一种带有多级复合阻尼器的扩大十字型钢SRC柱制造技术

本发明专利技术公开了一种带有多级复合阻尼器的扩大十字型钢SRC柱，包括扩大十字型钢SRC柱，还包括凹型基座，扩大十字型钢SRC柱的底面中部固定连接基座内底面中心，扩大十字型钢SRC柱的底面两侧通过两个橡胶滑垫与基座内底面连接；两个橡胶滑垫对应的柱脚两侧的柱脚侧壁与基座两侧的内壁之间分别连接有一组多级复合阻尼器，两组多级复合阻尼器按照扩大十字型钢SRC柱的上下底面中心连线对称设置。本发明专利技术提供的SRC柱通过将柱底面外侧与基座用橡胶滑垫隔开，形成半摇摆柱，将地震动作用与柱隔离开来，减小输入柱内的地震动加速度，减轻柱的破坏，在柱脚设置具有两级耗能装置的阻尼器，可实现更高的减震效率。

【技术实现步骤摘要】
一种带有多级复合阻尼器的扩大十字型钢SRC柱
本专利技术属于土木结构振动控制领域，涉及一种扩大十字型钢SRC柱，具体涉及一种带有多级复合阻尼器的扩大十字型钢SRC柱。
技术介绍
目前高层、超高层建筑越来越多，对于结构的抗震要求也随之提高，在结构抗震技术方面，普通钢筋混凝土柱承载力小、刚度小、抗震性能较差，震后柱脚易破坏，从改善结构自身抗震性能着手，型钢混凝土(简称SRC)结构充分发挥了钢与混凝土两种材料的优良特性，其在地震作用下具有较高的承载力、刚度及良好的延性和耗能能力，目前已成为高层及超高层建筑优先选用的结构形式。目前，实际工程中的SRC柱主要为工字型或核心型钢截面，这种传统配钢形式不能对核心混凝土提供有效约束，抗震性能较普通钢筋混凝土柱提高不多，且其轴压比限值较低，使用范围有限，并且柱脚部混凝土会被压溃，纵筋外鼓，型钢翼缘由于得不到混凝土的保护而发生严重屈曲，柱脚作为结构当中一个承上启下的部位，对整个结构抗震起很重要的作用，消能减震的提出是有必要的。因此，既要考虑使设计的建筑在未来可能发生的地震作用下具有预期的抗震性能和安全度，从而将建筑的震害损失控制在预期的范围内，又要考虑设计出地震中不发生破坏或是破坏后可以迅速修复的结构，使整个建筑物具有恢复功能，这是可持续发展工程抗震的重要研究方向之一。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于，提供一种带有多级复合阻尼器的扩大十字型钢SRC柱，克服现有钢筋混凝土柱抗震性能较差，震后柱脚易破坏的缺陷。为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案予以实现：一种带有多级复合阻尼器的扩大十字型钢SRC柱，包括扩大十字型钢SRC柱，还包括凹型基座，所述的扩大十字型钢SRC柱的底面中部固定连接基座内底面中心，扩大十字型钢SRC柱的底面两侧通过两个橡胶滑垫与基座内底面连接；所述的两个橡胶滑垫对应的扩大十字型钢SRC柱的柱脚两侧的柱脚侧壁与基座两侧的内壁之间分别连接有一组多级复合阻尼器，两组多级复合阻尼器以扩大十字型钢SRC柱的上下底面中心连线为对称轴对称设置。本专利技术还具有如下区别技术特征：所述的柱脚侧壁通过柱脚连接板与多级复合阻尼器的一端连接；所述的柱脚连接板为正方形，柱脚连接板的四角通过螺栓固定在柱脚侧壁上，柱脚连接板的四角和中心位置分别连接一个多级复合阻尼器的一端；所述的螺栓与柱脚侧壁之间固定有正方形连接板垫片，所述的螺栓为四个，分别固定于连接板垫片的的四角，连接板垫片中心开设球形槽。所述的基座内壁通过基座连接板与多级复合阻尼器的一端连接；所述的基座连接板为正方形，基座连接板的四角通过螺栓固定在基座内壁上，基座连接板的四角和中心位置分别连接柱脚连接板上的五个多级复合阻尼器的另一端；所述的螺栓与基座内壁之间固定有正方形连接板垫片，所述的螺栓为四个，分别固定于连接板垫片的四角，连接板垫片中心开设球形槽。所述的柱脚连接板的中心与基座连接板的中心处于同一高度，并且中心位置上的多级复合阻尼器的两端连线垂直于柱脚连接板以及基座连接板。所述的多级复合阻尼器包括圆柱形外腔体，圆柱形外腔体的上下底面的中心各安装有一个拉杆，拉杆的一端固定连接一个球形的万向球头，所述的万向球体安装在所述的球形槽内，拉杆的另一端为螺纹端，螺纹端设有螺纹并且伸入外腔体内部，外腔体内壁设有两个滑槽，所述的滑槽沿外腔体上下底面中心连线的方向布设，滑槽的长度等于圆柱形外腔体的内高；所述的外腔体的上下底面内壁粘结有缓冲层。优选的，所述的缓冲层采用橡胶材料制成，缓冲层的厚度为20mm。所述的外腔体内部嵌套有两个相同的圆柱形内腔体，内腔体外壁设有两个滑条，所述的两个滑条分别分别与外腔体内壁上的两个滑槽可滑动连接，内腔体内壁粘结有缓冲层；所述的两个内腔体之间的内腔体内底面上固定连接有多级弹簧。所述的拉杆的螺纹端通过螺帽固定在内腔体外底面中心内，所述的内腔体外底面为内腔体靠近外腔体底面的内腔体底面，螺帽和内腔体外底面内壁上的缓冲层之间固定有垫片。所述的内腔体内部装有颗粒群，所述的颗粒群是由若干大小不同的球形颗粒组成，球形颗粒的直径范围为1～30mm。所述的多级复合阻尼器及其构件均可拆卸。所述的扩大十字型钢SRC柱包括混凝土柱，在混凝土柱中设置正方形的螺旋箍筋，还包括纵筋，纵筋沿螺旋箍筋框架的纵深方向分别布设于螺旋箍筋的四角，在螺旋箍筋与纵筋构成的框架内设置呈十字分布的十字型钢，在十字型钢的四个末端分别垂直设置有型钢翼缘，型钢翼缘的外侧与螺旋箍筋的内侧面相贴。本专利技术与现有技术相比，具有如下技术效果：(Ⅰ)本专利技术提供的带有多级复合阻尼器的扩大十字型钢SRC柱，采用改进的扩大十字型钢截面，增大了受约束混凝土的面积，进一步改善了柱的承载能力和变形性能，通过将柱底面外侧与基座用橡胶滑垫隔开，形成半摇摆柱，将地震动作用与柱隔离开来，减小输入柱内的地震动加速度，减轻柱的破坏，在柱脚设置具有两级耗能装置的阻尼器，可实现更高的减震效率，可以根据不同结构，通过调整弹簧及颗粒群数量、级配等，设置阻尼器初始刚度及阻尼系数，不同位置、不同角度的安置多级复合阻尼器，可使其更好地适用于不同的结构，多级复合阻尼器通过螺栓与柱及基座连接，破坏后可实现快速更换。(Ⅱ)本专利技术提供的带有多级复合阻尼器的扩大十字型钢SRC柱，利用型钢、钢筋与混凝土协同工作的原理，大大提高了柱的承载力、刚度和抗震性能，在较高的竖向荷载下，即使纵筋外鼓屈服及型钢翼缘局部屈曲，柱的竖向承载力仍较为稳定，其在进入弹塑性阶段后具有继续承受荷载和抗倒塌的能力，改进的配钢形式增大了受约束混凝土的面积，可以明显改善柱的承载能力和变形性能。(Ⅲ)在扩大十字型钢SRC柱底面两侧通过橡胶滑垫与基座相连，半摇摆扩大十字型钢SRC柱底面中部仍与基座相连，局部放松柱脚与基座间约束，使柱底两侧与基础接触面处仅有受压能力而无受拉能力，在水平倾覆力矩作用下，允许上部结构在基础交界面处发生一定的抬升，则柱在地震作用下两侧发生摇摆，通过自重复位，形成半摇摆柱。一方面，柱的摇摆可降低地震作用和柱本身的延性设计需求，减小地震破坏，节约造价，另一方面，减小了基础在倾覆力矩作用下的抗拉设计需求，节约了基础造价。(Ⅳ)扩大十字型钢SRC柱脚部安装多级复合阻尼器，对扩大十字型钢SRC柱的承载能力削弱较小，耗能能力远远大于原被替换的柱脚的耗能能力，可集中消耗外部输入的地震能量，保护柱脚不坏。由于每一多级复合阻尼器所承受的轴向力无论是正向还是反向，其内多级弹簧均能产生弹性变形，内腔体内颗粒群也可通过摩擦碰撞而耗能，其两端的万向球头可自由转动，因此多级复合阻尼器可隔离地震波的水平方向分量、竖向分量和扭转分量，达到更好的减震效果。通过改变预压拉杆的长度来控制内部弹簧的初始状态即可改变每一多级复合阻尼器的初始刚度，因此可以根据不同结构需要来计算每一阻尼器的初始刚度，进而保证所述的多级复合阻尼器适合不同的结构。附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图。图2为本专利技术的扩大十字型钢SRC柱的底面示意图。图3为本专利技术的扩大十字型钢SRC柱结构示意图。图4为本专利技术的多级复合阻尼器与连接板的连接示意图。图5为本专利技术的多级复合阻尼器与连接板的连接示意图。图6为本专利技术的万向球头与连接板的连接剖面图。图7为本专利技术的多级复合阻尼器的剖面图。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带有多级复合阻尼器的扩大十字型钢SRC柱，其特征在于，包括扩大十字型钢SRC柱(1)，还包括凹型基座(2)，所述的扩大十字型钢SRC柱(1)的底面中部固定连接基座(2)内底面中心，扩大十字型钢SRC柱(1)的底面两侧通过两个橡胶滑垫(3)与基座(2)内底面连接；所述的两个橡胶滑垫(3)对应的扩大十字型钢SRC柱(1)的柱脚(1‑1)两侧的柱脚侧壁(1‑2)与基座(2)两侧的内壁之间分别连接有一组多级复合阻尼器(4)，两组多级复合阻尼器(4)以扩大十字型钢SRC柱(1)的上下底面中心连线为对称轴对称设置。

【技术特征摘要】
1.一种带有多级复合阻尼器的扩大十字型钢SRC柱，其特征在于，包括扩大十字型钢SRC柱(1)，还包括凹型基座(2)，所述的扩大十字型钢SRC柱(1)的底面中部固定连接基座(2)内底面中心，扩大十字型钢SRC柱(1)的底面两侧通过两个橡胶滑垫(3)与基座(2)内底面连接；所述的两个橡胶滑垫(3)对应的扩大十字型钢SRC柱(1)的柱脚(1-1)两侧的柱脚侧壁(1-2)与基座(2)两侧的内壁之间分别连接有一组多级复合阻尼器(4)，两组多级复合阻尼器(4)以扩大十字型钢SRC柱(1)的上下底面中心连线为对称轴对称设置。2.如权利要求1所述的带有多级复合阻尼器的扩大十字型钢SRC柱，其特征在于，所述的柱脚侧壁(1-2)通过柱脚连接板(5)与多级复合阻尼器(4)的一端连接；所述的柱脚连接板(5)为正方形，柱脚连接板(5)的四角通过螺栓(6)固定在柱脚(1-1)侧壁上，柱脚连接板(5)的四角和中心位置分别连接一个多级复合阻尼器(4)的一端；所述的螺栓(6)与柱脚侧壁(1-2)之间固定有正方形连接板垫片(7)，所述的螺栓(6)为四个，分别固定于连接板垫片(7)的四角，连接板垫片(7)中心开设球形槽(8)。3.如权利要求2所述的带有多级复合阻尼器的扩大十字型钢SRC柱，其特征在于，所述的基座(2)内壁通过基座连接板(9)与多级复合阻尼器(4)的一端连接；所述的基座连接板(9)为正方形，基座连接板(9)的四角通过螺栓(6)固定在基座(2)内壁上，基座连接板(9)的四角和中心位置分别连接柱脚连接板(5)上的五个多级复合阻尼器(4)的另一端；所述的螺栓(6)与基座(2)内壁之间固定有正方形连接板垫片(7)，所述的螺栓(6)为四个，分别固定于连接板垫片(7)的的四角，连接板垫片(7)中心开设球形槽(8)。4.如权利要求3所述的带有多级复合阻尼器的扩大十字型钢SRC柱，其特征在于，所述的柱脚连接板(5)的中心与基座连接板(9)的中心处于同一高度，并且中心位置上的多级复合阻尼器(4)的两端连线垂直于柱脚连接板(5)以及基座连接板(9)。5.如权利要求2所述的带有多级复合阻尼器的扩大十字型钢SRC柱，其特征在于，所述的多级复合阻尼器(4)包括圆柱形外腔体(4-1)，圆柱形外腔体(4-1)的上下底面的中心各安装有一个拉杆(...

【专利技术属性】
技术研发人员：王威，任英子，苏三庆，徐金兰，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61