[發明專利]一種具有可更換彎曲阻尼器的彈性搖擺柱

在審

• 申請號: 201911152883.7
• 申請日: 2019-11-22
• 公開（公告）號: CN110805156A
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發明（設計）人: 彭曉彤;亓正輝;林晨;蔡春水;楊濤春;李雁軍;陳圣剛
• 申請（專利權）人: 山東彤創建筑科技有限公司
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E04H9/02;E01D19/00
• 代理公司: 北京中索知識產權代理有限公司 11640
• 代理人: 商金婷

本發明涉及一種具有可更換彎曲阻尼器的彈性搖擺柱，包括彈性搖擺柱，所述的彈性搖擺柱包括柱基和鋼柱，還包括鋼制彎曲阻尼器，所述的鋼制彎曲阻尼器通過大鉸鏈和高強螺栓與樁基固定連接，所述的大鉸鏈通過地腳螺栓固定在樁基上，所述的鋼制彎曲阻尼器通過小鉸鏈和高強螺栓和鋼柱連接，所述的小鉸鏈與鋼柱之間采用焊接固定，所述的鋼制彎曲阻尼器在鋼柱的每側至少設有一個且對稱分布，所述的鋼制彎曲阻尼器兩兩之間具有距離間隔，所述的鋼制彎曲阻尼器兩端之間的弧度夾角為60°，并對所述鋼制彎曲阻尼器材料的塑性和強度做了限定。本發明具有減少地震破壞且鋼制彎曲阻尼器可更換的有益效果。

技術領域

本發明涉及建筑技術領域，尤其涉及建筑減震技術，具體是指一種具有可更換彎曲阻尼器的彈性搖擺柱。

背景技術

地震是對建筑物造成嚴重損害的災害之一。而設計合理、結構細密的橋梁和建筑物，在強震時往往表現出良好的性能。但是地震后對受損結構的修復和拆除，主要是由于不可接受的殘余變形，仍然是不可避免的，這可能導致沉重的經濟成本，有時甚至會導致金融災難或社會動蕩。為了最大限度地減少經濟損失，結構彈性已成為一個重要的研究領域。這個概念涉及到設計一種結構，它可以在不中斷操作的情況下快速從災難中恢復。典型的彈性技術包括使用搖擺結構、自定心技術和地震后快速修復技術。

將地震損傷集中在結構的特定保險絲或可更換部件中是實現結構彈性的另一種方法。在大地震發生后，可以更換損壞的部件，以恢復建筑物的功能。目前，已經開發出多種可更換部件，如可更換耦合梁和可更換梁端。“強柱/弱梁”系統總是需要在第一層柱的底端設置塑料鉸鏈，以形成全塑性機構。由于結構上的重力荷載，柱基的地震后修復可能非常困難，成本高昂，而且往往不切實際。后張柱基連接設計用于消除自對中抗彎框架柱基的地震損傷。在連接處，鉑棒的間隙開度和延伸率提供了軟化行為。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，為了使破壞最小化，達到能量耗散，提供了一種新型的具有可更換彎曲阻尼器的彈性搖擺柱，該彈性搖擺柱具有可更換的鋼彎曲阻尼器。本發明專利采用了“強柱/弱阻尼”的方法，即當鋼彎曲阻尼器發生塑性變形時，彈性搖擺柱保持彈性。在結構工程中，搖擺框架和消能熔斷器是公認的概念，但該系統通過其消能能力和鋼彎曲阻尼器的穩定滯回特性，為地震彈性提供了一種創新的方法。

本發明是通過如下技術方案實現的，提供一種具有可更換彎曲阻尼器的彈性搖擺柱，包括彈性搖擺柱，所述的彈性搖擺柱包括柱基和鋼柱，還包括鋼制彎曲阻尼器，所述的鋼制彎曲阻尼器通過大鉸鏈和高強螺栓與樁基固定連接，所述的大鉸鏈通過地腳螺栓固定在樁基上，所述的鋼制彎曲阻尼器通過小鉸鏈和高強螺栓和鋼柱連接，所述的小鉸鏈與鋼柱之間采用焊接固定，所述的鋼制彎曲阻尼器在鋼柱的每側至少設有一個且對稱分布，所述的鋼制彎曲阻尼器兩兩之間具有距離間隔，所述的鋼制彎曲阻尼器兩端之間的弧度夾角為60°，所述的鋼制彎曲阻尼器材料的塑性大于大鉸鏈、小鉸鏈、地腳螺栓和高強螺栓，所述鋼制彎曲阻尼器的強度小于大鉸鏈、小鉸鏈、地腳螺栓和高強螺栓。

作為優選，所述鋼柱的底部內填充混凝土或/和加設防止柱底部局部彎曲的十字型加強筋用以與柱基形成塑性鉸。

作為優選，所述的鋼制彎曲阻尼器采用屈服點低且可吸收大量能量的Q235鋼。

作為優選，所述的鋼制彎曲阻尼器由具有所屬幾何形狀的鋼板激光切割而成。

作為優選，大鉸鏈、小鉸鏈、地腳螺栓和高強螺栓選用Q345鋼或其他強度高于Q235鋼的鋼材制備。

作為優選，所述的鋼制彎曲阻尼器的厚度t的計算公式為：

其中F為彈性搖擺柱的承受的水平載荷，H為彈性柱的柱高，h為彈性柱的長和寬，N為彈性柱的軸向壓縮載荷，L為鋼制彎曲阻尼器的長度，d為鋼制彎曲阻尼器的深度，θ為鋼制彎曲阻尼器(2)兩端之間的弧度夾角，σ_y為阻尼器的材料屈服應力。