CN212271239U - 一种梁柱节点耗能装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种梁柱节点耗能装置，包括：内壳、外壳以及四个呈百叶窗型的钢板；其中，所述内壳包括底板以及连接于所述底板上的呈片状的四个内脚，所述外壳包括顶板以及连接于所述顶板上的呈片状的四个外脚，所述内壳安装于所述外壳内，且所述四个内脚与四个外脚一一对应，所述底板与所述顶板相对设置；所述钢板的一侧固定于所述内脚外侧，另一侧固定于所述外脚内侧。本实用新型通过钢板的变形提供高效的耗能能力，从而保护主体结构在地震时的安全。
Description
技术领域
本实用新型涉及土木工程领域，尤其涉及一种梁柱节点耗能装置。
背景技术
地震是全球范围内多发自然灾害,一旦发生往往造成难以估量破坏，给生命和财产安全带来巨大损失。传统的方法是依靠建筑结构自身的强度和刚度来抵御地震，房屋柱子与梁之间为刚性连接，依靠结构构件的变形和破损来消耗传入建筑物的能量,但这种建立在损耗结构本身的基础上的减隔震方法对结构构件和施工的要求很高，超过了社会与业主的承受范围。
目前的一种改进方法是通过增大柱的截面和增加梁柱节点配筋来提高建筑结构柱和梁柱节点的抗震性能。但梁柱节点配筋过多导致钢筋密集，给建筑施工带来不便，且浪费材料；另外，增加柱的截面便增加了柱的刚度，在一定程度上对地震有放大作用，这对建筑的抗震反而不利。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种梁柱节点耗能装置，通过钢板的变形提供高效的耗能能力，从而保护主体结构的安全。
本实用新型提供了一种梁柱节点耗能装置，包括：内壳、外壳以及四个呈百叶窗型的钢板；其中，所述内壳包括底板以及连接于所述底板上的呈片状的四个内脚，所述外壳包括顶板以及连接于所述顶板上的呈片状的四个外脚，所述内壳安装于所述外壳内，且所述四个内脚与四个外脚一一对应，所述底板与所述顶板相对设置；所述钢板的一侧固定于所述内脚外侧，另一侧固定于所述外脚内侧。
优选地，所述内壳的四个内脚中，相邻的内脚互相垂直，处于对角线的内脚互相平行。
优选地，所述外壳的四个外脚中，相邻的外脚互相垂直，处于对角线的外脚互相平行。
优选地，所述内壳安装于所述外壳内时，相对应的内脚与外脚互相垂直，且外脚位于所述内脚的外侧。
优选地，所述钢板包括第一直条板、第二直条板以及位于所述第一直条板与第二直条板之间的若干个横条板；其中，所述第一直条板与所述第二直条板上开设有螺纹孔，所述内脚与所述外脚上也开设有对应的螺纹孔，所述第一直条板以及所述第二直条板与所述内脚和外脚通过高强螺栓以及所述螺纹孔进行连接。
优选地，所述梁柱节点耗能装置满足如下条件：
其中，N为横条板的数量，l，h，t分别为所述横条板的长、厚、高，n为第一直条板与第二直条板上的螺纹孔的数量，d为螺纹孔的直径，fy为第一直条板与第二直条板的抗拉强度，τ为所述高强螺栓的抗剪强度。
优选地，所述横条板的数量为11个。
优选地，所述底板和顶板上均开设有螺纹孔，所述底板以及顶板通过螺纹孔连接至旋转连接装置，再经由所述旋转连接装置铰接至梁或者柱子上。
综上所述，本实施例提供的梁柱节点耗能装置，在工作时，能通过所述钢板上的横条板的变形来消耗在地震过程中产生的大量的能量，进而保护到其他部分的结构。同时，本实用新型的梁柱节点耗能装置自身结构也非常简单，生产和制造方便，在地震后也易于修复和更换，只需更换所述钢板即可，具有较高的社会和经济效益。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例提供的梁柱节点耗能装置的结构示意图。
图2是图1的内壳的结构示意图。
图3是图1的外壳的结构示意图。
图4是图1的钢板的结构示意图。
图5是本实用新型实施例提供的梁柱节点耗能装置连接到梁柱上的示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1至图4，本实用新型提供了一种梁柱节点耗能装置100，包括：内壳10、外壳20以及四个呈百叶窗型的钢板30；其中，所述内壳10包括底板11以及连接于所述底板11上的呈片状的四个内脚12，所述外壳20包括顶板21以及连接于所述顶板21上的呈片状的四个外脚22，所述内壳10安装于所述外壳20内，且所述四个内脚12与四个外脚22一一对应，所述底板11与所述顶板21相对设置；所述钢板30的一侧固定于所述内脚12的外侧，另一侧固定于所述外脚22的内侧。
具体地，在本实施例中，所述内壳10的四个内脚12中，相邻的内脚12互相垂直，处于对角的内脚12则互相平行。同样的，所述外壳20的四个外脚22中，相邻的外脚22互相垂直，处于对角线的外脚22互相平行。
其中，当所述内壳10安装于所述外壳20内时，内脚12与外脚22一一对应，且对应的内脚12与外脚22互相垂直，外脚22位于所述内脚12的外侧，外脚22与内脚12不会产生直接的接触。
在本实施例中，所述钢板30包括第一直条板31、第二直条板32以及位于所述第一直条板31与第二直条板32之间的若干个横条板33；其中，所述第一直条板31与所述第二直条板32上开设有螺纹孔，所述内脚12与所述外脚22上也开设有对应的螺纹孔，所述内壳10安装于所述外壳20上时，所述第一直条板31设置于所述内脚12的外侧，并且所述内脚12上的螺纹孔与第一直条板31上的螺纹孔相对，所述第二直条板32设置于所述外脚22的内侧，并且所述第二直条板32上的螺纹孔与所述第二直条板32上的螺纹孔也相对。然后通过高强螺栓40穿过螺纹孔，即实现内壳10、外壳20以及钢板30之间的连接。
在本实施例中，为使所述钢板30的横条板33的变形优先于装置内的其他部件，应满足如下条件：
其中，N为横条板33的数量，l，h，t分别为所述横条板33的长、厚、高，n为第一直条板31与第二直条板32上的螺纹孔的数量，d为螺纹孔的直径，fy为第一直条板31与第二直条板32的抗拉强度，τ为所述高强螺栓40的抗剪强度。
作为本实用新型的一个优选实施方案，内壳10与外壳20的四个脚上均预留n＝3个直径为d＝14mm的螺纹孔，所述钢板的第一直条板31以及第二直条板32也预留n＝3个直径为d＝14mm的螺纹孔。横条板33的数量N＝11，条长为l＝80mm、高为h＝10mm、厚为t＝10mm。当然，需要说明的是，在本实用新型的其他实施例中，也可根据实际需要来调节上述各个参数，本实用新型不做具体限定。
在本实施例中，所述横条板33应采用相对低屈服强度的钢材，如YP100，而外壳20，内壳10及钢板两侧的直条板应采用相对高强度的钢材，如Q345钢，以确保百叶窗钢板中的横条板33优先发生变形来消耗地震传来的能量，避免本装置的其它构件发生破坏。
如图4所示，在本实施例中，所述底板10上开设有底板螺纹孔13，所述顶板20上开设有顶板螺纹孔23，所述底板10以及顶板20通过螺纹孔连接至旋转连接装置200，再经由所述旋转连接装置200连接至梁或者柱子上。
其中，内壳10和外壳20与梁柱连接的钢杆300直径可为D＝30mm，两端均带有螺纹，一端通过螺栓300固定在底板11上的底板螺纹孔13或者顶板21上的顶板螺纹孔23，另一端则通过旋转连接装置200与梁或者柱铰接，从而使梁或柱变形位移产生的力转化为本装置布置方向的轴力作用在耗能装置上，避免弯矩的产生。
综上所述，本实施例提供的梁柱节点耗能装置100，在工作时，能通过所述钢板30上的横条板33的变形来消耗在地震过程中产生的大量的能量，进而保护到主体结构。同时，本实用新型的梁柱节点耗能装置100自身结构也非常简单，生产和制造方便，在地震后也易于修复和更换，只需更换百叶窗型的钢板30即可，具有较高的社会和经济效益。
以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。
Claims (8)
1.一种梁柱节点耗能装置，其特征在于，包括：内壳、外壳以及四个呈百叶窗型的钢板；其中，所述内壳包括底板以及连接于所述底板上的呈片状的四个内脚，所述外壳包括顶板以及连接于所述顶板上的呈片状的四个外脚，所述内壳安装于所述外壳内，且所述四个内脚与四个外脚一一对应，所述底板与所述顶板相对设置；所述钢板的一侧固定于所述内脚外侧，另一侧固定于所述外脚内侧。
2.根据权利要求1所述的梁柱节点耗能装置，其特征在于，所述内壳的四个内脚中，相邻的内脚互相垂直，处于对角线的内脚互相平行。
3.根据权利要求2所述的梁柱节点耗能装置，其特征在于，所述外壳的四个外脚中，相邻的外脚互相垂直，处于对角线的外脚互相平行。
4.根据权利要求3所述的梁柱节点耗能装置，其特征在于，所述内壳安装于所述外壳内时，相对应的内脚与外脚互相垂直，且外脚位于所述内脚的外侧。
5.根据权利要求4所述的梁柱节点耗能装置，其特征在于，所述钢板包括第一直条板、第二直条板以及位于所述第一直条板与第二直条板之间的若干个横条板；其中，所述第一直条板与所述第二直条板上开设有螺纹孔，所述内脚与所述外脚上也开设有对应的螺纹孔，所述第一直条板以及所述第二直条板与所述内脚和外脚通过高强螺栓以及所述螺纹孔进行连接。
6.根据权利要求5所述的梁柱节点耗能装置，其特征在于，所述梁柱节点耗能装置满足如下条件：
其中，N为横条板的数量，l，h，t分别为所述横条板的长、厚、高，n为第一直条板与第二直条板上的螺纹孔的数量，d为螺纹孔的直径，fy为第一直条板与第二直条板的抗拉强度，τ为所述高强螺栓的抗剪强度。
7.根据权利要求5所述的梁柱节点耗能装置，其特征在于，所述横条板的数量为11个。
8.根据权利要求1至7任意一项所述的梁柱节点耗能装置，其特征在于，所述底板和顶板上均开设有螺纹孔，所述底板以及所述顶板通过螺纹孔连接至旋转连接装置，再经由所述旋转连接装置铰接至梁或者柱上。
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