一種用于梁柱節(jié)點的夾角處或柱腳處的軟鋼阻尼器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于梁柱節(jié)點的夾角處或柱腳處的軟鋼阻尼器，屬于建筑工程結(jié)構(gòu)抗震領(lǐng)域。本發(fā)明的一種用于梁柱節(jié)點的夾角處或柱腳處的軟鋼阻尼器，包括耗能鋼板、豎向連接鋼板和水平連接鋼板，所述的耗能鋼板的結(jié)構(gòu)形狀設(shè)計為直角三角形，且該耗能鋼板的面板上開設(shè)有圓形孔；所述的耗能鋼板的一直角邊與豎直方向放置的豎向連接鋼板相固連；所述的耗能鋼板的另一直角邊與水平方向放置的水平連接鋼板相固連；所述的豎向連接鋼板與水平連接鋼板相固連。本發(fā)明主要目的為了解決框架結(jié)構(gòu)的梁柱節(jié)點的夾角處以及柱腳處受震害的問題，結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計新穎，靈活性好，制作簡單，具有一定的經(jīng)濟和使用價值，可廣泛地應(yīng)用于土木工程結(jié)構(gòu)抗震領(lǐng)域。
【專利說明】一種用于梁柱節(jié)點的夾角處或柱腳處的軟鋼阻尼器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑工程結(jié)構(gòu)抗震【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說，涉及一種用于梁柱節(jié)點的夾角處或柱腳處的軟鋼阻尼器。
【背景技術(shù)】
[0002]結(jié)構(gòu)抗震是土木工程領(lǐng)域研究的重要內(nèi)容之一。一般的抗震設(shè)計是通過增強結(jié)構(gòu)本身的抗震能力，來抵抗作用于結(jié)構(gòu)上的地震作用，此方法在某種程度上會增加結(jié)構(gòu)的剛度，從而增加作用在結(jié)構(gòu)上的地震作用；也可以在結(jié)構(gòu)上設(shè)置耗能減震裝置，以吸收輸入到結(jié)構(gòu)上的大部分能量，達到保護主體結(jié)構(gòu)的目的。近年來，我國在房屋結(jié)構(gòu)的減震方面做了大量研究，并取得了豐碩的研究成果。常用于結(jié)構(gòu)減震作用的阻尼器有:軟鋼阻尼器、油壓阻尼器、黏性阻尼器、黏彈性阻尼器以及摩擦型阻尼器。
[0003]軟鋼阻尼器是靠金屬本身的屈服耗散能量，在地震作用下結(jié)構(gòu)發(fā)生塑性變形前軟鋼阻尼器先進入屈服，并在塑性階段呈現(xiàn)出良好的滯回特性，以耗散大部分的地震能量，從而達到保護主體結(jié)構(gòu)的安全的目的。因此，作為軟鋼阻尼器其屈服荷載應(yīng)較低，同時應(yīng)具有良好的塑性變形能力。低屈服點鋼材所特有的材性，非常適合于制作軟鋼阻尼器。因此，低屈服點鋼材自投放市場以來即刻受到抗震工作者的關(guān)注，用其制作各種形式的軟鋼阻尼器，并收到了很好的減震效果。用低屈服點鋼材可制作鋼板屈服阻尼器、鋼板減震墻、耗能支撐等。其中，鋼板屈服阻尼器的構(gòu)造簡單，使用方便，它是用極低屈服點鋼制作薄板，在其周邊加設(shè)相當(dāng)于翼緣的邊框，兩者之間焊接而成。此類阻尼器具有以下特點:(1)極低屈服點鋼材的屈服應(yīng)變僅為普通鋼材的1/2.5，變形能力約為2倍，這對提高耗能構(gòu)件的工作性能非常有利。(2)低屈服點鋼材在焊接性能、抗火性能、施工工法、加工工藝以及耐久性等方面與普通的結(jié)構(gòu)用鋼具有相類似的特點，因此與主體結(jié)構(gòu)間的兼容性較好。(3)鋼板屈服阻尼器與耗能支撐以及減震抗震墻相比，加工制作及施工更加容易，所占空間更小。(4)鋼板阻尼器一般通過剛度較大的連接構(gòu)件與主體結(jié)構(gòu)相連，地震作用后若阻尼器的受損較嚴(yán)重，只需更換阻尼器，其修復(fù)成本很低。
[0004]經(jīng)檢索，已有針對現(xiàn)有的軟鋼阻尼器進行改進的技術(shù)方法公開，如中國專利申請?zhí)?00410020893.2，申請公告日為2005年3月16日，發(fā)明創(chuàng)造名稱為:圓孔型軟鋼阻尼器，該申請案涉及一種圓孔型軟鋼阻尼器，主要由耗能鋼板、角鋼、水平連接鋼板組成，既具有高的初始剛度，同時具有較好的耗能性能。該申請案可用于多層建筑結(jié)構(gòu)中的人字型支撐上，也可以應(yīng)用于梁和墻之間。但是該申請案忽略了框架結(jié)構(gòu)的梁柱節(jié)點的夾角處以及柱腳處急需增設(shè)抗震減震裝置的問題，忽視了建筑結(jié)構(gòu)中的梁柱節(jié)點受震害對整體結(jié)構(gòu)抗震的嚴(yán)重影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]1.發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中忽略了框架結(jié)構(gòu)的梁柱節(jié)點的夾角處以及柱腳處急需增設(shè)抗震減震裝置的不足，提供了一種用于梁柱節(jié)點的夾角處或柱腳處的軟鋼阻尼器，采用本發(fā)明的技術(shù)方案，將軟鋼阻尼器設(shè)計為直角三角形，利用直角三角形斜邊的預(yù)留鋼板的屈服變形來消耗掉輸入到結(jié)構(gòu)上的地震能量，以達到增強竹(木)框架結(jié)構(gòu)或鋼框架結(jié)構(gòu)房屋梁、柱節(jié)點的耗能能力，保護節(jié)點處梁、柱等主要受力構(gòu)件和節(jié)點免受震害或減輕震害的目的，同時在耗能鋼板上設(shè)有圓形孔，可以大幅提高耗能鋼板的變形能力，也可以通過對圓形孔的大小和位置以及耗能鋼板的厚度的改變，進而改變阻尼器的耗能能力，具有很大的靈活性。
[0007]2.技術(shù)方案
[0008]為達到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:
[0009]本發(fā)明的一種用于梁柱節(jié)點的夾角處或柱腳處的軟鋼阻尼器，包括耗能鋼板、豎向連接鋼板和水平連接鋼板，所述的耗能鋼板的結(jié)構(gòu)形狀為直角三角形，且該耗能鋼板的面板上開設(shè)有圓形孔；所述的耗能鋼板的一直角邊與豎直方向放置的豎向連接鋼板相固連；所述的耗能鋼板的另一直角邊與水平方向放置的水平連接鋼板相固連；所述的豎向連接鋼板與水平連接鋼板相固連。
[0010]更進一步地，所述的耗能鋼板的一直角邊與豎向連接鋼板采用焊接連接；所述的耗能鋼板的另一直角邊與水平連接鋼板采用焊接連接；所述的豎向連接鋼板與水平連接鋼板采用焊接連接。
[0011]更進一步地，所述的耗能鋼板的材質(zhì)為抗拉屈服強度為235MPa的低碳鋼。
[0012]更進一步地，所述的耗能鋼板設(shè)有兩塊或兩塊以上，且耗能鋼板并列放置。
[0013]3.有益效果
[0014]采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與已有的公知技術(shù)相比，具有如下顯著效果:
[0015](I)本發(fā)明的一種用于梁柱節(jié)點的夾角處或柱腳處的軟鋼阻尼器，其耗能鋼板的結(jié)構(gòu)形狀設(shè)計為直角三角形，利用直角三角形斜邊預(yù)留鋼板的屈服變形來消耗掉輸入到結(jié)構(gòu)上的地震能量，以達到增強竹(木)框架結(jié)構(gòu)或鋼框架結(jié)構(gòu)房屋梁、柱節(jié)點的耗能能力，保護節(jié)點處梁、柱等主要受力構(gòu)件和節(jié)點免受震害或減輕震害的目的；
[0016](2)本發(fā)明的一種用于梁柱節(jié)點的夾角處或柱腳處的軟鋼阻尼器，其該耗能鋼板的面板上開設(shè)有圓形孔，可以大幅提高耗能鋼板的變形能力，另外，由于軟鋼阻尼器的耗能能力由耗能鋼板的直角三角形斜邊預(yù)留鋼板受拉屈服后耗能性能決定，因此可通過改變圓形孔的大小和位置以及耗能鋼板的厚度來改變阻尼器的耗能能力，具有很大的靈活性；
[0017](3)本發(fā)明的一種用于梁柱節(jié)點的夾角處或柱腳處的軟鋼阻尼器，其耗能鋼板采用抗拉屈服強度為235MPa的低碳鋼，在小震階段(即彈性階段)，低屈服點耗能鋼板可以增大結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度，減小層間位移；在大震階段(即彈塑性階段)，低屈服點耗能鋼板的滯回變形可以消耗地震能量，從而保護節(jié)點處梁、柱等主要受力構(gòu)件和節(jié)點免受震害或減輕震害;
[0018](4)本發(fā)明的一種用于梁柱節(jié)點的夾角處或柱腳處的軟鋼阻尼器，其結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計新穎，將在建筑結(jié)構(gòu)中易被忽視的關(guān)于框架結(jié)構(gòu)的梁柱節(jié)點的夾角處以及柱腳處受震害的細節(jié)性問題解決，具有重大意義，另外，制作簡單，具有一定的經(jīng)濟和使用價值，可廣泛地應(yīng)用于土木工程結(jié)構(gòu)抗震領(lǐng)域；
[0019](5)本發(fā)明的一種用于梁柱節(jié)點的夾角處或柱腳處的軟鋼阻尼器，其可以布置在多層竹(木)框架結(jié)構(gòu)或多高層鋼框架結(jié)構(gòu)的梁柱節(jié)點的任一夾角處或框架柱柱腳處。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的一種用于梁柱節(jié)點的夾角處或柱腳處的軟鋼阻尼器的正立面圖；
[0021]圖2為本發(fā)明的一種用于梁柱節(jié)點的夾角處或柱腳處的軟鋼阻尼器的側(cè)立面圖；
[0022]圖3為本發(fā)明的一種用于梁柱節(jié)點的夾角處或柱腳處的軟鋼阻尼器的俯視圖；
[0023]圖4為本發(fā)明中耗能鋼板的正立面圖。
[0024]示意圖中的標(biāo)號說明:1、耗能鋼板；11、圓形孔；2、豎向連接鋼板；3、水平連接鋼板。
【具體實施方式】
[0025]為進一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作詳細描述。
[0026]實施例1
[0027]結(jié)合圖1、圖2、圖3和圖4，本實施例的一種用于梁柱節(jié)點的夾角處或柱腳處的軟鋼阻尼器，包括耗能鋼板1、豎向連接鋼板2和水平連接鋼板3，耗能鋼板I的結(jié)構(gòu)形狀為直角三角形，利用直角三角形斜邊預(yù)留鋼板的屈服變形來消耗掉輸入到結(jié)構(gòu)上的地震能量，以達到增強竹(木)框架結(jié)構(gòu)或鋼框架結(jié)構(gòu)房屋梁、柱節(jié)點的耗能能力，保護節(jié)點處梁、柱等主要受力構(gòu)件和節(jié)點免受震害或減輕震害的目的，本實施例中耗能鋼板I采用抗拉屈服強度為235MPa的低碳鋼制成，在小震階段(即彈性階段)，低屈服點耗能鋼板可以增大結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度，減小層間位移；在大震階段(即彈塑性階段)，低屈服點耗能鋼板的滯回變形可以消耗地震能量，從而保護節(jié)點處梁、柱等主要受力構(gòu)件和節(jié)點免受震害或減輕震害；該耗能鋼板I的面板上開設(shè)有圓形孔11，可以大幅提高耗能鋼板I的變形能力，另外，由于軟鋼阻尼器的耗能能力由耗能鋼板I的直角三角形斜邊預(yù)留鋼板受拉屈服后耗能性能決定，因此可通過改變圓形孔11的大小和位置以及耗能鋼板I的厚度來改變阻尼器的耗能能力，具有很大的靈活性；耗能鋼板I的一直角邊與豎直方向放置的豎向連接鋼板2相固連，本實施例中耗能鋼板I的一直角邊與豎向連接鋼板2采用焊接連接；耗能鋼板I的另一直角邊與水平方向放置的水平連接鋼板3相固連，本實施例中耗能鋼板I的另一直角邊與水平連接鋼板3采用焊接連接；豎向連接鋼板2與水平連接鋼板3相固連，本實施例中豎向連接鋼板2與水平連接鋼板3采用焊接連接；在框架結(jié)構(gòu)的梁柱節(jié)點的夾角處以及柱腳處布置耗能鋼板I的數(shù)量根據(jù)實際情況而定，一般耗能鋼板I設(shè)有兩塊或兩塊以上，且耗能鋼板I并列放置，本實施例中耗能鋼板I設(shè)有三塊，該三塊耗能鋼板I并列放置。
[0028]使用時豎向連接鋼板2與框架柱采用焊接或螺栓連接，本實施例中采用焊接；水平連接鋼板3與框架梁采用焊接或螺栓連接，本實施例中采用焊接。
[0029]本發(fā)明的一種用于梁柱節(jié)點的夾角處或柱腳處的軟鋼阻尼器，其結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計新穎，將在建筑結(jié)構(gòu)中易被忽視的關(guān)于框架結(jié)構(gòu)的梁柱節(jié)點的夾角處以及柱腳處受震害的細節(jié)性問題解決，具有重大意義，另外，制作簡單，具有一定的經(jīng)濟和使用價值，可廣泛地應(yīng)用于土木工程結(jié)構(gòu)抗震領(lǐng)域。
[0030]以上示意性的對本發(fā)明及其實施方式進行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本發(fā)明的實施方式之一，實際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。所以，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計出與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實施例，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于梁柱節(jié)點的夾角處或柱腳處的軟鋼阻尼器，包括耗能鋼板(I)、豎向連接鋼板(2)和水平連接鋼板(3)，其特征在于:所述的耗能鋼板(I)的結(jié)構(gòu)形狀為直角三角形，且該耗能鋼板(I)的面板上開設(shè)有圓形孔(11);所述的耗能鋼板(I)的一直角邊與豎直方向放置的豎向連接鋼板(2)相固連；所述的耗能鋼板(I)的另一直角邊與水平方向放置的水平連接鋼板(3)相固連；所述的豎向連接鋼板(2)與水平連接鋼板(3)相固連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于梁柱節(jié)點的夾角處或柱腳處的軟鋼阻尼器，其特征在于:所述的耗能鋼板(I)的一直角邊與豎向連接鋼板(2)采用焊接連接；所述的耗能鋼板(I)的另一直角邊與水平連接鋼板(3)采用焊接連接；所述的豎向連接鋼板(2)與水平連接鋼板(3)采用焊接連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于梁柱節(jié)點的夾角處或柱腳處的軟鋼阻尼器，其特征在于:所述的耗能鋼板(I)的材質(zhì)為抗拉屈服強度為235MPa的低碳鋼。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于梁柱節(jié)點的夾角處或柱腳處的軟鋼阻尼器，其特征在于:所述的耗能鋼板(I)設(shè)有兩塊或兩塊以上，且耗能鋼板(I)并列放置。
【文檔編號】E04B1/98GK103498515SQ201310479881
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月14日
【發(fā)明者】周軍文, 李文虎, 黃東升, 趙風(fēng)華, 齊永勝, 魯良輝 申請人:常州工學(xué)院