双拼工字型耗能装置及其支撑结构制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种双拼工字型耗能装置，包括两背向间隔设置的耗能板、斜向设置在每一耗能板内的加劲板以及用于固定连接两耗能板的弧形封板，所述耗能板是由上、下翼板和腹板一体成型的U型板，该腹板上开设有若干个斜向椭圆孔，该腹板的两侧端面开设形成与弧形封板弧度一致的弧形端面；该弧形端面与弧形封板的弧面固定于一起，上、下翼板分别与弧形封板的上下端面固定于一起。本发明专利技术的耗能装置中的耗能板的上、下翼板和腹板为一体成型结构，避免了腹板与翼板焊接连接部位的端部角点处出现焊缝撕裂破坏现象，从而导致耗能装置提前失去与建筑结构协同作用耗散地震能量的能力，确保地震作用中耗能装置能够充分起到耗散能量的作用。

Double assembled I-shaped energy dissipation device and its supporting structure

The invention discloses a double-pin I-shaped energy dissipation device, which comprises two energy dissipation plates arranged at back intervals, a stiffening plate obliquely arranged in each energy dissipation plate and an arc-shaped sealing plate for fixing and connecting the two energy dissipation plates. The energy dissipation plate is a U-shaped plate formed by the integration of the upper and lower wing plates and the web, and a plurality of oblique U-shaped plates are arranged on the web. To the elliptical hole, the two ends of the web are provided with an arc-shaped end surface which is consistent with the arc of the arc-shaped sealing plate; the arc-shaped end surface is fixed together with the arc surface of the arc-shaped sealing plate, and the upper and lower flange plates are respectively fixed together with the upper and lower ends of the arc-shaped sealing plate. The upper and lower flanges and web of the energy dissipation plate in the energy dissipation device of the invention are formed as a whole, thereby avoiding the phenomenon of weld tearing at the end corner of the welding joint between the web and the flange plate, resulting in the energy dissipation device losing the capability of dissipating earthquake energy in advance by cooperating with the building structure and ensuring the earthquake action. Energy dissipation devices can fully dissipate energy.

【技术实现步骤摘要】
双拼工字型耗能装置及其支撑结构
本专利技术涉及建筑工程中的抗震耗能装置，尤其涉及一种双拼工字型耗能装置及其支撑结构。
技术介绍
我国处在世界两大地震带之间，属于多地震的国家之一。地震具有突发性强，破坏性大的特点，当前建筑工程中对地震灾害的预防主要有三种方式，即抗震、隔震以及减震。抗震是通过增大建筑结构的材料用量，使结构自身具备足够的能力抵御地震的作用，目前我国主要采用抗震的方法是进行建筑结构抗震设计。隔震是通过在建筑物基础顶部与上部结构之间设置隔震层，使隔震层吸收地震能量，减少传递到上部结构的地震作用。减震是建筑物内部适当的位置设置耗能装置，让耗能装置吸收地震能量，增大结构的阻尼比，在总地震能量不变的情况下，减少结构所受损伤，当前日本等发达国家多采用减震隔震相结合的方法进行建筑结构的防震设计。结合我国当前倡导的装配式建筑，预制装配框架结构施工高效，广泛的用于公用建筑、民用建筑等。地震中，框架结构在梁柱节点区破坏明显，并且考虑到梁柱均为结构受力构件，一旦失去承载能力，极有可能造成不可挽回的后果。通过设置耗能装置的方式，耗能装置能协助预制结构耗散能量，减少结构所受地震影响，保证构件的承载能力，且相较于结构受力构件，耗能装置因其不承担竖向载荷，损坏后易于更换。近几年，减震技术逐渐在我国得到使用，但耗能装置多为国外进口产品，产品造价较高，耗能装置的相关配件也十分昂贵，这也很大程度上有限制了其在国内的广泛推广，仅仅在少部分重要工程中有所应用。针对此类情况，国内不少学者针对耗能装置开展了相关的研究，考虑到低屈服点钢材具有较好的变形能力，因此低屈服点钢板成为了制作耗能装置的主要材料，但是低屈服点钢板造价也并不便宜，且加工时主要采用焊接加工，钢板间拼接焊缝对耗能器的性能影响大。因此，亟待解决上述问题。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的第一目的是提供一种可有效避免焊接应力集中、造价低兼具良好减震效果的双拼工字型耗能装置。本专利技术的第二目的是提供一种基于双拼工字型耗能装置的人字支撑结构。本专利技术的第三目的是提供另一种基于双拼工字型耗能装置的人字支撑结构。本专利技术的第四目的是提供一种基于双拼工字型耗能装置的X型支撑结构。技术方案：为实现以上目的，本专利技术公开了一种双拼工字型耗能装置，包括两背向相隔一定间隙设置的耗能板、斜向设置在每一耗能板内的加劲板以及用于固定连接两耗能板的弧形封板，所述耗能板是由上、下翼板和腹板一体成型的U型板，该腹板上开设有若干个斜向椭圆孔，该腹板的两侧端面开设形成与弧形封板弧度一致的弧形端面；该弧形端面与弧形封板的弧面固定于一起，上、下翼板分别与弧形封板的上下端面固定于一起。本专利技术的耗能装置采用弧形封板连接固定两耗能板既可以不影响地震荷载的水平力作用下耗能装置上下翼板的层间位移变形，又能加强双腹板两侧端面处的平面外稳定性。其中，所述加劲板分别与上下翼板固定连接，且与腹板(103)表面相垂直，加劲板的侧边与腹板的间隔为1～3mm；该加劲板的倾斜度与斜向椭圆孔的长轴方向一致。本专利技术腹板处加劲板对腹板平面外屈曲起到约束作用，实现屈曲模态由低阶向高阶转变，确保耗能装置能够在不同级别地震作用下均能起到减震作用，达到控制结构损伤，保护结构的目的。本专利技术加劲板侧边与腹板间隔设置的目的为当耗能装置承受地震荷载转来的水平力时，上下翼板会产生层间位移变形，随之腹板会出现平外鼓曲，此时与腹板间隔设置加劲板可以调整平面外鼓曲量，达到调整耗能装置能力的作用；其中加劲板的倾斜度与椭圆孔的长轴方向一致可保证在水平地震力“一拉一压”的反复作用下不影响耗能装置的变形耗能。优选的，所述两耗能板的腹板之间的间隙为1～3mm。本专利技术中两腹板间隔设置的目的也是通过调整腹板平面外的鼓曲量达到调整耗能器的耗能能力。再者，所述两耗能板的斜向椭圆孔相互反对称设置。本专利技术中椭圆孔反对称设置的目的是与地震荷载的水平力作用是“一拉一压”的反复作用下不影响耗能装置的变形耗能，椭圆孔倾斜设置有利于加快椭圆孔间保留腹板部分顺利进入设计预定的屈服状态，到达耗能目的。进一步，所述斜向椭圆孔的长轴中心线与下翼板的夹角为70°～85°。优选的，所述耗能板的上、下翼板的内外表面平行度误差小于0.5mm。再者，所述耗能板由热轧Q235H型钢沿腹板一侧边切割去除多余翼板而成。本专利技术第一种基于双拼工字型耗能装置的人字支撑结构，包括双拼工字型耗能装置、与上翼板固定连接的钢梁组件和与下翼板固定连接的人字钢撑连接板，所述钢梁组件包括工字型钢梁和位于工字型钢梁腹板两侧的加固槽形钢。本专利技术第二种基于双拼工字型耗能装置的人字支撑结构，包括双拼工字型耗能装置、与上翼板固定连接的混凝土梁组件和与下翼板固定连接的人字钢撑连接板，所述混凝土梁组件包括混凝土梁、通过预埋件栓钉与混凝土梁相连接的预埋件，该预埋件与上翼板固定连接。本专利技术一种基于双拼工字型耗能装置的X型支撑结构，其特征在于：包括双拼工字型耗能装置，以及分别与上、下翼板相连接的构成X形的支撑组件，该支撑组件包括与上/下翼板连接的X型支撑连接板、与该X型支撑连接板固定连接的X型支撑型钢。有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有以下显著优点：(1)本专利技术的耗能装置中的耗能板的上、下翼板和腹板为一体成型结构，避免了腹板与翼板焊接连接部位的端部角点处出现焊缝撕裂破坏现象，从而导致耗能装置提前失去与建筑结构协同作用耗散地震能量的能力，确保地震作用中耗能装置能够充分起到耗散能量的作用；(2)本专利技术的耗能装置采用弧形封板连接固定两耗能板既可以不影响地震荷载的水平力作用下耗能装置上下翼板的层间位移变形，又能加强双腹板两侧端面处的平面外稳定性；(3)本专利技术腹板处加劲板对腹板平面外屈曲起到约束作用，实现屈曲模态由低阶向高阶转变，确保耗能装置能够在不同级别地震作用下均能起到减震作用，达到控制结构损伤，保护结构的目的；(4)本专利技术加劲板侧边与腹板间隔设置的目的为当耗能装置承受地震荷载转来的水平力时，上下翼板会产生层间位移变形，随之腹板会出现平外鼓曲，此时与腹板间隔设置加劲板可以调整平面外鼓曲量，达到调整耗能装置能力的作用；其中加劲板的倾斜度与椭圆孔的长轴方向一致可保证在水平地震力“一拉一压”的反复作用下不影响耗能装置的变形耗能；(5)本专利技术中两腹板间隔设置的目的也是通过调整腹板平面外的鼓曲量达到调整耗能器的耗能能力；(6)本专利技术中耗能板是由热轧Q235H型钢切割而成，相较于公知的软钢耗能装置，能够显著降低耗能装置制作成本，同时通过腹板上合理设计开设斜向椭圆孔，能够在产生较小水平位移时，耗能板即可进入塑性阶段产生塑性变形，实现在不同级别地震作用下耗能装置均能起到理想的减震效果；(7)本专利技术中椭圆孔反对称设置的目的是与地震荷载的水平力作用是“一拉一压”的反复作用下不影响耗能装置的变形耗能，椭圆孔倾斜设置有利于加快椭圆孔间保留腹板部分顺利进入设计预定的屈服状态，到达耗能目的；(8)本专利技术的耗能装置结构排布简单合理，便于运输和存储，安装方便快捷，且考虑到耗能器附属于结构，在正常使用状态下仅起增大建筑结构整体刚度的作用，不作为受力构件在结构中起承载作用，易于在震后进行拆卸及更换。附图说明图1为本专利技术中耗能板的结构示意图；图2为本专利技术中双拼工字型耗能装置的结构示意图；图3为本专利技术中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双拼工字型耗能装置，其特征在于：包括两背向间隔设置的耗能板(1)、斜向设置在每一耗能板(1)内的加劲板(2)以及用于固定连接两耗能板(1)的弧形封板(3)，所述耗能板(1)是由上、下翼板(101,102)和腹板(103)一体成型的U型板，该腹板(103)上开设有若干个斜向椭圆孔(104)，该腹板(103)的两侧端面开设形成与弧形封板(3)弧度一致的弧形端面(105)；该弧形端面(105)与弧形封板(3)的弧面固定于一起，上、下翼板(101,102)分别与弧形封板(3)的上下端面固定于一起。

【技术特征摘要】
1.一种双拼工字型耗能装置，其特征在于：包括两背向间隔设置的耗能板(1)、斜向设置在每一耗能板(1)内的加劲板(2)以及用于固定连接两耗能板(1)的弧形封板(3)，所述耗能板(1)是由上、下翼板(101,102)和腹板(103)一体成型的U型板，该腹板(103)上开设有若干个斜向椭圆孔(104)，该腹板(103)的两侧端面开设形成与弧形封板(3)弧度一致的弧形端面(105)；该弧形端面(105)与弧形封板(3)的弧面固定于一起，上、下翼板(101,102)分别与弧形封板(3)的上下端面固定于一起。2.根据权利要求1所述的双拼工字型耗能装置，其特征在于：所述加劲板(2)分别与上下翼板(101,102)固定连接，且与腹板(103)表面相垂直；该加劲板(2)的侧边与腹板(103)的间隔为1～3mm；该加劲板(2)的倾斜度与斜向椭圆孔(104)的长轴方向一致。3.根据权利要求1所述的双拼工字型耗能装置，其特征在于：所述两耗能板(1)的腹板(103)之间的间隙为1～3mm。4.根据权利要求1所述的双拼工字型耗能装置，其特征在于：所述两耗能板(1)的斜向椭圆孔(104)相互反对称设置。5.根据权利要求1所述的双拼工字型耗能装置，其特征在于：所述斜向椭圆孔(104)的长轴中心线与下翼板(102)的夹角为70°～85°。6.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭正兴，林煜，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32