CN109113201A - 一种高阻尼梁柱铰接节点 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高阻尼梁柱铰接节点，包括立柱，安装在立柱上的横梁，第一连接板，第二连接板，第一异型块，第二异型块，多个阻尼件，异型钢块，第一连接轴，第二连接轴，滑块；异型钢块包括一体形成的两块钢板和连接部，两块钢板分居连接部的两侧，第一连接轴贯穿第一异型块和连接部，第二异型块包括一体形成的内弧块和剪切板，剪切板设置在内弧块的内侧表面上，剪切板位于两块钢板之间，连接部贯穿内弧块，滑块滑动式地置于连接部的内部，第二连接轴贯穿内弧块和滑块；阻尼件的一端固定在其中一块钢板上，阻尼件的另一端固定在另一块钢板上。本节点能承受结构荷载且能起到良好的阻尼耗能的效果，属于房屋抗震的技术领域。
Description
技术领域
本发明涉及房屋抗震的技术领域，尤其涉及一种高阻尼梁柱铰接节点。
背景技术
装配式结构因其具备生产效率高、构件质量好、建筑垃圾少、节约资源和能源、实现了四节一环保的绿色发展要求等优点被国内外广泛应用。预制装配式结构主要由预制构件和节点连接构成，其中节点连接作为装配式结构中重要的传力构件，要求其性能良好、传力明确，在地震作用下不发生破坏，以保证结构整体的稳定性。因此，如何保证装配式结构节点连接的性能，是装配式结构研究中的重要内容。
近年来国内外许多学者对装配式结构节点进行了研究与分析，并取得了一定的研究成果，但仍多注重于节点强度，而对其耗能能力、塑性可控能力等影响结构整体失效模式的性能研究较少。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种高阻尼梁柱铰接节点，能起到良好的阻尼耗能的效果。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种高阻尼梁柱铰接节点，包括立柱，安装在立柱上的横梁，固定在横梁上的第一连接板，固定在立柱上的第二连接板，第一异型块，第二异型块，多个阻尼件，异型钢块，第一连接轴，第二连接轴，滑块；异型钢块包括一体形成的两块钢板和连接部，两块钢板分居连接部的两侧，第一连接轴贯穿第一异型块和连接部，第二异型块包括一体形成的内弧块和剪切板，剪切板设置在内弧块的内侧表面上，剪切板位于两块钢板之间，连接部贯穿内弧块，滑块滑动式地置于连接部的内部，第二连接轴贯穿内弧块和滑块；第一异型块的一端与第一连接板相固定，第一异型块的另一端和第二连接板之间留有空隙，内弧块的一端与第二连接板相固定，内弧块的另一端和第一连接板之间留有空隙，剪切板和第一连接板之间留有空隙，第一连接板和第二连接板与钢板之间均留有空隙；钢板和剪切板上设有多个通孔，阻尼件穿过钢板和剪切板，阻尼件的一端固定在其中一块钢板上，阻尼件的另一端固定在另一块钢板上。
进一步的是：其中一些阻尼件的圆周侧面上设有阻尼橡胶，阻尼橡胶位于剪切板的通孔内，阻尼橡胶和剪切板通孔处的内壁留有缝隙。
进一步的是：剪切板的其中一些通孔处的内壁上设有阻尼橡胶，阻尼橡胶和阻尼件之间留有缝隙。
进一步的是：阻尼件包括一体成形且依次连接在一起的第一圆柱部、第一圆台部、第二圆台部、第二圆柱部、第三圆台部、第四圆台部、第三圆柱部；第一圆柱部位于其中一块钢板的通孔内，第三圆柱部位于另一块钢板的通孔内，第二圆柱部贯穿剪切板，阻尼件的宽度从第一圆台部和第二圆台部的相交处到第一圆柱部或第二圆柱部的过程中逐渐增大，阻尼件的宽度从第三圆台部和第四圆台部的相交处到第二圆柱部或第三圆柱部的过程中逐渐增大。
进一步的是：第一异型块包括一体成形的外弧块和分别位于外弧块两侧的两块弧形挡板，外弧块上设有缺口槽，弧形挡板上设有通孔，外弧块上的缺口槽和弧形挡板上的通孔相通，内弧块位于外弧块的内侧且位于两块弧形挡板之间，连接部的端部位于外弧块的缺口槽内，第一连接轴穿过弧形挡板上的通孔。
进一步的是：内弧块上设有通孔和缺口槽，剪切板上设有避位槽，内弧块上的通孔和缺口槽相通，内弧块上的缺口槽和剪切板上的避位槽相通，连接部穿过内弧块上的缺口槽，连接部的下部位于剪切板的避位槽处，第二连接轴穿过内弧块上的通孔。
进一步的是：横梁铰接式地安装在立柱上，立柱上设有铰支座，横梁上设有铰块，铰块转动式地安装在铰支座上。
进一步的是：铰支座上设有连杆，连杆穿过铰块。
进一步的是：阻尼件为软钢。
总的说来，本发明具有如下优点：
在阻尼耗能过程中，与剪切板上通孔处的内壁相接触的阻尼件先发生剪切变形，从而起到阻尼耗能的效果，当剪切板和钢板之间的位移差较大时，与剪切板上通孔处的内壁不相接触的阻尼件(设有阻尼橡胶的那些阻尼件)发生剪切变形，从而进一步起到阻尼耗能的效果，阻尼橡胶可以增强阻尼效果，能适应不同强度的地震。该节点能承受结构荷载，又可以通过变形耗能，本节点的软钢钢质连接具备施工便利易安装、干连接可拆卸、耗能能力良好且稳定的特点。钢材具有良好的极限承载能力，可以做成铰接，混凝土就做成不了。
附图说明
图1是本铰接节点主视方向的结构示意图。
图2是本铰接节点立体方向的结构示意图。
图3是第一连接板、第二连接板、第一异型块、第二异型块、阻尼件、异型钢块装配的结构示意图。
图4是第一异型块、第二异型块、异型钢块爆炸的结构示意图。
图5是第二异型块、异型钢块装配的结构示意图。
图6是第一异型块、异型钢块装配的结构示意图。
图7是第一异型块的结构示意图。
图8是第二异型块的结构示意图。
图9是异型钢块、第一连接轴、第二连接轴、滑块装配的结构示意图。
图10是第二异型块、异型钢块装配主视方向的结构示意图。
图11是阻尼件主视方向的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式来对本发明做进一步详细的说明。
为了便于统一查看说明书附图里面的各个附图标记，现对说明书附图里出现的附图标记统一说明如下：
1为立柱，2为横梁，3为铰支座，4为铰块，5为第一连接板，6为第二连接板，7为第一异型块，8为第二异型块，9为异型钢块，10为阻尼件，11为第一连接轴，12为第二连接轴，13为滑块，7-1为外弧块，7-2为弧形挡板，7-3为外弧块上的通孔，7-4为外弧块上的缺口槽，8-1为内弧块，8-2为剪切板，8-3为内弧块上的通孔，8-4为内弧块上的缺口槽，8-5为剪切板上的避位槽，9-1为连接部，9-2为钢板，10-1为第一圆柱部，10-2为第一圆台部，10-3为第二圆台部，10-4为第二圆柱部，10-5为第三圆台部，10-6为第四圆台部，10-7为第三圆柱部。
为叙述方便，现对下文所说的方位说明如下：下文所说的上下左右前后方向与图1本身的投影的方位一致，下文所说的内侧即内弧块或外弧块的圆心所在的方位为内。
结合图1、图2、图3、图4所示，一种高阻尼梁柱铰接节点，包括立柱，安装在立柱上的横梁，固定在横梁上的第一连接板，固定在立柱上的第二连接板，第一异型块，第二异型块，多个阻尼件，异型钢块，第一连接轴，第二连接轴，滑块。结合图4、图5、图6、图9所示，异型钢块包括一体形成的两块钢板和连接部，两块钢板和连接部是一体的结构，是一个整体，两块钢板分居连接部的前后两侧，一块钢板连接在连接部下部的前侧，另一块钢板连接在连接部下部的后侧。第一连接轴贯穿第一异型块和连接部，第一连接轴穿过连接部的上部。结合图3、图4、图8所示，第二异型块包括一体形成的内弧块和剪切板，剪切板设置在内弧块的内侧表面上且位于内侧表面的中间位置上，剪切板位于两块钢板之间，即两块钢板分居剪切板的前后两侧，剪切板和两块钢板均是竖直放置的，连接部贯穿内弧块，连接部从外向内穿过了内弧块。结合图4、图9所示，滑块滑动式地置于连接部的内部，连接部的内部设有矩形槽，滑块位于该矩形槽内，滑块可以在矩形槽内相对连接部滑动。第二连接轴贯穿内弧块和滑块，第二连接轴穿过滑块。结合图1、图2所示，第一异型块的一端(下端)与第一连接板相固定，第一异型块的另一端(上端)和第二连接板之间留有空隙，该空隙比较大，使第一异型块具有足够的移动空间。内弧块的一端(左端)与第二连接板相固定，内弧块的另一端(下端)和第一连接板之间留有空隙，该空隙比较大，使第二异型块具有足够的移动空间。剪切板和第一连接板之间也留有比较大的空隙，第一连接板和第二连接板与钢板之间均留有空隙，即钢板与第一连接板之间留有比较大的空隙，钢板与第二连接板之间也留有比较大的空隙，使得在阻尼耗能过程中，钢板不会碰触到第一连接板和第二连接板，剪切板不会碰触到第一连接板。钢板和剪切板上设有多个通孔，阻尼件从钢板上的通孔和剪切板上的通孔穿过钢板和剪切板，阻尼件的一端固定在其中一块钢板上，阻尼件的另一端固定在另一块钢板上。
结合图3、图8、图10所示，阻尼件与剪切板的配合方式有两种，第一种是：其中一些阻尼件的圆周侧面上设有阻尼橡胶，这些阻尼橡胶套在相应阻尼件的圆周侧面上，阻尼橡胶位于剪切板的通孔内，阻尼橡胶和剪切板通孔处的内壁留有缝隙。剩余的阻尼件则没有阻尼橡胶，剩余的这些阻尼件直接穿过剪切板处的通孔，且剩余这些阻尼件与剪切板上通孔处的内壁是相接触的，则在阻尼耗能过程中，与剪切板上通孔处的内壁相接触的阻尼件先发生剪切变形，从而起到阻尼耗能的效果，当剪切板和钢板之间的位移差较大时，与剪切板上通孔处的内壁不相接触的阻尼件(设有阻尼橡胶的那些阻尼件)发生剪切变形，从而进一步起到阻尼耗能的效果，阻尼橡胶可以增强阻尼效果，能适应不同强度的地震。
结合图3、图8、图10所示，阻尼件与剪切板的配合方式的第二种是：剪切板的其中一些通孔处的内壁上设有阻尼橡胶，阻尼件穿过阻尼橡胶，阻尼橡胶和阻尼件之间留有缝隙。剩余的阻尼件则没有阻尼橡胶，剩余的这些阻尼件直接穿过剪切板处的通孔，且剩余这些阻尼件与剪切板上通孔处的内壁是相接触的，则在阻尼耗能过程中，与剪切板上通孔处的内壁相接触的阻尼件先发生剪切变形，从而起到阻尼耗能的效果，当剪切板和钢板之间的位移差较大时，与剪切板上通孔处的内壁不相接触的阻尼件(设有阻尼橡胶的那些阻尼件)发生剪切变形，从而进一步起到阻尼耗能的效果，阻尼橡胶可以增强阻尼效果，能适应不同强度的地震。
结合图11所示，阻尼件为软钢。阻尼件包括一体成形且依次连接在一起的第一圆柱部、第一圆台部、第二圆台部、第二圆柱部、第三圆台部、第四圆台部、第三圆柱部。第一圆柱部位于其中一块钢板的通孔内，第三圆柱部位于另一块钢板的通孔内，第二圆柱部贯穿剪切板，阻尼件以第二圆柱部的中心对称，阻尼件的宽度从第一圆台部和第二圆台部的相交处到第一圆柱部或第二圆柱部的过程中逐渐增大，阻尼件的宽度从第三圆台部和第四圆台部的相交处到第二圆柱部或第三圆柱部的过程中逐渐增大。
结合图4、图6、图7所示，第一异型块包括一体成形的外弧块和分别位于外弧块两侧的两块弧形挡板。外弧块位于内弧块的外侧，其中一块弧形挡板位于外弧块的前侧，另一块弧形挡板位于外弧块的后侧，弧形挡板竖直放置，外弧块上设有缺口槽，弧形挡板上设有通孔，外弧块上的缺口槽和弧形挡板上的通孔相通，内弧块位于外弧块的内侧且位于两块弧形挡板之间，即两块弧形挡板分居内弧块的前后两侧，连接部的上端部位于外弧块的缺口槽内，第一连接轴穿过弧形挡板上的通孔，第一连接轴依次穿过弧形挡板上的通孔、连接部的上端部、弧形挡板上的通孔。第一连接轴与连接部是分体的结构，这样可以便于将外弧块和连接部通过第一连接轴连接起来。
内弧块上设有通孔和缺口槽，剪切板上设有避位槽，内弧块上的通孔和缺口槽相通，内弧块上的缺口槽和剪切板上的避位槽相通，连接部从外向内穿过内弧块上的缺口槽，连接部的下部位于剪切板的避位槽处，第二连接轴穿过内弧块上的通孔，第二连接轴依次穿过内弧块上的通孔、滑块、内弧块上的通孔。
横梁铰接式地安装在立柱上，立柱上设有铰支座，横梁上设有铰块，铰块转动式地安装在铰支座上。铰支座上设有连杆，连杆穿过铰块。
本高阻尼梁柱铰接节点的工作原理：当发生地震时，横梁和立柱发生相对位移或相对角度，则迫使第一异型块和第二异型块发生相对位移，第一异型块通过第一连接轴驱动异型钢块移动，进而使得钢板和剪切板发生相对移动，从而使得阻尼件发生变形，阻尼件的变形能起到阻尼耗能的效果，在钢板和剪切板发生相对移动时，滑块在连接部的矩形槽内发生相对位移。在阻尼耗能过程中，与剪切板上通孔处的内壁相接触的阻尼件先发生剪切变形，从而起到阻尼耗能的效果，当剪切板和钢板之间的位移差较大时，与剪切板上通孔处的内壁不相接触的阻尼件(设有阻尼橡胶的那些阻尼件)发生剪切变形，从而进一步起到阻尼耗能的效果，阻尼橡胶可以增强阻尼效果，能适应不同强度的地震。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种高阻尼梁柱铰接节点，其特征在于：包括立柱，安装在立柱上的横梁，固定在横梁上的第一连接板，固定在立柱上的第二连接板，第一异型块，第二异型块，多个阻尼件，异型钢块，第一连接轴，第二连接轴，滑块；异型钢块包括一体形成的两块钢板和连接部，两块钢板分居连接部的两侧，第一连接轴贯穿第一异型块和连接部，第二异型块包括一体形成的内弧块和剪切板，剪切板设置在内弧块的内侧表面上，剪切板位于两块钢板之间，连接部贯穿内弧块，滑块滑动式地置于连接部的内部，第二连接轴贯穿内弧块和滑块；第一异型块的一端与第一连接板相固定，第一异型块的另一端和第二连接板之间留有空隙，内弧块的一端与第二连接板相固定，内弧块的另一端和第一连接板之间留有空隙，剪切板和第一连接板之间留有空隙，第一连接板和第二连接板与钢板之间均留有空隙；钢板和剪切板上设有多个通孔，阻尼件穿过钢板和剪切板，阻尼件的一端固定在其中一块钢板上，阻尼件的另一端固定在另一块钢板上。
2.按照权利要求1所述的一种高阻尼梁柱铰接节点，其特征在于：其中一些阻尼件的圆周侧面上设有阻尼橡胶，阻尼橡胶位于剪切板的通孔内，阻尼橡胶和剪切板通孔处的内壁留有缝隙。
3.按照权利要求1所述的一种高阻尼梁柱铰接节点，其特征在于：剪切板的其中一些通孔处的内壁上设有阻尼橡胶，阻尼橡胶和阻尼件之间留有缝隙。
4.按照权利要求1所述的一种高阻尼梁柱铰接节点，其特征在于：阻尼件包括一体成形且依次连接在一起的第一圆柱部、第一圆台部、第二圆台部、第二圆柱部、第三圆台部、第四圆台部、第三圆柱部；第一圆柱部位于其中一块钢板的通孔内，第三圆柱部位于另一块钢板的通孔内，第二圆柱部贯穿剪切板，阻尼件的宽度从第一圆台部和第二圆台部的相交处到第一圆柱部或第二圆柱部的过程中逐渐增大，阻尼件的宽度从第三圆台部和第四圆台部的相交处到第二圆柱部或第三圆柱部的过程中逐渐增大。
5.按照权利要求1所述的一种高阻尼梁柱铰接节点，其特征在于：第一异型块包括一体成形的外弧块和分别位于外弧块两侧的两块弧形挡板，外弧块上设有缺口槽，弧形挡板上设有通孔，外弧块上的缺口槽和弧形挡板上的通孔相通，内弧块位于外弧块的内侧且位于两块弧形挡板之间，连接部的端部位于外弧块的缺口槽内，第一连接轴穿过弧形挡板上的通孔。
6.按照权利要求1所述的一种高阻尼梁柱铰接节点，其特征在于：内弧块上设有通孔和缺口槽，剪切板上设有避位槽，内弧块上的通孔和缺口槽相通，内弧块上的缺口槽和剪切板上的避位槽相通，连接部穿过内弧块上的缺口槽，连接部的下部位于剪切板的避位槽处，第二连接轴穿过内弧块上的通孔。
7.按照权利要求1所述的一种高阻尼梁柱铰接节点，其特征在于：横梁铰接式地安装在立柱上，立柱上设有铰支座，横梁上设有铰块，铰块转动式地安装在铰支座上。
8.按照权利要求7所述的一种高阻尼梁柱铰接节点，其特征在于：铰支座上设有连杆，连杆穿过铰块。
9.按照权利要求1所述的一种高阻尼梁柱铰接节点，其特征在于：阻尼件为软钢。
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