动摩擦达到耗能的效果，进一步加强了软钢阻尼器的耗能能力。[0024]in本发明的部件间均采用螺栓连接，在地震破坏后，可进行拆卸，去除破坏构件，保留可以继续使用的部件。％[0025]0V本发明利用阻尼器本身的耗能能力减小框架结构本身的塑性变形，使其有更好的减震、隔震效果，震后，通过更换阻尼器的方式，快速恢复框架结构的使用能^附图说明[0026]图1是本发明的整体结构示意图。[0027]图2是内弧耗能机构的装配侧视示意图。[0028]图3是外弧耗能机构的装配侧视示意图。[0029]图4是本发明的使用状态示意图。[0030]图中各个标号的含义为：1-上端板，2_下端板，3_内弧耗能机构，4-外弧耗能机构，5_角钢，6-螺栓，7-螺栓孔，8-框架梁，9-框架柱;31-上弧板，32-下弧板，33-间隙，34-耗能板，35_连接片，36_耗能板安装孔;41-外弧板，42_弧形槽，43-变形螺栓。’、’b以卜买施例对本发明的具体内容作进一步详细解释说明。具体实施方式[0032]以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。[0033]实施例1:[0034]遵从上述技术方案，如图1至图4所示，本实施例给出一种用于梁柱节点的可更换弧^软钢板组合耗能阻尼器，包括上端板丨和下端板2，上端板丨和下端板2之间设置有内弧耗能机构3和外弧耗能机构4,内弧耗能机构3位于外弧耗能机构4的内侧；[OOf]具$的，内弧耗能机构3包括一端可拆卸安装在上端板丨上的上弧板31和一端可拆卸安装在下端板2上的下弧板32,上弧板31的另一端与下端板2不接触，下弧板32的另一端与上巧板1不接触；上弧板:^和下弧板犯平行设置且上弧板31在下弧板32上的投影和下弧板32部分重叠，上弧板31和下弧板32之间有间隙33;所述的上弧板31和下弧板幻之间通过多组垂直穿过上弧板31和下弧板32的耗能板如固定连接，每组耗能板34伸出上弧板31外侧和下弧板32外侧的部分通过连接片35连接在一起；[0036]具体的，外弧耗能机构4包括多个外弧板41，外弧板41上加工有贯通外弧板41两侧的弧形槽42,通过变形螺栓43穿过弧形槽似将多个外弧板41串联固定在一起，靠近上端板1的外弧板41的端部可拆卸安装在上端板丨上，靠近下端板2的外弧板41的端部可拆卸安装在下端板2上。[0037]作为本实施例的一种优选方案，耗能板料采用金属铅板制成，变形螺栓43的螺杆采用形状记忆合金制成。使得耗能板糾和变形螺栓43处为发送变形的位置。[0038]具体的，上弧板31和下弧板32上均加工有用于安装耗能板34的耗能板安装孔36。[0039]作为本实施例的一种优选方案，上弧板：31的一端通过角钢5和螺栓6垂直安装在上端板1上，所述的下弧板32的一端通过角钢5和螺栓6垂直安装在下端板2上;靠近上端板1的外弧板41的端部通过角钢5和螺栓6垂直安装在上端板1上，靠近下端板2的外弧板41的端部通过角钢5和螺栓6垂直安装在下端板2上。实现对阻尼器的固定安装和更换。其主要耗能部位在地震发生后，首先产生塑性变形耗能，保证结构自身不受破坏，震后即可进行拆卸和更换。[0040]作为本实施例的一种优选方案，角钢5采用屈服强度为235MPa的普通角钢;所述的上端板1和下端板2均采用钢板制成，所述的上弧板31和下弧板32均采用钢板制成，所述的连接片35采用钢板制成，所述的外弧板41采用钢板制成，所述的钢板采用屈服强度为235MPa的普通钢板。[0041]作为本实施例的一种优选方案，弧形槽42的长度大于变形螺栓43的螺杆外径，弧形槽42与变形螺栓43的螺母的接触面处理成摩擦面。使得变形螺栓43在弧形槽42中滑动时提供摩擦阻力，滑动摩擦达到耗能的效果，进一步加强了软钢阻尼器的耗能能力。[0042]作为本实施例的一种优选方案，上弧板31和下弧板32的弧度相等，所述的外弧板41的弧度都相等，上弧板31的弧度大于外弧板41的弧度。具体的，上端板1和下端板2之间的夹角为90°，上弧板31和下弧板32的弧度均为55°，外弧板41的弧度为26。。[0043]作为本实施例的一种优选方案，耗能板34为两组，每组三个。外弧板41为五个。[0044]作为本实施例的一种优选方案，上端板1和下端板2上均设置有螺栓孔7,便于通过螺栓与框架梁8和框架柱9装配。螺栓孔7的大小和个数可根据实际情况进行调整。

权利要求：1.一种用于梁柱节点的可更换弧形软钢板组合耗能阻尼器，包括上端板（1和下端板⑵，其特征在于，上端板⑴和下端板⑵之间设置有内弧耗能机构⑶和外弧耗能机构⑷，内弧耗能机构⑶位于外弧耗能机构⑷的内侧；所述的内弧耗能机构3包括一端可拆卸安装在上端板（1上的上弧板31和一端可拆卸安装在下端板2上的下弧板32，上弧板31的另一端与^端板2不接触，下弧板32的另一端与上弧板（1不接触;上弧板31和下弧板32平行设置且上弧板31在下弧板32上的投影和下弧板32部分重叠，上弧板3丨）和下弧板32之间有间隙（33;所述的上弧板31和下弧板32之间通过多组垂直穿过上弧板31和下弧板32的耗能板34固定连接，每组耗能板34伸出上弧板31外侧和下弧板⑽外侧的部分通过连接片35连接在一起；所述的外弧耗能机构4包括多个外弧板41，外弧板41上加工有贯通外弧板41两侧的弧形槽42，通过变形螺栓43穿过弧形槽42将多个外弧板41串联固定在一起，靠近上端板（1的外弧板41的端部可拆卸安装在上端板1上，靠近下端板2的外弧板41的端部可拆卸安装在下端板2上。2.如权利要求1所述的用于梁柱节点的可更换弧形软钢板组合耗能尼器，其特征在于，所述的耗能板34采用金属铅板制成，所述的变形螺栓43的螺杆采用形状记忆合金制成。3.如权利要求1所述的用于梁柱节点的可更换弧形软钢板组合耗能阻尼器，其特征在于，所述的弧形槽42的长度大于变形螺栓43的螺杆外径，弧形槽42与变形螺栓43的螺母的接触面处理成摩擦面。4.如权利要求1所述的用于梁柱节点的可更换弧形软钢板组合耗能阻尼器，其特征在于，所述的上弧板（31和下弧板（32上均加工有用于安装耗能板（34的耗能板安装孔36。5.如权利要求1所述的用于梁柱节点的可更换弧形软钢板组合耗能阻尼器，其特征在于，所述的上弧板31的一端通过角钢⑸和螺栓6垂直安装在上端板（1上，所述的下弧板32的一端通过角钢5和螺栓6垂直安装在下端板2上;靠近上端板（1的外弧板41的端部通过角钢⑸和螺栓⑹垂直安装在上端板⑴上，靠近下端板⑵的外弧板41的端部通过角钢5和螺栓6垂直安装在下端板⑵上。6.如权利要求1所述的用于梁柱节点的可更换弧形软钢板组合耗能阻尼器，其特征在于，所述的角钢5采用屈服强度为235MPa的普通角钢;所述的上端板（1和下端板2^均采用钢板制成，所述的上弧板31和下弧板32均采用钢板制成，所述的连接片（35米用钢板制成，所述的外弧板W1采用钢板制成，所述的钢板采用屈服强度为235MPa的普通钢板。7.如权利要求1所述的用于梁柱节点的可更换弧形软钢板组合耗能阻尼器，其特征在于，所述的上弧板31和下弧板32的弧度相等，所述的外弧板41的弧度都相等，上弧板31的弧度大于外弧板41的弧度。8.如权利要求7所述的用于梁柱节点的可更换弧形软钢板组合耗能阻尼器，其特征在于，所述的上端板⑴和下端板⑵之间的夹角为9〇°，所述的上弧板31和下弧板32的弧度均为55。，所述的外弧板41的弧度为26°。9.如权利要求1所述的用于梁柱节点的可更换弧形软钢板组合耗能阻尼器，其特征在于，所述的耗能板34为两组，每组三个。10.如权利要求1所述的用于梁柱节点的可更换弧形软钢板组合耗能阻尼器，其特征在于，所述的外弧板41为五个。

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