一种分阶段屈服自复位连梁柱及其应用、分阶段耗能方法技术

本发明专利技术提供了一种分阶段屈服自复位连梁柱及其应用、分阶段耗能方法。所述连梁柱可包括：依次连接的第一柱体、剪力墙模块、协同模块、耗能自复位模块和第二柱体；其中，第一柱体和第二柱体并排设置；剪力墙模块包括至少一块与第一柱体固定连接的剪力墙；协同模块与所述至少一块剪力墙之间弹性连接；耗能自复位模块包括至少一个耗能自复位单元，耗能自复位单元包括第一横梁、第二横梁和耗能自复位组件。所述方法采用如上所述的连梁柱来抗震耗能。所述应用包括在风致振动控制中的应用。本发明专利技术的连梁可适当控制整体结构的强度和刚度，降低结构加速度响应；本发明专利技术利用多阶段屈服特性及自复位构件，可减小震后残余变形，减轻震后的修复工作及成本。工作及成本。工作及成本。

【技术实现步骤摘要】
一种分阶段屈服自复位连梁柱及其应用、分阶段耗能方法


[0001]本专利技术涉及结构工程领域，特别地，涉及一种分阶段屈服自复位连梁柱及分阶段耗能方法。

技术介绍

[0002]地震灾害已经给社会及人群带来了众多负面影响，结构工程师拟寻求一种高效的抗震结构体系以减小地震过程中结构可能发生的变形、减小震后残余变形。
[0003]目前，可通过合理设计安装连梁、支撑等构造可将耗能损伤集中于这些构件，从而避免主结构的损伤，但震后结构将留存显著的残余变形，构件难以更换，对结构不得不采取推倒重建，导致了较大的资源浪费并严重影响人们的正常生活。而引入高性能材料及设置新型构造可突破以上技术瓶颈。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的不足，本专利技术拟提出一种分阶段屈服自复位连梁柱及分阶段耗能方法，通过设置不同屈服强度的构件、止动构造等以实现连梁多阶段屈服的特性，连梁中设置具有自复位能力的构造，能够减小结构的残余变形以改善现有结构残余变形显著、结构重建资源浪费的问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术一方面提供了一种分阶段屈服自复位连梁柱。
[0006]所述连梁柱包括：依次连接的第一柱体、剪力墙模块、协同模块、耗能自复位模块和第二柱体；其中，第一柱体和第二柱体并排设置；剪力墙模块包括至少一块与第一柱体固定连接的剪力墙，在剪力墙数量为多个的情况下，多个剪力墙自上而下依次设置；协同模块与所述至少一块剪力墙弹性连接；耗能自复位模块可包括至少一个耗能自复位单元，在耗能自复位单元的数量为多个的情况下，多个耗能自复位单元自上而下依次设置，耗能自复位单元包括至少一个第一横梁、至少一个第二横梁和至少一个耗能自复位组件；其中，第一横梁将第二柱体与协同模块之间的相对变形限制在预定的范围之内；第二横梁的两端分别与协同模块和第二柱体铰接；耗能自复位组件的两端分别与第二柱体和协同模块铰接，并具有自复位能力。
[0007]进一步地，所述协同模块与所述至少一块剪力墙之间通过若干个弹性连接件连接，弹性连接件包括依次连接的第一碟簧、中心螺杆和第二碟簧。
[0008]进一步地，所述第一柱体和第二柱体竖直设置。
[0009]进一步地，所述剪力墙模块可包括开缝钢板剪力墙。
[0010]进一步地，所述协同模块可包括至少一个协同件；剪力墙与协同件的数量相同并能够一一对应；协同件和耗能自复位单元的数量相同并能够一一对应。
[0011]进一步地，所述第一横梁的第一端与协同模块之间固定连接，第二端与所述第二柱体之间滑动连接，所述第一横梁的第二端与所述第二柱体的相对滑动方向与所述第二柱体轴向相同。
[0012]进一步地，所述连梁柱还包括第一连接板组件，第一连接板组件与所述第一横梁的数量相同并一一对应，每个第一连接板组件能够使对应的所述第一横梁的第二端和所述第二柱体滑动连接，第一连接板组件包括若干个第一连接板和若干个第二连接板，其中，第一连接板上开有圆孔并与所述第一横梁的第二端固定连接，在第一连接板的数量为多个的情况下，所述多个第一连接板相对设置且圆孔共轴线；第二连接板上开有长圆孔，并与第二柱体固定连接，在第二连接板的数量为多个的情况下，所述多个第二连接板相对设置且长圆孔共轴线；第一连接板和第二连接板之间通过连接件连接。再进一步地，连接件可包括销轴、螺栓等。
[0013]进一步地，所述耗能自复位组件可包括：中心杆、套筒、自复位元件组、第一端板、第二端板和限位活塞件；其中，套筒的内壁上设置有限位件，限位件能够对第二端板进行限位，套筒的第一端背离中心杆，第二端与中心杆的一端固定连接；自复位元件组包括若干个自复位元件，自复位元件由形状记忆合金材料制成且其两端分别通过固定件卡扣在第一端板和第二端板上，通过调整固定件能够实现自复位元件预紧力的调节；第一端板位于套筒之外，并能够抵在套筒的第一端；第二端板设置在套筒中，并位于限位活塞件和套筒第二端之间；限位活塞件包括活塞杆、以及设置在活塞杆上的第一活塞板和第二活塞板，活塞杆穿过第一端板且其一端与所述协同件铰接，第一、第二活塞板都位于第一、第二端板之间，第一活塞板邻近第一端板并能够受到第一端板的限位，第二活塞板邻近第二端板，并能够受到第二端板的限位。
[0014]进一步地，第一端板在自复位元件预紧力的作用下抵在套筒的第一端。
[0015]进一步地，自复位元件具有两个状态，第一种为预紧状态，即通过调整固定件来施加预紧力，第二种为非预紧状态，但在自复位组件发生变形耗能时，自复位元件拉长并转变为预紧状态。
[0016]进一步地，所述中心杆与套筒可以共中心轴线，所述中心杆背离套筒的一端还设置有转换件和连接板，该连接板可对应下述的第七连接板。
[0017]进一步地，所述耗能自复位组件还可包括固定板，固定板的两个板面分别与所述套筒的第二端和所述中心杆的一端固定连接。
[0018]本专利技术另一方面提供了一种分阶段耗能方法。
[0019]所述方法包括采用如上所述的分阶段屈服自复位连梁柱进行抗震、耗能。
[0020]本专利技术再一方面提供了一种上述分阶段屈服自复位连梁柱的应用。
[0021]所述应用可包括在风致振动控制中的应用，例如在桥梁风致振动控制中的应用，在塔的风致振动控制中的应用，在建筑物的风致振动控制中的应用，再例如在主塔的风致振动控制中的应用。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的有益效果可包括以下的至少一项：
[0023](1)本专利技术的连梁柱结构简便、制作成本低。
[0024](2)本专利技术的连梁柱可适当控制整体结构的强度和刚度，降低结构及加速度响应。
[0025](3)本专利技术的连梁柱具有优异的抗震性能，能够实现分阶段耗能。
[0026](4)本专利技术利用多阶段屈服特性及自复位构件，部件更换方便，连梁柱自复位能力强，可减小震后残余变形，从而避免或减轻震后的修复工作及成本。
附图说明
[0027]通过下面结合附图进行的描述，本专利技术的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：
[0028]图1示出了本专利技术的分阶段屈服自复位连梁柱的一个结构示意图；
[0029]图2示出了本专利技术的分阶段屈服自复位连梁柱的一个正面示意图；
[0030]图3示出了本专利技术的分阶段屈服自复位连梁柱的一个分解示意图；
[0031]图4示出了本专利技术的第二连接件的一个示意图；
[0032]图5示出了本专利技术的耗能自复位组件的一个示意图；
[0033]图6示出了本专利技术的耗能自复位组件的一个分解示意图；
[0034]图7示出了本专利技术的耗能自复位组件的一个剖面示意图；
[0035]图8示出了本专利技术的分阶段屈服自复位连梁柱的一个小变形示意图；
[0036]图9示出了本专利技术的分阶段屈服自复位连梁柱的一个大变形示意图。
[0037]主要附图标记说明：
[0038]1‑
第一柱体，11
‑
第一加劲肋，12
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分阶段屈服自复位连梁柱，其特征在于，所述连梁柱包括：依次连接的第一柱体、剪力墙模块、协同模块、耗能自复位模块和第二柱体；其中，第一柱体和第二柱体并排设置；剪力墙模块包括至少一块与第一柱体固定连接的剪力墙，在剪力墙数量为多个的情况下，多个剪力墙自上而下依次设置；协同模块与所述至少一块剪力墙弹性连接；耗能自复位模块包括至少一个耗能自复位单元，在耗能自复位单元的数量为多个的情况下，多个耗能自复位单元自上而下依次设置，耗能自复位单元包括至少一个第一横梁、至少一个第二横梁和至少一个耗能自复位组件；其中，第一横梁将第二柱体与协同模块之间的相对变形限制在预定的范围之内；第二横梁的两端分别与协同模块和第二柱体铰接；耗能自复位组件的两端分别与第二柱体和协同模块铰接，并具有自复位能力。2.根据权利要求1所述的分阶段屈服自复位连梁柱，其特征在于，所述协同模块与所述至少一块剪力墙之间通过若干个弹性连接件连接，弹性连接件包括依次连接的第一碟簧、中心螺杆和第二碟簧。3.根据权利要求1所述的分阶段屈服自复位连梁柱，其特征在于，所述剪力墙模块包括开缝钢板剪力墙。4.根据权利要求1所述的分阶段屈服自复位连梁柱，其特征在于，所述协同模块包括至少一个协同件；所述剪力墙与协同件的数量相同并能够一一对应；协同件和所述耗能自复位单元的数量相同并能够一一对应。5.根据权利要求1所述的分阶段屈服自复位连梁柱，其特征在于，所述第一横梁的第一端与协同模块之间固定连接，第二端与所述第二柱体之间滑动连接，所述第一横梁的第二端与所述第二柱体的相对滑动方向与所述第二柱体轴向相同。6.根据权利要求5所述的分阶段屈服自复位连梁柱，其特征在于，所述连梁柱还包括第一连接板组件，第一连接板组件与所述第一横梁的数量相同并一一对应，每个第一连接板组件能够使对应的所述第一横...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯珂，周绪红，陈永辉，刘思佳，边菁，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：