[發明專利]自復位耗能連接裝置

有效

• 申請號: 201710861300.2
• 申請日: 2017-09-21
• 公開（公告）號: CN107476183B
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發明（設計）人: 張文學;尹小溪;周雨;陳盈;李云開;張紅
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: E01D19/00
• 分類號: E01D19/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

本發明公開了自復位耗能連接裝置，適用于橋梁及建筑結構的抗震設計和抗震加固，屬于橋梁建筑領域。該裝置位于橋梁梁體與橋墩之間。裝置內部中央設置彈簧，在彈簧兩側設置軟鋼耗能桿件，裝置外側為由外限位板與內限位板形成的可滑動嵌套式結構。利用彈簧的彈性恢復力、軟鋼耗能桿件的塑性滯回變形耗能原理以及可滑動嵌套式結構限制過大位移的產生，同時幫助結構恢復部分變形，使得橋梁節點變形得到約束。該裝置以位移為激勵源，不僅可以消耗地震輸入給結構的能量，而且具有非常好的限位和自復位功能，較好地滿足限制結構的地震變形需求，為震后結構修繕加固和應急使用提供技術支持。造價低廉、技術要求較低、耐久性好、便于維修與檢查。

技術領域

本發明涉及一種自復位耗能連接裝置，具有自復位和限位功能的新型阻尼器，屬于橋梁建筑領域。

背景技術

在地震中橋梁的橋墩是易損構件，設計時人為地將墩底和墩頂按塑性區域設計，以便增加結構的延性，消耗地震能量，降低橋梁結構的地震響應。大量橋梁震害特征表明，橋墩的塑性鉸區域雖然可以在中等地震情況下消耗地震能量，但在強震時會導致結構震后變形過大甚至坍塌，致使橋梁喪失震后應急使用功能和震后可修復性。目前應用于橋梁或建筑結構減震的常規阻尼器雖然能有效削弱地震輸入的能量，降低結構的地震響應，但多不具備提高結構震后自復位功能。因此有必要提出一種自復位耗能連接裝置。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有限制變形、提高結構震后自復位功能的自復位耗能連接裝置，是具有自復位和限位功能的新型阻尼器。該裝置具有造價低廉、技術要求低、耐久性好、便于維修與檢查等特點。本發明可克服現有常規阻尼器無法同時兼顧技術與經濟的要求、不能提高結構震后可修復性等缺點。自復位耗能連接裝置與常規阻尼器、BRB(Buckling Restrained Brace屈曲約束支撐)等裝置相比，不僅可以消耗地震輸入給結構的能量，而且具有非常好的限位和自復位功能，能夠較好地滿足限制結構的地震變形需求，提高結構的震后自復位能力，增強其震后應急使用功能和可修復性。本發明不僅可以用于橋梁等新建結構的抗震設計，也可以用于既有結構的抗震加固改造領域。

本發明的技術方案是自復位耗能連接裝置，該裝置的橫截面為矩形，該裝置由外限位板1、內限位板2、軟鋼耗能桿件3、內側擋板4、彈簧5和外側擋板6組成，外限位板1包括上頂板和裝置兩側的外板，上頂板與裝置兩側的外板連接后形成一個整體；內限位板2包括下底板和裝置兩側的內板，下底板和裝置兩側的內板連接后形成一個整體；外限位板1套在內限位板2的外側，外限位板1和內限位板2之間重疊一定長度，外限位板1的下端和內限位板2的上端分別有一段寬度增加的部分起到限位功能，保證外限位板1和內限位板2之間能夠相互滑動且互不分離，形成可滑動嵌套式結構；彈簧5兩端分別連接在上頂板和下底板之間，彈簧5處于整個裝置中心；軟鋼耗能桿件3置于彈簧5的兩側，并與上頂板與下底板連接固定，軟鋼耗能桿件3與彈簧5通過內側擋板4隔開，以防止軟鋼耗能桿件3變形時擠壓彈簧5。外側擋板6通過螺栓與外限位板1相連。

裝置的上端通過螺栓與橋梁梁體相連，裝置的下端通過螺栓與橋墩相連，裝置整體呈40～50度放置。

整個裝置的長度與寬度根據實際工程作適當調節，以滿足減震需要。

軟鋼耗能桿件的材料采用低屈服應力的鋼材，保證在地震作用下進入塑性變形狀態，并通過滯回變形消耗地震能量。

外限位板與內限位板之間的重疊長度根據工程需要和工藝要求選擇。重疊長度滿足外限位板1的上頂板到其寬度突變處的距離即外限位板1的槽口長度應小于內限位板2整體的長度，防止該裝置在受壓狀態下、內限位板整體嵌入裝置內部無法出來。

內限位板2的最上沿到外限位板1的上頂板的距離應與內限位板2的寬度突變處與外限位板1的寬度突變處兩者之間的距離相等，使裝置在地震作用下受拉與受壓移動的最大位移相等，充分發揮性能。

正常狀態下，該裝置通過彈簧5的自由伸縮與軟鋼耗能桿件3在彈性范圍內的自由變形滿足橋梁微小變形需求。