本发明专利技术属于建筑结构防震减灾领域，公开了一种带可更换波纹钢板阻尼器的自复位摇摆格构式柱，本发明专利技术通过在吊车肢和屋盖肢内设置锚固支承板，通过预应力高强钢棒连接锚固支承板和刚性地梁，并且吊车肢和屋盖肢的底部分别通过分离式的吊车肢靴梁柱脚和屋盖肢靴梁柱脚固定，强震作用下，吊车肢靴梁柱脚和屋盖肢靴梁柱脚发生摇摆抬升，通过预应力高强钢棒的弹性恢复力以及柱肢竖向轴压力实现柱脚抬升与复位运动的可控摇摆，增强了格构式柱在强震下的自复位能力。吊车肢靴梁柱脚和屋盖肢靴梁柱脚内侧设置有两组可更换低屈服点波纹钢板阻尼器，波纹钢板阻尼器采用低屈服点钢材制作，可充分发挥低屈服点钢材良好的疲劳性能、焊接性能以及塑性发展能力。性能以及塑性发展能力。性能以及塑性发展能力。
【技术实现步骤摘要】
一种带可更换波纹钢板阻尼器的自复位摇摆格构式柱
[0001]本专利技术属于建筑结构防震减灾领域，具体涉及一种带可更换波纹钢板阻尼器的自复位摇摆格构式柱。
技术介绍
[0002]传统钢结构重型工业厂房具有高度高、柱距大、内设吊车吨位起重量大、地震作用显著等特点。钢结构重型工业厂房的承重柱一般采用阶形柱，其中上柱采用实腹式，下柱采用格构式，并通过肩梁连接。双肢格构式柱是重型工业厂房阶形下柱的常见型式，屋盖肢和吊车肢分别支承屋盖结构和吊车梁，主要采用缀条格构式柱。
[0003]钢结构重型工业厂房在历次地震中均有不同程度的损伤破坏，且重型工业厂房普遍采用的双肢格构式柱不具备震后可恢复功能特性，难以确保钢结构重型工业厂房在强震作用下具有良好的抗震韧性和震后可恢复能力。强震下双肢格构式柱及其柱脚出现严重屈服或屈曲，厂房累积损伤严重，残余变形大，以致震后厂房使用功能难以快速恢复，严重阻碍工业生产的恢复，造成巨大的经济损失和社会影响。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于克服上述不足，提供一种带可更换波纹钢板阻尼器的自复位摇摆格构式柱，能够解决传统钢结构重型工业厂房抗震性能差、震后可恢复能力不足的问题，有效提升重型工业厂房的抗震韧性，实现震后厂房使用功能的快速恢复。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术包括刚性地梁，刚性地梁上设置有吊车肢靴梁柱脚和屋盖肢靴梁柱脚，吊车肢靴梁柱脚和屋盖肢靴梁柱脚的一侧均设置有波纹钢板阻尼器，两组波纹钢板阻尼器均与对应的阻尼器连接板连接，阻尼器连接板连接刚性地梁，吊车肢靴梁柱脚上设置有吊车肢，屋盖肢靴梁柱脚上设置有屋盖肢，吊车肢和屋盖肢的顶部通过肩梁连接，吊车肢和屋盖肢间设置若干缀条；
[0006]吊车肢和屋盖肢的截面内部均设置有锚固支承板，锚固支承板与刚性地梁间通过预应力高强钢棒连接。
[0007]波纹钢板阻尼器包括阻尼器左端板和阻尼器右端板，阻尼器左端板和阻尼器右端板间设置有阻尼器腹板，阻尼器腹板采用波纹钢板，阻尼器左端板和阻尼器右端板上均开设有若干阻尼器螺栓预留孔。
[0008]阻尼器左端板和阻尼器右端板通过高强螺栓分别连接阻尼器连接板和吊车肢靴梁柱脚或屋盖肢靴梁柱脚。
[0009]吊车肢靴梁柱脚和屋盖肢靴梁柱脚一侧均设置有水平限位板。
[0010]吊车肢靴梁柱脚包括通过吊车肢靴梁柱脚底板和若干吊车肢靴梁柱脚隔板组成的无盖盒体，无盖盒体内设置有若干吊车肢靴梁柱脚加劲肋，吊车肢靴梁柱脚底板上开设有若干吊车肢靴梁柱脚预应力高强钢棒预留孔，吊车肢靴梁柱脚隔板左侧开设有若干吊车肢靴梁柱脚螺栓预留孔。
[0011]屋盖肢靴梁柱脚包括通过屋盖肢靴梁柱脚底板和若干屋盖肢靴梁柱脚隔板组成的无盖盒体，无盖盒体内设置有若干屋盖肢靴梁柱脚加劲肋，屋盖肢靴梁柱脚底板上开设有若干屋盖肢靴梁柱脚预应力高强钢棒预留孔，屋盖肢靴梁柱脚隔板右侧开设有若干屋盖肢靴梁柱脚螺栓预留孔。
[0012]两个锚固支承板分别设置在吊车肢和屋盖肢高度的3/4处，刚性地梁上开设有预留孔，预应力高强钢棒一端固定在锚固支承板上，另一端穿过吊车肢靴梁柱脚或屋盖肢靴梁柱脚和刚性地梁的预留孔后固定在刚性地梁上。
[0013]预应力高强钢棒通过锚件固定在刚性地梁上。
[0014]缀条包括若干斜缀条、若干横缀条和若干拉结缀条，斜缀条、横缀条和拉结缀条的一端固定在吊车肢上，另一端固定在屋盖肢上。
[0015]肩梁外设置有肩梁盖板，肩梁内设置有肩梁加劲肋。
[0016]与现有技术相比，本专利技术通过在吊车肢和屋盖肢内设置锚固支承板，通过预应力高强钢棒连接锚固支承板和刚性地梁，并且吊车肢和屋盖肢的底部分别通过分离式的吊车肢靴梁柱脚和屋盖肢靴梁柱脚固定，强震作用下，吊车肢靴梁柱脚和屋盖肢靴梁柱脚发生摇摆抬升，通过预应力高强钢棒的弹性恢复力以及柱肢竖向轴压力实现柱脚抬升与复位运动的可控摇摆，增强了格构式柱在强震下的自复位能力。吊车肢靴梁柱脚和屋盖肢靴梁柱脚内侧设置有两组可更换低屈服点波纹钢板阻尼器，波纹钢板阻尼器采用低屈服点钢材制作，可充分发挥低屈服点钢材良好的疲劳性能、焊接性能以及塑性发展能力；波纹钢板阻尼器可通过柱脚摇摆抬升产生较大剪切塑性变形耗散地震能量，同时依靠水平波纹肋方向的轴向变形抵抗部分柱脚剪力，提升了格构式柱在强震作用下的耗能能力。
[0017]进一步的，当波纹钢板阻尼器在竖直方向发生剪切塑性变形时，波纹形状的阻尼器腹板可以有效控制波纹钢板阻尼器的面外变形，且沿阻尼器腹板波纹肋方向的剪切刚度较大，可以保证波纹钢板阻尼器的整体耗能稳定性，提高阻尼器耗能能力。
[0018]进一步的，本专利技术波纹钢板阻尼器通过高强螺栓分别与吊车肢靴梁柱脚、屋盖肢靴梁柱脚和阻尼器连接板连接，利于阻尼器安装和震后拆卸更换，震后仅需更换波纹钢板阻尼器或/和预应力高强钢棒即可实现钢结构重型工业厂房使用功能的快速恢复。
[0019]进一步的，本专利技术的吊车肢靴梁柱脚和屋盖肢靴梁柱脚一侧均设置有水平限位板，能够有效限制格构式柱在摇摆与抬升过程中发生较大水平刚体位移。
附图说明
[0020]图1为本专利技术的三维立体图；
[0021]图2为本专利技术的主视图；
[0022]图3为本专利技术中吊车肢靴梁柱脚示意图；其中，(a)为立体图，(b)为俯视图；
[0023]图4为本专利技术中屋盖肢靴梁柱脚示意图；其中，(a)为立体图，(b)为俯视图；
[0024]图5为本专利技术中分离式靴梁柱脚与水平限位板示意图；
[0025]图6为本专利技术中自复位摇摆格构式柱的柱脚部分拆分图；
[0026]图7为本专利技术中波纹钢板阻尼器拆分图；
[0027]图8为本专利技术中自复位摇摆格构式柱的有限元模型示意图；其中，(a)为整体示意图，(b)为(a)中A处的示意图，(c)为(a)中B处的示意图；
[0028]图9为本专利技术中有限元模型的滞回曲线图；
[0029]图10为本专利技术中有限元模型的变形模式和应力分布图；其中，(a)为吊车肢抬升变形模式，(b)为屋盖肢抬升变形模式，(c)为吊车肢靴梁柱脚及波纹钢板阻尼器应力分布图，(d)为屋盖肢靴梁柱脚及波纹钢板阻尼器应力分布图；
[0030]其中，1、刚性地梁；2、吊车肢靴梁柱脚；201、吊车肢靴梁柱脚隔板；202、吊车肢靴梁柱脚加劲肋；203、吊车肢靴梁柱脚底板；204、吊车肢靴梁柱脚螺栓预留孔；205、吊车肢靴梁柱脚预应力高强钢棒预留孔；3、屋盖肢靴梁柱脚；301、屋盖肢靴梁柱脚隔板；302、屋盖肢靴梁柱脚加劲肋；303、屋盖肢靴梁柱脚底板；304、屋盖肢靴梁柱脚螺栓预留孔；305、屋盖肢靴梁柱脚预应力高强钢棒预留孔；4、水平限位板；5、波纹钢板阻尼器；501、阻尼器左端板；502、阻尼器右端板；503、阻尼器腹板；504、阻尼器螺栓预留孔；6、高强螺栓；7、阻尼器连接板；8、预应力高强钢棒；9、锚件；10、锚固支承板；11、吊车肢；12、屋盖肢；13、肩梁；14、肩梁加劲肋；15、肩梁盖板；16、本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种带可更换波纹钢板阻尼器的自复位摇摆格构式柱，其特征在于，包括刚性地梁(1)，刚性地梁(1)上设置有吊车肢靴梁柱脚(2)和屋盖肢靴梁柱脚(3)，吊车肢靴梁柱脚(2)和屋盖肢靴梁柱脚(3)的一侧均设置有波纹钢板阻尼器(5)，两组波纹钢板阻尼器(5)均与对应的阻尼器连接板(7)连接，阻尼器连接板(7)连接刚性地梁(1)，吊车肢靴梁柱脚(2)上设置有吊车肢(11)，屋盖肢靴梁柱脚(3)上设置有屋盖肢(12)，吊车肢(11)和屋盖肢(12)的顶部通过肩梁(13)连接，吊车肢(11)和屋盖肢(12)间设置若干缀条；吊车肢(11)和屋盖肢(12)的截面内部均设置有锚固支承板(10)，锚固支承板(10)与刚性地梁(1)间通过预应力高强钢棒(8)连接。2.根据权利要求1所述的一种带可更换波纹钢板阻尼器的自复位摇摆格构式柱，其特征在于，波纹钢板阻尼器(5)包括阻尼器左端板(501)和阻尼器右端板(502)，阻尼器左端板(501)和阻尼器右端板(502)间设置有阻尼器腹板(503)，阻尼器腹板(503)采用波纹钢板，阻尼器左端板(501)和阻尼器右端板(502)上均开设有若干阻尼器螺栓预留孔(504)。3.根据权利要求2所述的一种带可更换波纹钢板阻尼器的自复位摇摆格构式柱，其特征在于，阻尼器左端板(501)和阻尼器右端板(502)通过高强螺栓(6)分别连接阻尼器连接板(7)和吊车肢靴梁柱脚(2)或屋盖肢靴梁柱脚(3)。4.根据权利要求1所述的一种带可更换波纹钢板阻尼器的自复位摇摆格构式柱，其特征在于，吊车肢靴梁柱脚(2)和屋盖肢靴梁柱脚(3)一侧均设置有水平限位板(4)。5.根据权利要求1所述的一种带可更换波纹钢板阻尼器的自复位摇摆格构式柱，其特征在于，吊车肢靴梁柱脚(2)包括通过吊车肢靴梁柱脚底板(203)和若干吊车肢靴梁柱脚隔板(201)组成的...
【专利技术属性】
技术研发人员：张浩，罗子棋，苏明周，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：
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