CN106958301A - 金属屈服摩擦转角阻尼器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开金属屈服摩擦转角阻尼器，属于工程结构减震技术领域。本发明的位移放大板可以把构件节点转角放大，提高金属阻尼器的利用效率；同时位移放大板、金属屈服耗能段和限位摩擦板的底部平面与节点水平构件上表面之间留有变形空间，使金属屈服摩擦转角阻尼器在节点转角减小时同样起作用。节点转角变化过程中，限位摩擦板与摩擦片之间发生相对错动，产生摩擦滑移耗能，在一定程度上减小金属屈服段弯曲耗能过程中的轴力影响，同时耗散部分能量。限位摩擦板上的椭圆孔起到限位作用，防止节点发生过大转角。本发明可以用于结构节点转动部位，节点转动使金属屈服摩擦耗能阻尼器发挥作用，从而减少结构振动能量。

Description

金属屈服摩擦转角阻尼器
技术领域
本发明涉及工程结构防震减灾技术领域的耗能减震装置，尤其适用于梁柱节点或柱与基础连接节点。
背景技术
目前，国内外所研发的耗能装置/部件大致可分为三类：位移相关型(率无关)，如金属屈服或摩擦阻尼器；速度相关型(率相关)，如线性粘滞或粘弹性阻尼器；调谐吸振型，如调谐质量阻尼器或调谐液体阻尼器。金属屈服阻尼器作为目前应用较为广泛的一种耗能装置/部件，具有较好的耗能能力和工作稳定性。金属阻尼器的构造形式主要为轴向拉压屈服型阻尼器如屈曲约束支撑(BRB)等，弯曲屈服型阻尼器如三角形阻尼器等，剪切屈服型阻尼器如剪切板阻尼器等。
在钢筋混凝土或者钢结构建筑及桥梁工程中，地震作用下梁柱连接节点、柱与基础连接节点常会发生转角位移，转角位移过大将会对结构节点产生比较严重的破坏，降低结构承载能力。因此，应用于梁柱节点、柱与基础节点的转角阻尼器对于减小节点转动损伤和提高结构耗能能力方面具有显著优势，有必要研发构造合理、性能稳定有效的转角阻尼器。另一方面，近年来在基于性能抗震设计方法的框架内，美国、日本和新西兰等国家越来越多地着眼于提升结构的震后恢复能力，期望通过结构的巧妙设计，最大限度地减少地震损失。具有损伤可控和自复位能力的摇摆结构作为一种新兴的结构体系受到广泛研究，并已在国内外部分工程中得到应用。摇摆结构中很重要的一部分是摇摆节点，结构构件在节点处断开形成摇摆界面，通过预应力轴向连接提供承载能力和自恢复能力；地震作用下摇摆界面发生接缝开合，在摇摆界面处布置转角阻尼器可有效提高摇摆结构的耗能能力，转角阻尼器在震后可以进行快速替换。目前，国内外所提出的转角阻尼器较少，在结构构造上及稳定性能方面存在一定的不足，往往不能充分发挥耗能减震作用。
发明内容
为克服上述缺陷，本发明提出一种金属屈服摩擦转角阻尼器，应用于结构节点处，对原结构的节点转动刚度影响较小，在尽量少改变原结构构造的条件下，提高节点的耗能能力，同时设计合理构造，易于在震后进行更换。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种金属屈服摩擦转角阻尼器，该阻尼器包括固定连接板(3)、位移放大板(4)、金属屈服耗能段(5)、限位摩擦结构，固定连接板(3)、位移放大板(4)相互垂直组成L型，金属屈服耗能段(5)设置在位移放大板(4)上，各个金属屈服耗能段(5)均匀等间距布置；
限位摩擦结构包括限位锚栓(8)、摩擦片(9)和限位摩擦板(6)，限位摩擦板(6)通过限位锚栓(8)与建筑基础连接，限位锚栓(8)与建筑基础表面之间设有摩擦片(9)，建筑基础为梁柱节点或柱与基础节点。
位移放大板(4)、耗能段(5)、限位摩擦板(6)采用整块金属板加工成型；整块金属板与固定连接板(3)采用全渗透焊缝连接，或整块金属板与固定连接板(3)采用整体L型金属型材直接加工而成。
位移放大板(4)、金属屈服耗能段(5)和限位摩擦板(6)的底面与工程结构节点的水平构件(2)顶面之间留有空隙，空隙的尺寸为摩擦板(9)的厚度与限位螺栓(8)的螺母厚度之和，保证位移放大板(4)、金属屈服耗能段(5)、限位摩擦板(6)为水平放置，在角度增大和缩小时，金属屈服耗能段(5)都能发挥耗能作用。
所述的位移放大板(4)横截面面积不小于金属屈服耗能段(5)横截面面积的两倍，保证在节点转角变化过程中位移放大板(4)不发生屈服，同时起到放大金属屈服耗能段(5)变形作用。
所述限位摩擦板(6)设有一排螺栓孔，用来与限位锚栓(8)相连，螺栓孔为长圆孔；当阻尼器的金属屈服耗能段(5)受到超过预设的轴力时，限位摩擦板(6)、限位锚栓(8)和摩擦片(9)均发生相对滑动，由此产生滑动摩擦进行耗能。
摩擦片(9)上设有与限位锚栓(8)同等直径的螺栓孔，固定在限位锚栓上，在限位摩擦板(6)上下布置摩擦片(9)。节点转动时，金属耗能段(5)带动限位摩擦板(6)移动，与限位锚栓(8)和摩擦片(9)发生相对滑动，限位锚栓(8)施加预紧力，相对滑动过程中摩擦片(9)与限位摩擦板(6)之间摩擦耗能。为提高摩擦耗能能力，限位摩擦板(6)上下表面采用磨砂处理。通过控制限位摩擦板(6)与摩擦片(9)的摩擦系数及限位锚栓(8)的预紧力来控制限位摩擦板(6)与限位锚栓(8)发生相对滑动的临界力。
所述固定连接板(3)留有两排螺栓孔，通过固定螺栓(7)将固定连接板(3)固定到节点竖向构件(1)上，防止固定连接板(3)在竖向构件摇摆过程中底部受拉过大发生变形，第一排螺栓孔和第二排螺栓孔相平行，第一排螺栓孔设置在固定连接板(3)的顶部，第二排螺栓孔设置在靠近固定连接板(3)的底部位置。
所述固定螺栓(7)采用预留螺栓孔的方式在节点竖向构件(1)相应位置留有孔道，安装时，采用穿心螺杆穿过孔道两端固定或在结构浇筑过程中直接预埋螺栓浇筑在竖向构件内形成固定螺栓(7)。限位螺栓(8)预先埋入水平构件。
本发明的有益效果是：
本发明公开一种金属屈服摩擦转角阻尼器，具有构造简单，性能稳定等特点，并且可以在震后快速更换。主要效果体现在：
1、由于耗能金属板设置削弱截面的耗能段，使损伤位置更加集中在耗能段，耗能部位确定，耗能机理更加明确，耗能效果显著。设置了位移放大装置可以把节点转角的开口位移放大，提高阻尼器的耗能效率。
2、耗能阻尼器底部与水平构件/基础顶面之间留有空隙，使节点在转动过程中无论转角变大还是变小，金属屈服耗能段都可以自由发生变小，提高耗能效率。同时，在节点角度减小时，阻尼器位移放大板不会挤压水平构件上表面，对原结构节点的转动刚度影响较小。
3、当阻尼器受到较大转角时，限位摩擦板和限位螺栓发生相对滑动保护阻尼器不被拉断，金属屈服耗能段主要为弯曲变形，部分减小金属屈服耗能段的轴力对耗能的影响。
4、通过限位摩擦板与摩擦片发生相对滑动产生摩擦力，可提高阻尼器的耗能能力，通过调节摩擦片及限位摩擦板表面的摩擦系数和螺栓预紧力，可调节金属耗能段的轴向拉力和摩擦片与限位摩擦板之间的摩擦力。
附图说明
图1金属屈服摩擦转角阻尼器应用；
图2金属屈服摩擦转角阻尼器俯视图；
图3摩擦片；
图4金属屈服摩擦转角阻尼器三维立体图。
图中：1—节点竖向构件；2—节点水平构件；3—固定连接板；4—位移放大板；5—金属屈服耗能段；6—限位摩擦板；7—固定螺栓；8—限位锚栓；9—摩擦片。

Claims (8)

1.一种金属屈服摩擦转角阻尼器，其特征在于：该阻尼器包括固定连接板(3)、位移放大板(4)、金属屈服耗能段(5)、限位摩擦结构，固定连接板(3)、位移放大板(4)相互垂直组成L型，金属屈服耗能段(5)设置在位移放大板(4)上，各个金属屈服耗能段(5)均匀等间距布置；
限位摩擦结构包括限位锚栓(8)、摩擦片(9)和限位摩擦板(6)，限位摩擦板(6)通过限位锚栓(8)与建筑基础连接，限位锚栓(8)与建筑基础表面之间设有摩擦片(9)，建筑基础为梁柱节点或柱与基础节点。
2.根据权利要求1所述的一种金属屈服摩擦转角阻尼器，其特征在于：位移放大板(4)、耗能段(5)、限位摩擦板(6)采用整块金属板加工成型；整块金属板与固定连接板(3)采用全渗透焊缝连接，或整块金属板与固定连接板(3)采用整体L型金属型材直接加工而成。
3.根据权利要求1所述的一种金属屈服摩擦转角阻尼器，其特征在于：位移放大板(4)、金属屈服耗能段(5)和限位摩擦板(6)的底面与工程结构节点的水平构件(2)顶面之间留有空隙，空隙的尺寸为摩擦板(9)的厚度与限位螺栓(8)的螺母厚度之和，保证位移放大板(4)、金属屈服耗能段(5)、限位摩擦板(6)为水平放置，在角度增大和缩小时，金属屈服耗能段(5)都能发挥耗能作用。
4.根据权利要求1所述的一种金属屈服摩擦转角阻尼器，其特征在于：位移放大板(4)横截面面积不小于金属屈服耗能段(5)横截面面积的两倍，保证在节点转角变化过程中位移放大板(4)不发生屈服，同时起到放大金属屈服耗能段(5)变形作用。
5.根据权利要求1所述的一种金属屈服摩擦转角阻尼器，其特征在于：所述限位摩擦板(6)设有一排螺栓孔，用来与限位锚栓(8)相连，螺栓孔为长圆孔；当阻尼器的金属屈服耗能段(5)受到超过预设的轴力时，限位摩擦板(6)、限位锚栓(8)和摩擦片(9)均发生相对滑动，由此产生滑动摩擦进行耗能。
6.根据权利要求1所述的一种金属屈服摩擦转角阻尼器，其特征在于：摩擦片(9)上设有与限位锚栓(8)同等直径的螺栓孔，固定在限位锚栓上，在限位摩擦板(6)上下布置摩擦片(9)；节点转动时，金属耗能段(5)带动限位摩擦板(6)移动，与限位锚栓(8)和摩擦片(9)发生相对滑动，限位锚栓(8)施加预紧力，相对滑动过程中摩擦片(9)与限位摩擦板(6)之间摩擦耗能；为提高摩擦耗能能力，限位摩擦板(6)上下表面采用磨砂处理；通过控制限位摩擦板(6)与摩擦片(9)的摩擦系数及限位锚栓(8)的预紧力来控制限位摩擦板(6)与限位锚栓(8)发生相对滑动的临界力。
7.根据权利要求1所述的一种金属屈服摩擦转角阻尼器，其特征在于：所述固定连接板(3)留有两排螺栓孔，通过固定螺栓(7)将固定连接板(3)固定到节点竖向构件(1)上，防止固定连接板(3)在竖向构件摇摆过程中底部受拉过大发生变形，第一排螺栓孔和第二排螺栓孔相平行，第一排螺栓孔设置在固定连接板(3)的顶部，第二排螺栓孔设置在靠近固定连接板(3)的底部位置。
8.根据权利要求1所述的一种金属屈服摩擦转角阻尼器，其特征在于：所述固定螺栓(7)采用预留螺栓孔的方式在节点竖向构件(1)相应位置留有孔道，安装时，采用穿心螺杆穿过孔道两端固定或在结构浇筑过程中直接预埋螺栓浇筑在竖向构件内形成固定螺栓(7)；限位螺栓(8)预先埋入水平构件。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117052007A (zh) * 2023-09-12 2023-11-14 北京交通大学 一种直线阻尼器及具有其的矩形阻尼器

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1641243A (zh) * 2003-12-04 2005-07-20 佐藤孝典 螺栓连接构造和阻尼器构造
JP4060311B2 (ja) * 2003-12-04 2008-03-12 孝典 佐藤 ボルト締結構造体
CN101936043A (zh) * 2010-08-11 2011-01-05 东南大学 摩擦耗能型自定心墩柱结构节点连接装置
KR20110018282A (ko) * 2010-09-20 2011-02-23 김영갑 이중 철골프레임 내진보강장치
JP5752847B1 (ja) * 2013-09-27 2015-07-22 日立機材株式会社 設計支援プログラム及び構造計算プログラム
CN105908621A (zh) * 2016-06-29 2016-08-31 北京工业大学 一种损伤可控的自复位节段预制拼装钢管混凝土桥墩及作法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1641243A (zh) * 2003-12-04 2005-07-20 佐藤孝典 螺栓连接构造和阻尼器构造
JP4060311B2 (ja) * 2003-12-04 2008-03-12 孝典 佐藤 ボルト締結構造体
CN101936043A (zh) * 2010-08-11 2011-01-05 东南大学 摩擦耗能型自定心墩柱结构节点连接装置
KR20110018282A (ko) * 2010-09-20 2011-02-23 김영갑 이중 철골프레임 내진보강장치
JP5752847B1 (ja) * 2013-09-27 2015-07-22 日立機材株式会社 設計支援プログラム及び構造計算プログラム
CN105908621A (zh) * 2016-06-29 2016-08-31 北京工业大学 一种损伤可控的自复位节段预制拼装钢管混凝土桥墩及作法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
葛楠等: "《结构减震隔震分析与计算》", 31 August 2013 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117052007A (zh) * 2023-09-12 2023-11-14 北京交通大学 一种直线阻尼器及具有其的矩形阻尼器
CN117052007B (zh) * 2023-09-12 2024-04-09 北京交通大学 一种直线阻尼器及具有其的矩形阻尼器

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