CN112144690A - 一种弯剪混合型方钢管阻尼器及作法 - Google Patents

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Abstract

本发明弯剪混合型方钢管阻尼器主要由方钢管，弯曲耗能板，翼缘约束板，连接螺栓构成。方钢管侧面为矩形耗能面，可以承受剪切荷载耗能；剪切耗能面两端焊接弯曲耗能板，弯曲耗能板呈X形，可以承受弯曲荷载耗能；方钢管上翼缘、方钢管下翼缘焊接翼缘约束板，翼缘约束板置于方钢管上翼缘、方钢管下翼缘外侧，且比方钢管上翼缘、方钢管下翼缘略长，并在翼缘约束板两端预留螺栓孔，其直径和间距可根据实际工程需要由计算确定，通过连接螺栓将方钢管与框架梁、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

一种弯剪混合型方钢管阻尼器及作法
技术领域
本发明涉及一种方钢管弯剪混合型阻尼器及作法，属于工程结构减震技术领域。
背景技术
地震作为自然灾害之一，对人类的生存和发展造成了极大的威胁，造成的直接和间接损失难以估计。金属阻尼器一般设置在非承重结构部位，通过阻尼器变形耗能保全主体结构，即增强了房屋的减震性能，又实现了震后功能可恢复的作用。传统金属阻尼器，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。
本发明提出了一种弯剪混合型方钢管金属阻尼器，用方钢管侧面作为剪切耗能面，弯曲耗能板作为弯曲耗能面，可同时承担剪切荷载与弯曲荷载，翼缘约束板作为连接端，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
本发明克服传统金属阻尼器缺陷，提出一种弯剪混合型方钢管阻尼器。该装置利用方钢管两个侧面的面内剪切变形与弯曲耗能板的面外弯曲变形，耗散地震能量；翼缘约束板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。
本发明弯剪混合型方钢管阻尼器主要由方钢管，弯曲耗能板，翼缘约束板，连接螺栓构成。其中方钢管由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，可以承担剪切荷载耗能；剪切耗能面两端焊接弯曲耗能板，弯曲耗能板呈X形，可以承受弯曲荷载耗能；方钢管上翼缘、方钢管下翼缘焊接翼缘约束板，翼缘约束板置于方钢管上翼缘、方钢管下翼缘外侧，方钢管上翼缘、方钢管下翼缘两端焊接弯曲耗能板；翼缘约束板比方钢管上翼缘、方钢管下翼缘略长，并在翼缘约束板两端预留螺栓孔，其直径和间距可根据实际工程需要由计算确定，通过连接螺栓将翼缘约束板与框架梁、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，翼缘约束板的厚度由计算确定，确保方钢管与框架梁、框架柱、填充墙连接牢固；弯曲耗能板与方钢管侧面垂直，并与翼缘约束板、方钢管侧面、方钢管上翼缘、方钢管下翼缘焊接，确保方钢管侧面发生平面内剪切变形，同时弯曲耗能板弯曲变形也能消耗地震能量；连接螺栓为摩擦型高强螺栓，其主要功能是将翼缘约束板与主体结构连接，确保主体结构变形时，方钢管上翼缘、方钢管下翼缘与主体结构连接牢固，方钢管侧面与弯曲耗能板变形耗能。
所述弯剪混合型方钢管阻尼器，其特征在于：所述方钢管由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、方钢管下翼缘通过焊接与翼缘约束板连接。
所述弯剪混合型方钢管阻尼器，其特征在于：所述剪切耗能面为方钢管侧面，可以承担剪切荷载耗能，剪切耗能面两端焊接弯曲耗能板，可以承担弯曲荷载耗能。
所述弯剪混合型方钢管阻尼器，其特征在于：所述方钢管上翼缘、方钢管下翼缘焊接翼缘约束板，翼缘约束板置于方钢管上翼缘、方钢管下翼缘外侧，方钢管上翼缘、方钢管下翼缘两端焊接弯曲耗能板。
所述弯剪混合型方钢管阻尼器，其特征在于：所述翼缘约束板置于方钢管上翼缘、方钢管下翼缘外侧，且比方钢管上翼缘、方钢管下翼缘略长，并在翼缘约束板两端预留螺栓孔，其直径和间距可根据实际工程需要由计算确定，通过连接螺栓将方钢管与框架梁、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，翼缘约束板的厚度由计算确定，确保方钢管与框架梁、框架柱、填充墙连接牢固。
所述弯剪混合型方钢管阻尼器，其特征在于：所述弯曲耗能板呈X形，与方钢管侧面垂直，并与翼缘约束板、方钢管侧面、和方钢管上翼缘、方钢管下翼缘焊接，确保方钢管侧面发生平面内剪切变形，同时弯曲耗能板弯曲变形也能消耗地震能量。
所述弯剪混合型方钢管阻尼器，其特征在于：所述连接螺栓为摩擦型高强螺栓，其主要功能是将方钢管和翼缘约束板与主体结构连接，确保主体结构变形时，方钢管上翼缘、方钢管下翼缘与主体结构连接牢固，方钢管侧面与弯曲耗能板变形耗能。
本发明适用于地震作用下，建筑结构变形较大的位置，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与弯曲耗能板弯曲变形消耗地震能量，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：弯剪混合型方钢管阻尼器三维结构示意图
图2：弯剪混合型方钢管阻尼器安装示意图
图3：弯剪混合型方钢管阻尼器正立面示意图
图4：弯剪混合型方钢管阻尼器侧立面示意图
图5：弯剪混合型方钢管阻尼器平面示意图
图6：方钢管侧立面示意图
图7：方钢管平面示意图
图8：方钢管正立面示意图
图9：弯曲耗能板正立面示意图
图10：弯曲耗能板侧立面示意图
图11：弯曲耗能板平面示意图
图12：翼缘约束板正立面示意图
图13：翼缘约束板侧立面示意图
图14：翼缘约束板平面示意图
图中：1-方钢管，2-弯曲耗能板，3-翼缘约束板，4-连接螺栓，5-剪切耗能面，6-方钢管上翼缘，7-方钢管下翼缘， 8-翼缘约束板螺栓孔，9-框架梁、10-框架柱、11-填充墙，12-弯剪混合型方钢管阻尼器。
（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，是本发明的弯剪混合型方钢管阻尼器主要由方钢管，弯曲耗能板，翼缘约束板，连接螺栓构成。其中方钢管由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，可以承担剪切荷载耗能；剪切耗能面两端焊接弯曲耗能板，弯曲耗能板呈X形，可以承受弯曲荷载耗能；方钢管上翼缘、方钢管下翼缘焊接翼缘约束板，翼缘约束板置于方钢管上翼缘、方钢管下翼缘外侧，方钢管上翼缘、方钢管下翼缘两端焊接弯曲耗能板；翼缘约束板比方钢管上翼缘、方钢管下翼缘略长，并在翼缘约束板两端预留螺栓孔，其直径和间距可根据实际工程需要由计算确定，通过连接螺栓将翼缘约束板与框架梁、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，翼缘约束板的厚度由计算确定，确保方钢管与框架梁、框架柱、填充墙连接牢固；弯曲耗能板与方钢管侧面垂直，并与翼缘约束板、方钢管侧面、方钢管上翼缘、方钢管下翼缘焊接，确保方钢管侧面发生平面内剪切变形，同时弯曲耗能板弯曲变形也能消耗地震能量；连接螺栓为摩擦型高强螺栓，其主要功能是将翼缘约束板与主体结构连接，确保主体结构变形时，方钢管上翼缘、方钢管下翼缘与主体结构连接牢固，方钢管侧面与弯曲耗能板变形耗能。

Claims (7)

1.一种弯剪混合型方钢管阻尼器主要由：方钢管（1），弯曲耗能板（2），翼缘约束板（3），连接螺栓（4）构成；其中方钢管（1）由Q23（5）钢、低屈服点钢等制成，优先选用低屈服点无缝钢管；方钢管（1）侧面为剪切耗能面（5），可以承担剪切荷载耗能；剪切耗能面两端焊接弯曲耗能板（2），弯曲耗能板（2）呈X形，可以承受弯曲荷载耗能；方钢管上翼缘（6）、方钢管下翼缘（7）焊接翼缘约束板（3），翼缘约束板（3）置于方钢管上翼缘（6）、方钢管下翼缘（7）外侧，方钢管上翼缘（6）、方钢管下翼缘（7）两端焊接弯曲耗能板（2）；翼缘约束板（3）比方钢管上翼缘（6）、方钢管下翼缘（7）略长，并在翼缘约束板（3）两端预留螺栓孔（8），其直径和间距可根据实际工程需要由计算确定，通过连接螺栓（4）将翼缘约束板（3）与框架梁（9）、框架柱（10）、填充墙（11）连接，防止方钢管上翼缘（6）、方钢管下翼缘（7）屈服翘起，翼缘约束板（3）的厚度由计算确定，确保方钢管（1）与框架梁（9）、框架柱（10）、填充墙（11）连接牢固；弯曲耗能板（2）与方钢管侧面（5）垂直，并与翼缘约束板（3）、方钢管侧面（5）、方钢管上翼缘（6）、方钢管下翼缘（7）焊接，确保方钢管侧面（5）发生平面内剪切变形，同时弯曲耗能板（2）弯曲变形也能消耗地震能量；连接螺栓（4）为摩擦型高强螺栓，其主要功能是将翼缘约束板（3）与主体结构连接，确保主体结构变形时，方钢管上翼缘（6）、方钢管下翼缘（7）与主体结构连接牢固，方钢管侧面（5）与弯曲耗能板（2）变形耗能。
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Q23（5）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（6）、方钢管下翼缘（7）通过焊接与翼缘约束板（3）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（5）为方钢管侧面，可以承担剪切荷载耗能，剪切耗能面（5）两端焊接弯曲耗能板（2），可以承担弯曲荷载耗能。
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（6）、方钢管下翼缘（7）焊接翼缘约束板（3），翼缘约束板（3）置于方钢管上翼缘（6）、方钢管下翼缘（7）外侧，方钢管上翼缘（6）、方钢管下翼缘（7）两端焊接弯曲耗能板（2）。
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（3）置于方钢管上翼缘（6）、方钢管下翼缘（7）外侧，且比方钢管上翼缘（6）、方钢管下翼缘（7）略长，并在翼缘约束板（3）两端预留螺栓孔（8），其直径和间距可根据实际工程需要由计算确定，通过连接螺栓（4）将方钢管（1）与框架梁（9）、框架柱（10）、填充墙（11）连接，防止方钢管上翼缘（6）、方钢管下翼缘（7）屈服翘起，翼缘约束板（3）的厚度由计算确定，确保方钢管（1）与框架梁（9）、框架柱（10）、填充墙（11）连接牢固。
6.所述双面剪切型方钢管阻尼器，其特征在于：所述弯曲耗能板（2）呈X形，与方钢管侧面（5）垂直，并与翼缘约束板（3）、方钢管侧面（5）、和方钢管上翼缘（6）、方钢管下翼缘（7）焊接，确保方钢管侧面（5）发生平面内剪切变形，同时弯曲耗能板（2）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（4）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（3）与主体结构连接，确保主体结构变形时，方钢管上翼缘（6）、方钢管下翼缘（7）与主体结构连接牢固，方钢管侧面（5）与弯曲耗能板（2）变形耗能。
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