CN112144688A - 一种双面剪切型方钢管阻尼器及作法 - Google Patents

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Abstract

本发明双面剪切型方钢管阻尼器主要由方钢管，翼缘约束板，连接螺栓构成。方钢管侧面为剪切耗能面，剪切耗能面两端焊接剪切耗能面约束板；方钢管上翼缘、方钢管下翼缘均预留翼缘螺栓孔，翼缘螺栓孔用于和框架梁、框架柱、填充墙连接，其直径和间距可根据实际工程需要由计算确定；翼缘约束板置于方钢管上翼缘、方钢管下翼缘内侧，且比方钢管上翼缘、方钢管下翼缘略长，并预留翼缘约束板螺栓孔，翼缘约束板中部翼缘约束板螺栓孔的直径和间距与翼缘螺栓相同，通过连接螺栓将方钢管与框架梁、框架柱、填充墙连接，翼缘约束板端部翼缘约束板螺栓孔通过连接螺栓直接与框架梁、框架柱、填充墙连接，防止方钢管上翼缘、方钢管下翼缘屈服翘起。

Description

一种双面剪切型方钢管阻尼器及作法
技术领域
本发明涉及一种双面剪切型方钢管阻尼器及作法，属于工程结构减震技术领域。背景技术
我国属于地震高发国家，城乡建筑抗震性能较差。剪切型金属阻尼器利用自身塑性变形消耗地震能量，可显著高建筑的综合抗震能力，金属阻尼器的可更换性，可促进建筑震后功能的快速恢复。传统剪切型金属阻尼器，结构复杂，造价高，主要用于高层或超高层建筑，不适于在低多层建筑中应用。
本发明提出了一种双面剪切型方钢管金属阻尼器，用方钢管两个侧面作为剪切耗能面，方钢管的顶面和底面作为连接端，具有成本低，构造简单，施工简便等优点，应用前景良好。
发明内容
本发明克服传统剪切型金属阻尼器缺陷，提出一种双面剪切型方钢管阻尼器。该装置利用方钢管两个侧面的面内剪切变形，耗散地震能量；方钢管的顶面和底面作为连接端与结构主体用螺栓连接，施工简便，成本低，具有良好的震后恢复功能。该阻尼器既可用于高层结构，亦可用于造价较低的低多层建筑。
本发明双面剪切型方钢管阻尼器主要由方钢管1，翼缘约束板2，连接螺栓3构成。其中方钢管1由Q235钢、低屈服点钢等制成，优先选用低屈服点无缝钢管；方钢管侧面为剪切耗能面4，剪切耗能面4两端焊接剪切耗能面约束板9；方钢管上翼缘5、方钢管下翼缘6均预留翼缘螺栓孔7，翼缘螺栓孔7用于和框架梁10、框架柱11、填充墙13连接，其直径和间距可根据实际工程需要由计算确定；翼缘约束板2置于方钢管上翼缘5、方钢管下翼缘6内侧，且比方钢管上翼缘5、方钢管下翼缘6略长，并预留翼缘约束板螺栓孔8，翼缘约束板2中部翼缘约束板螺栓孔8的直径和间距与翼缘螺栓孔7相同，通过连接螺栓3将方钢管1与框架梁10、框架柱11、填充墙13连接，翼缘约束板2端部翼缘约束板螺栓孔8通过连接螺栓3直接与框架梁10、框架柱11、填充墙13连接，防止方钢管上翼缘5、方钢管下翼缘6屈服翘起，翼缘约束板2的厚度由计算确定，确保方钢管1与框架梁10、框架柱11、填充墙13连接牢固；剪切耗能面约束板9与方钢管侧面4垂直，并与方钢管侧面4、和方钢管上翼缘5、方钢管下翼缘6焊接，确保方钢管侧面4发生平面内剪切变形，同时剪切耗能面约束板9的弯曲变形也能消耗地震能量；连接螺栓3为摩擦型高强螺栓，其主要功能是将方钢管1和翼缘约束板2与主体结构连接，确保主体结构变形时，方钢管上翼缘5、方钢管下翼缘6与主体结构连接牢固，方钢管侧面4发生剪切变形。
所述双面剪切型方钢管阻尼器，其特征在于：方钢管1由Q235钢、低屈服点钢制成，优先选用低屈服点无缝钢管，方钢管上翼缘5通过翼缘约束板2、连接螺栓3与框架梁10、框架柱11、填充墙13连接，方钢管下翼缘6通过翼缘约束板2、连接螺栓3与框架梁10、框架柱11、填充墙13连接。
所述双面剪切型方钢管阻尼器，其特征在于：所述方钢管侧面为剪切耗能面4，方钢管侧面4两端焊接剪切耗能面约束板9，剪切耗能面约束板9确保方钢管侧面4发生面内剪切变形。
所述双面剪切型方钢管阻尼器，其特征在于：所述方钢管上翼缘5、方钢管下翼缘6均预留翼缘螺栓孔7，翼缘螺栓孔7用于和框架梁10、框架柱11、填充墙13连接，其直径和间距可根据实际工程需要由计算确定。
所述双面剪切型方钢管阻尼器，其特征在于：翼缘约束板2置于方钢管上翼缘5、方钢管下翼缘6内侧，且比方钢管上翼缘5、方钢管下翼缘6略长，并预留翼缘约束板螺栓孔8，翼缘约束板2中部翼缘约束板螺栓孔8的直径和间距与翼缘螺栓孔7相同，通过连接螺栓3将方钢管1与框架梁10、框架柱11、填充墙13连接，翼缘约束板2端部翼缘约束板螺栓孔8通过连接螺栓3直接与框架梁10、框架柱11、填充墙13连接，约束方钢管上翼缘5、方钢管下翼缘6屈服翘起，翼缘约束板2的厚度由计算确定，确保方钢管1与主体结构连接牢固。
所述双面剪切型方钢管阻尼器，其特征在于：所述剪切耗能面约束板9与方钢管侧面4垂直，并与方钢管侧面4、和方钢管上翼缘5、方钢管下翼缘6焊接，确保方钢管侧面4发生平面内剪切变形，同时剪切耗能面约束板9的弯曲变形也能消耗地震能量；
所述双面剪切型方钢管阻尼器，其特征在于：所述连接螺栓3为摩擦型高强螺栓，其主要功能是将方钢管1和翼缘约束板2与主体结构连接，确保主体结构变形时，方钢管上翼缘5、方钢管下翼缘6与主体结构连接牢固，方钢管侧面4发生剪切变形。
本发明适用于地震作用下，建筑结构剪切变形较大的位置，如高层建筑开缝剪力墙之间，框架梁、柱与填充墙之间等。本发明利用方钢管侧面剪切变形消耗地震能量，减小混凝土构件的破坏，提升结构整体的减震能力，控制损伤部位，使建筑结构震后功能可快速恢复，减少经济损失。
本发明的有益效果：
本发明采用方钢管制作，承载力与刚度设计灵活，可根据需求，串联或并联多个阻尼器；方钢管整体性好，避免焊接质量不稳定对阻尼器力学性能的影响；采用全螺栓装配的连接方式，形式简单，拆装方便，具有较好的震后恢复性；；构造简单，造价低，应用前景良好。
（四）附图说明
图1：双面剪切型方钢管阻尼器三维结构示意图。
图2：双面剪切型方钢管阻尼器安装示意图。
图3：双面剪切型方钢管阻尼器正立面示意图
图4：双面剪切型方钢管阻尼器侧立面示意图
图5：方钢管1侧立面示意图
图6：方钢管1平面示意图
图7：方钢管1正立面示意图
图8：翼缘约束板2正立面示意图
图9：翼缘约束板2侧立面示意图
图10：翼缘约束板2平面示意图
图中：1-方钢管，2-翼缘约束板，3-连接螺栓，4-剪切耗能面，5-方钢管上翼缘，6-方钢管下翼缘，7-翼缘螺栓孔，8-翼缘约束板螺栓孔，9-剪切耗能面约束板，10-框架梁，11-框架柱，12-双面剪切型方钢管阻尼器。
（五）具体实施方式
以下结合附图1-10，对本发明的优选实施例进行说明，应当理解此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
图1-10所示，是本发明的双面剪切型方钢管阻尼器主要由方钢管1，翼缘约束板2，连接螺栓3构成。其中方钢管1由Q235钢、低屈服点钢等制成，优先选用低屈服点无缝钢管；方钢管侧面为剪切耗能面4，剪切耗能面4两端焊接剪切耗能面约束板9；方钢管上翼缘5、方钢管下翼缘6均预留翼缘螺栓孔7，翼缘螺栓孔7用于和框架梁10、框架柱11、填充墙13连接，其直径和间距可根据实际工程需要由计算确定；翼缘约束板2置于方钢管上翼缘5、方钢管下翼缘6内侧，且比方钢管上翼缘5、方钢管下翼缘6略长，并预留翼缘约束板螺栓孔8，翼缘约束板2中部翼缘约束板螺栓孔8的直径和间距与翼缘螺栓孔7相同，通过连接螺栓3将方钢管1与框架梁10、框架柱11、填充墙13连接，翼缘约束板2端部翼缘约束板螺栓孔8通过连接螺栓3直接与框架梁10、框架柱11、填充墙13连接，防止方钢管上翼缘5、方钢管下翼缘6屈服翘起，翼缘约束板2的厚度由计算确定，确保方钢管1与框架梁10、框架柱11、填充墙13连接牢固；剪切耗能面4约束板9与方钢管侧面4垂直，并与方钢管侧面4、和方钢管上翼缘5、方钢管下翼缘6焊接，确保方钢管侧面4发生平面内剪切变形，同时剪切耗能面4约束板9的弯曲变形也能消耗地震能量；连接螺栓3为摩擦型高强螺栓，其主要功能是将方钢管1和翼缘约束板2与主体结构连接，确保主体结构变形时，方钢管上翼缘5、方钢管下翼缘6与主体结构连接牢固，方钢管侧面4发生剪切变形。

Claims (7)

1.一种双面剪切型方钢管阻尼器主要由：方钢管1，翼缘约束板2，连接螺栓3构成；其中方钢管1由Q235钢、低屈服点钢等制成，优先选用低屈服点无缝钢管；方钢管侧面为剪切耗能面4，剪切耗能面4两端焊接剪切耗能面约束板9；方钢管上翼缘5、方钢管下翼缘6均预留翼缘螺栓孔7，翼缘螺栓孔7用于和框架梁10、框架柱11、填充墙13连接，其直径和间距可根据实际工程需要由计算确定；翼缘约束板2置于方钢管上翼缘5、方钢管下翼缘6内侧，且比方钢管上翼缘5、方钢管下翼缘6略长，并预留翼缘约束板螺栓孔8，翼缘约束板2中部翼缘约束板螺栓孔8的直径和间距与翼缘螺栓孔7相同，通过连接螺栓3将方钢管1与框架梁10、框架柱11、填充墙13连接，翼缘约束板2端部翼缘约束板螺栓孔8通过连接螺栓3直接与框架梁10、框架柱11、填充墙13连接，防止方钢管上翼缘5、方钢管下翼缘6屈服翘起，翼缘约束板2的厚度由计算确定，确保方钢管1与框架梁10、框架柱11、填充墙13连接牢固；剪切耗能面约束板9与方钢管侧面4垂直，并与方钢管侧面4、和方钢管上翼缘5、方钢管下翼缘6焊接，确保方钢管侧面4发生平面内剪切变形，同时剪切耗能面约束板9的弯曲变形也能消耗地震能量；连接螺栓3为摩擦型高强螺栓，其主要功能是将方钢管1和翼缘约束板2与主体结构连接，确保主体结构变形时，方钢管上翼缘5、方钢管下翼缘6与主体结构连接牢固，方钢管侧面4发生剪切变形。
2.根据权利要求1所述双面剪切型方钢管阻尼器，其特征在于：所述方钢管1由Q235钢、低屈服点钢制成，优先选用低屈服点无缝钢管，方钢管上翼缘5通过翼缘约束板2、连接螺栓3与框架梁10、框架柱11、填充墙13连接，方钢管下翼缘6通过翼缘约束板2、连接螺栓3与框架梁10、框架柱11、填充墙13连接。
3.根据权利要求1所述双面剪切型方钢管阻尼器，其特征在于：所述剪切耗能面4为方钢管侧面，其两端焊接剪切耗能面约束板9，剪切耗能面约束板9确保方钢管侧面4发生面内剪切变形。
4.根据权利要求1所述双面剪切型方钢管阻尼器，其特征在于：所述方钢管上翼缘5、方钢管下翼缘6均预留翼缘螺栓孔7，翼缘螺栓孔7用于和框架梁10、框架柱11、填充墙13连接，其直径和间距可根据实际工程需要由计算确定。
5.根据权利要求1所述双面剪切型方钢管阻尼器，其特征在于：所述翼缘约束板2置于方钢管上翼缘5、方钢管下翼缘6内侧，且比方钢管上翼缘5、方钢管下翼缘6略长，并预留翼缘约束板螺栓孔8，翼缘约束板2中部翼缘约束板螺栓孔8的直径和间距与翼缘螺栓孔7相同，通过连接螺栓3将方钢管1与框架梁10、框架柱11、填充墙13连接，翼缘约束板2端部翼缘约束板螺栓孔8通过连接螺栓3直接与框架梁10、框架柱11、填充墙13连接，约束方钢管上翼缘5、方钢管下翼缘6屈服翘起，翼缘约束板2的厚度由计算确定，确保方钢管1与主体结构连接牢固。
6.根据权利要求1所述双面剪切型方钢管阻尼器，其特征在于：所述剪切耗能面约束板9与方钢管侧面4垂直，并与方钢管侧面4、和方钢管上翼缘5、方钢管下翼缘6焊接，确保方钢管侧面4发生平面内剪切变形，同时剪切耗能面约束板9的弯曲变形也能消耗地震能量。
7.根据权利要求1所述双面剪切型方钢管阻尼器，其特征在于：所述连接螺栓3为摩擦型高强螺栓，其主要功能是将方钢管1和翼缘约束板2与主体结构连接，确保主体结构变形时，方钢管上翼缘5、方钢管下翼缘6与主体结构连接牢固，方钢管侧面4发生剪切变形。
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