CN105178464A - 弯曲型装配式抗剪防屈曲耗能装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种弯曲型装配式抗剪防屈曲耗能装置，属于结构工程技术领域。所述的装置包括至少两个肢(1)及至少一个帽(2)，所述肢(1)与帽(2)为刚接，帽(2)能够拆卸。该装置用于多高层建筑抗侧力体系，正常使用情况下可以提供抗侧刚度和抗侧力，大震作用下能够在多个肢-帽节点处形成肢端塑性铰区，从而有效耗能。所述装置可以通过调整肢的截面、数量以及帽的数量改变装置的抗侧刚度与耗能性能。所述装置可以通过拆卸、安装各个肢与帽实现装配式安装、可调式安装以及大震作用后的局部拆卸、更换与装置的再设计、再使用。本发明的装置构造灵活、施工方便、受力合理，具有良好的技术经济效益。

Description

弯曲型装配式抗剪防屈曲耗能装置

技术领域

本发明涉及一种应用于建筑结构的弯曲型装配式抗剪防屈曲耗能装置，特别涉及一种多高层建筑结构抗侧体系的弯曲型装配式抗剪防屈曲耗能装置，属于结构工程技术领域。

背景技术

日本阪神地震与美国北岭地震后，各类消能减震装置在日美等地震灾害多发的发达国家得到了深入的研究和快速的推广应用。在我国，消能减震装置的研究正处于快速发展阶段。我国也是一个多震的国家，受环太平洋地震带、地中海-喜马拉雅地震带的作用，地震灾害频发，同时，随着我国经济的快速发展、社会的不断进步，对各类多高层、超高层建筑物的需求越来越大，故加快消能减震技术的研究、发明更多性能良好的消能减震装置具有极大的经济价值与社会意义。

发明内容

本发明目的在于提供一种弯曲型装配式抗剪防屈曲耗能装置，以满足我国快速发展的经济与不断进步的社会对性能良好的、可拆卸装配的消能减震装置提出的迫切需求。

本发明的一种弯曲型装配式抗剪防屈曲耗能装置，其特征在于：所述的装置包括至少两个肢及至少一个帽，所述肢与帽为刚接，帽能够拆卸。

所述的肢为热轧H型钢。

所述的帽位于肢上，与肢刚接。

所述的帽为夹式帽，夹式帽包括夹板、丝杠、丝帽与垫板，夹板上有预留孔，丝杠通过预留孔穿过夹板，丝帽套在丝杠上，通过拧紧丝帽对夹板施加夹紧力；垫板位于每两个肢(1)之间。

所述的帽为卡式帽，卡式帽包括卡板、丝杠与丝帽，卡板上在肢穿过的位置开设通槽，卡板上有预留孔，丝杠通过预留孔穿过卡板，丝帽套在丝杠上，通过拧紧丝帽对卡板施加夹紧力。

本发明相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)大震作用下能有效耗能。由于肢1的线刚度较小，帽2的线刚度较大，且肢1与帽2固接，并根据需要采取了肢1加劲或肢端削弱等措施，故在大侧向变形作用下，肢1端多处出现塑性铰区，即耗能区；同时，肢1使用热轧H型钢，弱轴方向仍具有较大的截面惯性矩，保证大变形作用下肢1平面外不发生整体屈曲，实现大震大侧向变形作用下的有效耗能。

(2)装配式安装，刚度可调。由于帽2可拆卸，且肢1的截面、数量与帽2的数量均可调，故可以实现装配式安装；另外，装置可以在正常使用荷载、小震作用下为建筑结构提供抗侧刚度，同时由于装置具有可拆卸、装配式的特点，故可以实现装置提供的抗侧刚度可调。

(3)大震作用后装置可局部拆卸、更换、再设计、再使用。由于帽2可拆卸、肢1可更换，故在大震作用后，可以拆卸并更换装置中变形过大、不宜再使用的部分肢1或帽2，结合装置具有的刚度可调的特点，实现装置在大震作用后的建筑结构中的再设计、再使用。

(4)该装置构造明确、便于工厂化生产，取材方便、施工便捷，通过合理的力学设计，具有良好的耗能能力与结构性能。

附图说明

图1为本发明的弯曲型装配式抗剪防屈曲耗能装置示意图。

图2为本发明实施例一夹式帽的弯曲型装配式抗剪防屈曲耗能装置示意图。

图3为本发明夹式帽示意图。

图4为本发明实施例二卡式帽的弯曲型装配式抗剪防屈曲耗能装置示意图。

图5为本发明卡式帽示意图。

图6为本发明工作原理示意图，其中：图6a为实际受力情况示意图；图6b为受力及耗能原理示意图；图6c为变形及耗能原理示意图。

图中：1—肢；2—帽；3—夹式帽；4—卡式帽；5—夹板；6—丝杠；7—丝帽；8—垫块；9—卡板。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的结构、作进一步描述如下。

如图6所示，M_y—截面屈服弯矩；F—侧向力；Δ—侧向变形。弯曲型装配式抗剪防屈曲耗能装置由线刚度较低的多根肢1与线刚度较高的多个帽2组成，肢1与帽2固接，在侧向力F作用下，肢1的弯矩内力图呈图6所示分布，随着侧向力F的增大，肢1的端部截面首先达到截面屈服弯矩，进入屈服；在侧向变形Δ作用下，装置的变形图呈图6所示分布，肢1端部截面首先屈服，随着侧向变形Δ的的增大，肢1端部发展并形成塑性铰区，即耗能区，实现消能减震。

实施例一：

如图2～3所示，本发明采用夹式帽的弯曲型装配式抗剪防屈曲耗能装置的帽2使用夹式帽3。夹式帽3由夹板5、丝杠6、丝帽7与垫板8组成，夹板5上有预留孔，丝杠6通过预留孔穿过夹板5，丝帽7套在丝杠上，通过拧紧丝帽7对夹板5施加夹紧力；垫板8位于每两个肢1之间，以传递夹紧压力，实现肢1与帽2固接。采用夹式帽的弯曲型装配式抗剪防屈曲耗能装置由肢1与夹式帽3组成，肢1与夹式帽3固接，并且夹式帽3可拆卸。肢1使用热轧H型钢。采用夹式帽的弯曲型装配式抗剪防屈曲耗能装置可以通过调整肢1的截面尺寸、数量，调整装置的抗侧刚度与耗能能力；也可以通过调整夹式帽3的数量，现场实时调整装置的抗侧刚度。肢1间的间隙通常取较小值，以保证夹式帽3的线刚度足够大，实现图6所示的变形分布与耗能形式。

实施例二：

如图4～5所示，本发明采用卡式帽的弯曲型装配式抗剪防屈曲耗能装置的卡式帽4由卡板9、丝杠6与丝帽7组成，卡板9上在肢1穿过的位置开设通槽，卡板9上有预留孔，丝杠6通过预留孔穿过卡板9，丝帽7套在丝杠上，通过拧紧丝帽7对卡板9施加夹紧力，同样实现肢1与帽2固接。采用卡式帽的弯曲型装配式抗剪防屈曲耗能装置由肢1与卡式帽4组成，肢1与卡式帽4固接，并且卡式帽4可拆卸。肢1使用热轧H型钢。采用卡式帽的弯曲型装配式抗剪防屈曲耗能装置可以通过调整肢1的截面尺寸、数量，调整装置的抗侧刚度与耗能能力；也可以通过调整卡式帽4的数量，现场实时调整装置的抗侧刚度。肢1间的间隙通常取较小值，以保证卡式帽4的线刚度足够大，实现图6所示的变形分布与耗能形式。

本发明提供了一种弯曲型装配式抗剪防屈曲耗能装置，可用于建筑结构，特别是多高层建筑中的消能减震结构。该装置在大震作用下能实现有效耗能，大变形作用下不发生面外整体屈曲，装配式安装，刚度可调，且大震作用后装置可局部拆卸、更换、再设计、再使用。该装置构造明确、便于工厂化生产，取材方便、施工便捷，通过合理的力学设计，具有良好的耗能能力与结构性能，经济性能较优。

Claims (5)

1.一种弯曲型装配式抗剪防屈曲耗能装置，其特征在于：所述的装置包括至少两个肢(1)及至少一个帽(2)，所述肢(1)与帽(2)为刚接，帽(2)能够拆卸。

2.根据权利要求1所述的弯曲型装配式抗剪防屈曲耗能装置，其特征在于，所述的肢(1)为热轧H型钢。

3.根据权利要求1所述的弯曲型装配式抗剪防屈曲耗能装置，其特征在于，所述的帽(2)位于肢(1)上，与肢刚接。

4.根据权利要求1至3所述的弯曲型装配式抗剪防屈曲耗能装置，其特征在于，所述的帽(2)为夹式帽(3)，夹式帽(3)包括夹板(5)、丝杠(6)、丝帽(7)与垫板(8)，夹板(5)上有预留孔，丝杠(6)通过预留孔穿过夹板(5)，丝帽(7)套在丝杠上，通过拧紧丝帽(7)对夹板(5)施加夹紧力；垫板(8)位于每两个肢(1)之间。

5.根据权利要求1至3所述的弯曲型装配式抗剪防屈曲耗能装置，其特征在于，所述的帽(2)为卡式帽(4)，卡式帽(4)包括卡板(9)、丝杠(6)与丝帽(7)，卡板(9)上在肢(1)穿过的位置开设通槽，卡板(9)上有预留孔，丝杠(6)通过预留孔穿过卡板(9)，丝帽(7)套在丝杠上，通过拧紧丝帽(7)对卡板(9)施加夹紧力。