用于连肢剪力墙连梁耗能的阻尼器制造技术

本实用新型专利技术公开一种阻尼器，特别是一种用于连肢剪力墙连梁耗能的阻尼器。阻尼器包括相互连接的塑性屈服耗能的工作区和保持近似刚性的嵌固区，工作区上开有两列或两列以上端部做非尖角处理的长条形孔洞。用于连肢剪力墙连梁耗能的阻尼器的使用方法包括：将一个或一个以上的阻尼器替换钢筋混凝土连梁或附着在钢筋混凝土连梁上安装于连肢剪力墙的连梁位置。各阻尼器工作区设有防出平面失稳螺栓限制每片阻尼器的出平面失稳；各阻尼器嵌固区用高强螺栓预拉或利用附加盖板焊接将各阻尼器联系为一个整体。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术公开一种软钢阻尼器，特别是一种增强连肢剪力墙连梁耗能的 软钢阻尼器。
技术介绍
连肢剪力墙结构是高层建筑结构普遍采用的结构形式，其在地震作用下的 工作状态和破坏形态与连梁相对剪力墙墙肢的刚度、承载力等密切相关。结构 延性设计要求遵循"强肢弱梁"，"强剪弱弯"等原则，但在保证连梁的刚度与 延性能力方面常常存在矛盾。因此如何满足(1)在正常使用和多遇地震下连梁与连肢剪力墙墙肢共同工作，为连肢剪力墙结构提供足够抗侧刚度；(2)在设 防烈度和罕遇地震下连梁先于墙肢屈服发挥连梁延性耗能作用，对连肢剪力墙 结构起到保护作用，这是连肢剪力墙结构抗震设计的关键。目前剪力墙结构抗 震设计，连梁的刚度和延性之间的协调以及配筋是个难点，如果截面做得小， 为承受较大的地震剪力需要配大量钢筋造成超筋和增加施工难度；如果截面做 得大，连梁刚度增大，分配的地震剪力又会迅速增长，仍然存在配筋超筋的难 题，达不到连梁延性设计的目标。为解决上述难题，国内外学者做了不少研究 工作，提出了多种解决方案。比如，20世纪70年代前期，新西兰T. Paulay等 学者就提出了沿连梁两对角线方向增设布置柱式钢筋骨架的小跨高比抗震连梁 配筋方案，如附图26所示。也有学者提出沿梁高架设纵筋(两端锚固在剪力墙内) 方案，简单加设沿连梁对角线方向交叉斜筋(各向斜筋不加箍筋，即不形成暗柱) 方案，以及简单加设由四组折线形钢筋组成的交叉菱形筋的方案等，如附图27 所示。但是，已完成的试验结果表明，这些方案耗能能力一般，未实现较好的抗震性能，并且又增加了配筋难度。近年来，结构振动控制、耗能减震(振)技术被广泛应用于土木工程领域， 为土木工程抗震和抗风的安全性和经济性提供了一条有效途径。作为耗能减震装置之一的金属阻尼器也较早地得到应用，如1972年Kdly等人提出金属阻尼 器构造并投入工程应用。金属阻尼器利用金属进入塑性后良好的滞回特性，在 塑性滞回变形过程中吸收大量的振动能量，达到提高结构阻尼的作用。金属阻 尼器已大量用于对新建建筑和既有建筑抗震升级和改造加固。平面内屈服钢板 阻尼器作为金属阻尼器的一种，已有较多研究，其主要依靠钢板平面内变形造 成设定区域内钢板进入塑性屈服耗能来提供阻尼。该类阻尼器初始刚度较大、 承载能力和耗能能力较好，主要有蜂窝状阻尼器，槽形钢板阻尼器，圆洞阻尼 器，双X形阻尼器等类型，各详见附图20、附图21、附图22、附图23。上述 四种阻尼器主要用于钢结构中，布设在钢框架支撑连接点或内外框架连接处。 该方法安装方便， 一般通过螺栓连接或者焊接即可实现安装。附图20、附图21 所示阻尼器连接采用直接在钢板上打孔做螺栓连接的方式，附图22、附图23所 示阻尼器加入了角钢和水平连接板与结构构件连接。但是附图21、附图22所示阻尼器均为矩形轮廓钢板的短边受剪，如果将其 轮廓改变，使之受剪边变长，其抗侧刚度和耗能能力都会有很大降低，X型钢 板中心处发展塑性区域狭小，塑性区域不能充分发展，在较大外力和塑性开展 过程中会较早发生破坏。另外，由于连接栓孔直接布设在钢板之上，在受力过 程中会使软钢变形，影响耗能效果。附图22、附图23所示阻尼器如果做成受剪 边很长的情况，制作和设计都会稍显复杂，如果阻尼器两端出现平面内弯矩， 其容易出现局部失稳而影响耗能效果。附图20、附图21、附图22和附图23所述阻尼器都没有考虑适合连梁构造的阻尼器形状，并且没有考虑与钢筋混凝土连梁的特殊连接。
技术实现思路
针对上述提到的现有技术中钢筋混凝土连梁配筋难、耗能效果差、震后不 易修复，现有的阻尼器均为短边受剪，如使受剪边变长，其抗侧刚度和耗能能 力都会有很大降低，容易出现局部失稳而影响耗能效果等缺点，本新型设计的 阻尼器工作区与嵌固区分离，工作区长宽比与现有阻尼器相比较大，工作区上 沿长边方向开有两列或两列以上的长条形孔洞，孔洞端部做非尖角处理，在连 肢剪力墙中，用以替换钢筋混凝土连梁或附着在钢筋混凝土连梁上安装于连肢 剪力墙的连梁位置，以解决上述提到的现有技术存在的问题。该新型能够保证 正常使用和常遇地震时阻尼器提供墙肢连接刚度，设防烈度和罕遇地震时通过 阻尼器平面内塑性屈服耗能集中耗散结构的振动能量，能够提高结构阻尼比和 增强抗倒塌性，解决剪力墙连梁超筋和配筋难问题，改进连梁的抗震性能和损 伤后的可修复性能。本技术解决其技术问题采用的技术方案是 一种用于连肢剪力墙连梁 耗能的阻尼器，包括相互连接的塑性屈服耗能的工作区和保持近似刚性的嵌固 区，工作区沿着长边方向开有两列或两列以上长条形孔洞，孔洞长方向平行于 工作区长边。本技术解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括所述的工作区由Q235B或低屈服点热轧钢板制成；所述的孔洞边角做非尖角处理；所述的嵌固区厚度大于等于工作区厚度；所述的嵌固区上设有增强刚性的方法，比如加腋、加劲或者增加嵌固区板厚的方法；所述的嵌固区上设有易于与结构连接的构造措施，比如设置螺栓孔；所述的孔洞开设面积适宜小于或等于工作区总面积的20%,所述的孔洞长 宽比值最佳范围为5至15;所述的阻尼器采用一个以上时，各阻尼器工作区设有限制每片阻尼器的出 平面失稳防出平面失稳螺栓，各阻尼器嵌固区可以用高强摩擦螺栓预拉或利用 附加盖板焊接将各阻尼器联系为 一个整体；所述的阻尼器使用方法为阻尼器在嵌固区做好连接构造，在现场直接与 结构预埋件焊接或者螺栓连接。本技术的有益效果是采用按照本技术的阻尼器及构造，能够替 换连肢剪力墙结构钢筋混凝土连梁或者附着于连肢剪力墙结构连梁上，降低结 构设计难度和施工中连梁的配筋难度，使结构在多遇地震下结构动力特性不变， 设防烈度和罕遇地震作用下结构耗能能力和抗倒塌性增强。本技术的阻尼器通过开设双(多)列孔的方式来指定塑性发展区域， 构造简单，塑性发展区域均匀、广泛，耗能效果好。对于阻尼器两端剪切或受 弯工况均有良好的耗能效果。本技术的阻尼器将耗能工作区与连接嵌固区分别构造，避免了工作区 屈服耗能与结构刚性连接之间的冲突。本技术提出了具体形式的耗能阻尼器和若干嵌固区与剪力墙结构连接 的构造，可以应用于连肢剪力墙结构抗震设计中。阻尼装置耗能效果好，剪力 墙结构的抗震性能改善明显，构造简单，不影响建筑效果，方便施工，便于维修和更换，符合工程实际需要，满足工程行业技术标准，能够解决工程问题。 下面将结合附图和具体实施方式对本技术做进一步说明。附图说明图1为本技术整体结构示意图。图2为图1的A-A剖面结构示意图。 图3为图1的B-B剖面结构示意图。图4为本技术使用多片时用高强螺栓固定结构示意图。 图5为图4的俯视结构示意图。图6为本技术使用多片时利用塞焊将阻尼器各片与垫板固定连接结构 示意图。图7为图6的俯视结构示意图。图8为本技术单片阻尼器与钢筋混凝土剪力墙的连接结构示意图。图9为图8的侧视结构示意图。图10为图8的C-C剖面结构示意图。图11为本技术多片阻尼器与钢筋混凝土剪力墙的连接实施例一结构示 意图。图12为图11中连接板示意图及栓孔布置示意周。 图13为图11的D-D剖面结构示意图。图14为本技术多片阻尼器与钢筋混凝土剪力墙的连接实施例二结构示 意图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于连肢剪力墙连梁耗能的阻尼器，其特征是：所述的阻尼器包括相互连接的塑性屈服耗能的工作区和保持近似刚性的嵌固区，工作区沿着长边方向开有两列或两列以上长条形孔洞，孔洞长方向平行于工作区长边。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：滕军，马伯涛，
申请(专利权)人：滕军，
类型：实用新型
国别省市：94[中国|深圳]