CN205444463U - 一种基于钢结构梁柱拼接结构的阻尼墙 - Google Patents

一种基于钢结构梁柱拼接结构的阻尼墙 Download PDF

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一种基于钢结构梁柱拼接结构的阻尼墙,包括梁柱拼接构成的钢结构主体和设置在该钢结构主体内的耗能减震装置,钢结构主体由竖直设置的H型钢柱和横向设置的H型钢梁相拼接,H型钢梁两端分别通过H型钢梁预留接头与两侧的H型钢柱连接,两根上下平行的H型钢梁与左右竖直设置的H型钢柱之间单元主体的单向对角通过耗能减震装置连接;各单元主体设有的耗能减震装置之间对角相连。本实用新型大大提高了结构的耗能减震作用,同时又能减少结构的脆性破坏、提高结构的延性和承载能力。

Description

一种基于钢结构梁柱拼接结构的阻尼墙
技术领域
本实用新型属于结构工程技术领域,涉及一种基于钢结构梁柱拼接结构的阻尼墙。
背景技术
结构减震控制的研究与应用已有近30年历史,与传统抗震结构通过增强结构本身的抗震性能(强度、刚度、延性)来抵御地震作用相比,减震控制是通过合理的对结构施加减震装置(系统),由减震装置结构和结构共同承受地震作用,即共同储存和耗散地震能量,以协调和减轻结构本身地震反应。结构减震控制根据是否需要外部能源输入可分为被动控制、主动控制、半主动控制、智能控制和混合控制。已研制开发的耗能减震装置种类很多,归纳起来主要分为以下几类:钢耗能器,摩擦耗能器,粘弹性阻尼器及粘滞流体阻尼器等。
同时,对于钢结构梁柱连接,传统的梁柱拼接节点现场焊接工作量较大,或螺栓使用较多,安装不便,难以满足钢结构快速、绿色施工的需要,不利于降低装配式轻钢结构的施工成本和缩短工期。其次,建筑结构在受到地震作用时应满足“小震不坏,大震不倒”,即在受地震作用时应该让结构整体产生延性破坏,而不是脆性破坏。
但目前国内外学者对梁柱节点的研究多集中在常规拼接节点的稳定性、拼接后对节点的屈服及承载能力的影响,或拼接节点的接触分析等,主要侧重于对常规节点拼接形式受力性能的研究,缺乏对节点拼接形式的改进,使其工厂加工工艺简便,装配快速,且未能很好地兼顾延性设计从而提高结构的整体延性。
“强剪弱弯,强柱弱梁,强节点弱构件”的设计思想主要是以提高框架结构的整体延性为出发点,从而使得整体结构在破坏前有较大变形,吸收和耗散较多的地震能量。另一方面,钢结构中设有耗能减震装置,有利于进一步地消散地震输入结构的能量,最终达到降低主体结构地震反应的目的。
发明内容
针对上述现有技术的不足,以“强剪弱弯,强柱弱梁,强节点弱构件”设计原理为出发点,本实用新型提供的一种基于钢结构梁柱拼接结构的阻尼墙,采用新型梁柱拼接结构与耗能减震装置相结合,大大提高结构的耗能减震作用,同时又能减少结构的脆性破坏、提高结构的延性和承载能力。
本实用新型采用的技术方案是:
一种基于钢结构梁柱拼接结构的阻尼墙,包括梁柱拼接构成的钢结构主体和设置在该钢结构主体内的耗能减震装置,钢结构主体由竖直设置的H型钢柱和横向设置的H型钢梁相拼接,H型钢梁两端分别通过H型钢梁预留接头与两侧的H型钢柱连接,两根上下平行的H型钢梁与左右竖直设置的H型钢柱之间单元主体的单向对角通过耗能减震装置连接;各单元主体设有的耗能减震装置之间对角相连。
进一步:耗能减震装置通过自身的导杆与钢结构主体内单向对角上设置的梁柱拼接结构连接。
进一步:耗能减震装置为被动控制的装置,并优选为为粘弹性阻尼器。或者,耗能减震装置为半主动控制的装置,优选为电流变阻尼器,电流变阻尼器通过信号线或无线数据信号发射器与监测控制系统进行信号连接。
H型钢柱的柱腹板处于横向位置,H型钢梁的梁腹板处于竖直位置,H型钢梁预留接头的拼接端面处设有拼接端板,拼接端板通过长螺栓与H型钢柱连接,长螺栓采用贯穿H型钢柱两边的柱翼缘的方式连接,在长螺栓附近的H型钢柱内侧设有若干块加强肋,加强肋与H型钢柱的柱腹板及柱翼缘采用焊接方式连接,H型钢梁预留接头应力端面与H型钢梁连接端面一致,H型钢梁预留接头应力端和H型钢梁连接端分别在各自的梁腹板两侧对称设有摩擦拼接板。
进一步:拼接端板通过六根长螺栓分别与H型钢柱的柱腹板两侧的两边柱翼缘壁体贯穿连接,长螺栓相对于柱腹板板身一一对称设置,中间的长螺栓位于H型钢梁预留接头的拼接端面的中间位置,上下两边的长螺栓相对于中间的长螺栓对称设置,加强肋相对于中间的长螺栓对称设置。
H型钢梁预留接头应力端和H型钢梁连接端附近的各自的梁腹板上相对于连接端面对称设有四对连接孔,八个连接孔相对于H型钢梁的轴线一一对称,两侧对称设有摩擦拼接板通过八个短螺栓连接。
加强肋与H型钢柱的柱腹板及柱翼缘优选采用焊接方式连接。
本实用新型采用新型梁柱拼接结构与耗能减震装置相结合,具有如下特点:(1)对梁柱拼接形式进行改进使其加工工艺简单,实现快速装配,满足了钢结构快速绿色施工的需要;有效提高了节点的相对强度,使得整体结构的延性有效增强;(2)设置的耗能减震装置,结构简单,传力路径清晰,能够快速装配和高效施工;成本低,易于维护;(3)大大提高结构的耗能减震作用,同时又能减少结构的脆性破坏,提高结构的承载能力。
附图说明
图1是本实用新型实施例1的结构示意图。
图2是本实用新型梁柱拼接节点的结构示意图。
图3是本实用新型梁柱拼接节点的侧视剖视图。
附图标记:H型钢柱1,柱腹板11,柱翼缘12;H型钢梁2,梁腹板21,梁翼缘22;长螺栓3,摩擦拼接板4,短螺栓5,加强肋6,H型钢梁预留接头7,耗能减震装置8。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的说明,然而,本实用新型的范围并不限于下述实施例。
实施例1:
一种基于钢结构梁柱拼接结构的阻尼墙,包括梁柱拼接构成的钢结构主体和设置在该钢结构主体内的耗能减震装置8,钢结构主体由竖直设置的H型钢柱1和横向设置的H型钢梁2相拼接。H型钢梁2两端分别通过H型钢梁预留接头7与两侧的H型钢柱1连接,两根上下平行的H型钢梁2与左右竖直设置的H型钢柱1之间单元主体的单向对角通过耗能减震装置8连接;各单元主体设有的耗能减震装置8之间对角相连。
耗能减震装置8优选通过自身的导杆与单元主体内单向对角上设置的梁柱拼接三角板连接。
耗能减震装置8为被动控制的装置,并优选为为粘弹性阻尼器。
H型钢柱1的主框架由柱腹板11和柱翼缘12组成,H型钢梁2的主框架由梁腹板21和梁翼缘22组成。H型钢梁2的梁腹板21处于竖直位置,H型钢柱1和H型钢梁2处设有H型钢梁预留接头7,H型钢梁预留接头7的拼接端面处设有拼接端板,拼接端板通过六根长螺栓3分别与H型钢柱1的柱腹板11两侧的两边柱翼缘壁体贯穿连接,长螺栓3相对于柱腹板11板身一一对称设置,中间的长螺栓3位于H型钢梁预留接头7的拼接端面的中间位置,上下两边的长螺栓3相对于中间的长螺栓3对称设置,两块加强肋6相对于中间的长螺栓3对称设置。
H型钢梁预留接头7应力端面与H型钢梁2连接端面一致,H型钢梁预留接头7应力端和H型钢梁2连接端附近的各自的梁腹板上相对于连接端面对称设有四对(八个)连接孔,八个连接孔相对于H型钢梁2的轴线一一对称,两侧对称设有摩擦拼接板4通过八个短螺栓5连接。
H型钢梁预留接头7长度为范围为1.6ho≤L0≤2ho,ho为H型钢梁2有效截面高度。摩擦拼接板4具有消能作用,提高了梁循环荷载作用下变形能力,从而增强了结构整体延性及变形能力。
加强肋6与H型钢柱1的柱腹板11及柱翼缘12采用焊接方式连接。
长螺栓3为高强度螺栓,短螺栓5为摩擦型高强度螺栓。对长螺栓3施加预紧力,能保证梁与柱的紧密结合。
加强肋6可形成合理的传力路径,以防止柱翼缘12发生屈曲变形,保证梁柱节点处具有较强刚度。
H型钢梁预留接头7应力端和H型钢梁2连接端连接处采用摩擦拼接板4和短螺栓5连接方式有效提高了节点相对强度,最终实现增强结构整体变形能力的目的。
实施例2:
耗能减震装置8为半主动控制的装置,优选为电流变阻尼器,电流变阻尼器通过信号线或无线数据信号发射器与监测控制系统进行信号连接。其余同实施例1。
当该实施例受震动作用产生层间相对位移时,导杆的长度会有相应的伸长或缩短的趋势,此时导杆上的电流变阻尼器应激阻碍变化趋势,从而达到抗震的作用。同时通过监测控制系统(计算机控制系统)可对电流变阻尼作出调整与控制,实现对振动的半主动控制。
该实施例结构简单、传力路径清晰、能够快速装配和高效施工。

Claims (7)

1.一种基于钢结构梁柱拼接结构的阻尼墙,包括梁柱拼接构成的钢结构主体和设置在该钢结构主体内的耗能减震装置(8),钢结构主体由竖直设置的H型钢柱(1)和横向设置的H型钢梁(2)相拼接,其特征在于,H型钢梁(2)两端分别通过H型钢梁预留接头(7)与两侧的H型钢柱(1)连接,两根上下平行的H型钢梁(2)与左右竖直设置的H型钢柱(1)之间单元主体的单向对角通过耗能减震装置(8)连接;各单元主体设有的耗能减震装置(8)之间对角相连。
2.如权利要求1所述的一种基于钢结构梁柱拼接结构的阻尼墙,其特征在于,所述耗能减震装置(8)通过自身的导杆与单元主体内单向对角上设置的梁柱拼接三角板连接。
3.如权利要求1或2所述的一种基于钢结构梁柱拼接结构的阻尼墙,其特征在于,所述耗能减震装置(8)为被动减震控制装置或半主动减震控制装置。
4.如权利要求3所述的一种基于钢结构梁柱拼接结构的阻尼墙,其特征在于,被动减震控制装置为粘弹性阻尼器;半主动减震控制装置为电流变阻尼器,电流变阻尼器通过信号线或无线数据信号发射器与监测控制系统进行信号连接。
5.如权利要求1所述的一种基于钢结构梁柱拼接结构的阻尼墙,其特征在于,H型钢柱(1)的柱腹板(11)处于横向位置,H型钢梁(2)的梁腹板(21)处于竖直位置,H型钢梁预留接头(7)的拼接端面处设有拼接端板,拼接端板通过长螺栓(3)与H型钢柱(1)连接,长螺栓(3)采用贯穿H型钢柱(1)两边的柱翼缘(12)的方式连接,在长螺栓(3)附近的H型钢柱(1)内侧设有若干块加强肋(6),加强肋(6)与H型钢柱(1)的柱腹板(11)及柱翼缘(12)采用焊接方式连接,H型钢梁预留接头(7)应力端面与H型钢梁(2)连接端面一致,H型钢梁预留接头(7)应力端和H型钢梁(2)连接端分别在各自的梁腹板两侧对称设有摩擦拼接板(4)。
6.如权利要求5所述的一种基于钢结构梁柱拼接结构的阻尼墙,其特征在于,梁柱拼接结构的拼接端板通过六根长螺栓(3)分别与H型钢柱(1)的柱腹板(11)两侧的两边柱翼缘壁体贯穿连接,长螺栓(3)相对于柱腹板(11)板身一一对称设置,中间的长螺栓(3)位于H型钢梁预留接头(7)的拼接端面的中间位置,上下两边的长螺栓(3)相对于中间的长螺栓(3)对称设置,加强肋(6)相对于中间的长螺栓(3)对称设置。
7.如权利要求6所述的一种基于钢结构梁柱拼接结构的阻尼墙,其特征在于,H型钢梁预留接头(7)应力端和H型钢梁(2)连接端附近的各自的梁腹板上相对于连接端面对称设有四对连接孔,八个连接孔相对于H型钢梁(2)的轴线一一对称,两侧对称设有摩擦拼接板(4)通过八个短螺栓(5)连接。
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CN107558788A (zh) * 2017-10-21 2018-01-09 山东建筑大学 一种抗震耗能墙体及其施工方法
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