一种用于主子结构连接的摩擦耗能阻尼装置及其施工方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种用于主子结构连接的摩擦耗能阻尼装置及其施工方法，涉及建筑摩擦耗能技术领域。包括钢底板、外包钢套筒、内置钢套筒、轴向摩擦板、连接钢板、侧向摩擦板及安装底座，钢底板通过锚固螺栓与混凝土主结构固连，外包钢套筒与钢底板固连，内置钢套筒一端在外包钢套筒内，轴向摩擦板夹于二者间，外包钢套筒开设轴向长孔，轴向摩擦板和内置钢套筒开设螺栓孔，螺栓孔及轴向长孔内安装高强螺栓，安装底座与胶合木子结构固连，连接钢板与内置钢套筒固连，侧向摩擦板夹于连接钢板和安装底座间，底座表面开设侧向长孔，高强螺栓穿过连接钢板和安装底座。本发明专利技术在强震下利用轴向和侧向位移耗散能量，用于提高高层胶合木结构延性和耗能能力。和耗能能力。和耗能能力。

【技术实现步骤摘要】
一种用于主子结构连接的摩擦耗能阻尼装置及其施工方法


[0001]本专利技术涉及建筑摩擦耗能
，尤其是涉及一种用于主子结构连接的摩擦耗能阻尼装置及其施工方法。

技术介绍

[0002]胶合木结构因其低碳、环保、具有最优强重比等优点成为绿色环保建筑发展的重要结构形式，但是纯胶合木结构抗侧刚度与承载力较低，需要依靠巨型框架结构才能应用于(超)高层建筑结构中。巨型框架主结构与胶合木子结构一般通过螺栓或者销钉连接，试验证明在强地震作用下主
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子结构由于重量和刚度差异巨大，主
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子结构会发生轴向和出平面的侧向相互作用，导致主
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子结构连接处的混凝土剪力墙、胶合木节点和连接螺栓破坏。因此，如何提高巨型框架
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胶合木子结构体系的延性耗能能力，减少主
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子结构连接节点在强震作用下的损伤破坏，是胶合木结构向更高楼层、更广泛应用的关键。
[0003]目前，梁柱式木框架与混凝土墙体或筒体结构的连接件大多采用销钉型、植筋型、预埋螺栓以及采用连接键和植钢板进行连接，在小震(又称多遇地震)作用下，采用这些方式的连接件能为胶合木框架与混凝土结构提供可靠的强度和刚度，构造简单、传力机制明确，得到了广泛的应用。
[0004]DOI号为10.1061/(ASCE)ST.1943
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541X.0001901的文献公开了一种用于混凝土框架
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剪力墙结构体系的摩擦型阻尼连接并应用于实际工程中，阻尼连接通过框架结构和剪力墙结构水平剪切和竖向剪切的摩擦耗能，在小震(又称多遇地震)下，摩擦阻尼器连接不滑动，框架和剪力墙有效连接，在中震(又称设防地震)或大震(又称罕遇地震)下，框架结构和剪力墙间摩擦阻尼器发生剪切相对位移，摩擦阻尼器的摩擦面开始滑移耗能，可在一定程度上加强连接构件的延性，减少了结构的损伤。
[0005]但上述文献摩擦阻尼连接节点用于钢筋混凝土框架结构和剪力墙结构间的耗能连接，连接阻尼节点通过框架结构和剪力墙结构沿着竖向方向和出平面外的剪切错动位移耗能，避免连接构件剪切破坏。
[0006]主要存在的问题如下：在地震作用下，框架结构侧向位移为剪切型，而剪力墙结构侧向位移为弯曲型，两结构侧向位移曲线不协调，框架结构和剪力墙结构之间存在轴向相互作用，连接节点未考虑此相对作用；且文献巨型框架结构中的胶合木子结构层数一般小于10层，竖向变形相对很小，在主
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子结构的连接中不需要考虑竖向的相对位移作用，不适用于基于巨型结构的高层胶合木结构，试验表明，由于胶合木结构的质量和刚度与混凝土结构相差较大，木框架与混凝土墙体除了在剪切方向会产生相对剪切位移之外，在轴向方向相互作用而产生的破坏也不容忽略，大震(又称罕遇地震)中依然存在两种结构间由于质量和刚度差异较大的相互碰撞以及连接断裂产生的震害，文献提及的现在技术不适用于基于巨型结构的高层胶合木结构。
[0007]鉴于上述原因，本专利技术提出一种用于主子结构连接的摩擦耗能阻尼装置，用于解决巨型框架主结构与胶合木子结构在强震作用下连接节点容易发生轴向断裂破坏和切向
剪切破坏，不能持续稳定工作，且耗能能力和延性不高的问题。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种用于主子结构连接的摩擦耗能阻尼装置及其施工方法，能够保证巨型框架混凝土主结构与胶合木子结构连接可靠，在强震作用下利用轴向和平面外侧向位移构造摩擦阻尼连接，耗散地震能量，用于提高基于巨型框架的高层胶合木结构的延性和耗能能力。
[0009]一方面，本专利技术提供一种用于主子结构连接的摩擦耗能阻尼装置，包括：相连接的轴向摩擦阻尼组件和侧向摩擦阻尼组件；
[0010]所述轴向摩擦阻尼组件包括钢底板、外包钢套筒、内置钢套筒及轴向摩擦板，所述钢底板通过锚固螺栓与混凝土主结构固定连接，所述外包钢套筒的一端与所述钢底板固定连接，所述内置钢套筒一端设置于所述外包钢套筒内部，所述轴向摩擦板分别设于所述内置钢套筒相对的两侧与所述外包钢套筒的内壁间，并与二者相贴紧，所述外包钢套筒表面开设有多组贯穿其的轴向长孔，所述轴向摩擦板和所述内置钢套筒两侧分别设有与所述轴向长孔位置相对应的第一螺栓孔，各所述第一螺栓孔及与其对应的各所述轴向长孔内安装有贯穿其的第一紧固组件；
[0011]所述侧向摩擦阻尼组件包括连接钢板、侧向摩擦板及安装底座，所述安装底座与胶合木子结构固定连接，所述连接钢板表面与所述内置钢套筒的另一端固定连接，所述侧向摩擦板夹于所述连接钢板和所述安装底座间，所述安装底座表面开设有贯穿其的多个侧向长孔，所述连接钢板和所述侧向摩擦板上开设有与所述侧向长孔位置相对应的第二螺栓孔，各所述第二螺栓孔及与其对应的各所述侧向长孔内安装有贯穿其的第二紧固组件。
[0012]优选地，所述第一紧固组件和所述第二紧固组件均包括高强螺栓、垫圈和锁紧螺母，所述高强螺栓穿过所述垫圈、所述第一螺栓孔或所述第二螺栓孔及所述轴向长孔或所述侧向长孔，并与所述锁紧螺母配合拧紧。
[0013]优选地，所述安装底座包括两组分别相对设置的方形钢管及翼缘钢板，所述翼缘钢板的两端分别与各所述方形钢管的端部通过焊接固定连接，形成一框架结构，所述框架结构的内侧固定安装有盖板，所述侧向长孔开设于所述盖板表面。
[0014]优选地，所述盖板的背部设置有加强肋板，所述加强肋板的两端分别与各所述翼缘钢板固定连接。
[0015]优选地，所述胶合木子结构为胶合木梁柱节点钢套筒，所述方形钢管和所述翼缘钢板均与所述胶合木梁柱节点钢套筒通过焊接固定连接，所述盖板边沿分别与所述方形钢管和所述翼缘钢板通过焊接固定连接。
[0016]优选地，所述外包钢套筒与所述钢底板通过焊接垂直对中固定连接，所述内置钢套筒与所述连接钢板通过焊接垂直对中固定连接。
[0017]优选地，所述内置钢套筒和所述钢底板间设有预留空间，能够允许所述轴向摩擦板与所述外包钢套筒产生相对滑动，且所述预留空间的宽度至少大于所述轴向长孔长度的一半。
[0018]优选地，所述外包钢套筒和所述内置钢套筒的截面均呈矩形，由多块钢板焊接组成。
[0019]优选地，所述轴向摩擦板和所述侧向摩擦板均为铝板。
[0020]另一方面，本专利技术同时提供了上述用于主子结构连接的摩擦耗能阻尼装置的施工方法，包括以下步骤：
[0021]S1：预制钢底板、外包钢套筒、内置钢套筒、轴向摩擦板、侧向摩擦板、连接钢板以及安装底座；
[0022]S2：在胶合木梁柱节点钢套筒上对应位置焊接安装底座，底座的内侧设置容纳空间；
[0023]S3：在剪力墙混凝土主结构的连接端对应位置先预埋好6个锚固螺栓，锚固螺栓的位置与钢底板上螺栓孔对准，将钢底板安装到锚固螺栓上后，使用垫圈和锁紧螺母与锚固螺栓配合拧紧固定；
[0024]S4：将2块轴向摩擦板和内置钢套筒插入外包钢套筒内，2块轴向摩擦板夹在内置钢套筒外侧和外包钢套筒内侧之间，采用单个普通螺栓从内本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于主子结构连接的摩擦耗能阻尼装置，其特征在于，包括：相连接的轴向摩擦阻尼组件和侧向摩擦阻尼组件；所述轴向摩擦阻尼组件包括钢底板、外包钢套筒、内置钢套筒及轴向摩擦板，所述钢底板通过锚固螺栓与混凝土主结构固定连接，所述外包钢套筒的一端与所述钢底板固定连接，所述内置钢套筒一端设置于所述外包钢套筒内部，所述轴向摩擦板分别设于所述内置钢套筒相对的两侧与所述外包钢套筒的内壁间，并与二者相贴紧，所述外包钢套筒表面开设有多组贯穿其的轴向长孔，所述轴向摩擦板和所述内置钢套筒两侧分别设有与所述轴向长孔位置相对应的第一螺栓孔，各所述第一螺栓孔及与其对应的各所述轴向长孔内安装有贯穿其的第一紧固组件；所述侧向摩擦阻尼组件包括连接钢板、侧向摩擦板及安装底座，所述安装底座与胶合木子结构固定连接，所述连接钢板表面与所述内置钢套筒的另一端固定连接，所述侧向摩擦板夹于所述连接钢板和所述安装底座间，所述安装底座表面开设有贯穿其的多个侧向长孔，所述连接钢板和所述侧向摩擦板上开设有与所述侧向长孔位置相对应的第二螺栓孔，各所述第二螺栓孔及与其对应的各所述侧向长孔内安装有贯穿其的第二紧固组件。2.根据权利要求1所述的用于主子结构连接的摩擦耗能阻尼装置，其特征在于，所述第一紧固组件和所述第二紧固组件均包括高强螺栓、垫圈和锁紧螺母，所述高强螺栓穿过所述垫圈、所述第一螺栓孔或所述第二螺栓孔及所述轴向长孔或所述侧向长孔，并与所述锁紧螺母配合拧紧。3.根据权利要求1所述的用于主子结构连接的摩擦耗能阻尼装置，其特征在于，所述安装底座包括两组分别相对设置的方形钢管及翼缘钢板，所述翼缘钢板的两端分别与各所述方形钢管的端部通过焊接固定连接，形成一框架结构，所述框架结构的内侧固定安装有盖板，所述侧向长孔开设于所述盖板表面。4.根据权利要求3所述的用于主子结构连接的摩擦耗能阻尼装置，其特征在于，所述盖板的背部设置有加强肋板，所述加强肋板的两端分别与各所述翼缘钢板固定连接。5.根据权利要求3所述的用于主子结构连接的摩擦耗能阻尼装置，其特征在于，所述胶合木子结构为胶合木梁柱节点钢套筒，所述方形钢管和所述翼缘钢板均与所述胶合木梁柱节点钢套筒通过焊接固定连接，所述盖板边沿分别与所述方形钢管和所述翼缘钢板通过焊接固定连接。6.根据权利要求1所述的用于主子结构连接的摩擦耗能阻尼装置，其特征在于，所述外包钢套筒与所述钢底板通过焊接垂直对中固定连接，所述内置钢套筒与所述连接钢板通过焊接垂直对中固定连接。7.根据权利要求1所述的用于主子结构连接的摩擦耗能阻尼装置，其特征在于，所述内置钢套筒和所述钢底板间设有预留空间，能够允许所述轴向摩擦板与所述外包钢套筒产生相对滑动，...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴轶，余懿轩，杨文皓，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：