專利名稱：連肢剪力墻耗能連梁鋼板阻尼器及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開一種阻尼器及其使用方法，特別是一種增強(qiáng)連肢剪力墻連梁耗 能的阻尼器及其使用方法。
背景技術(shù)：
連肢剪力墻結(jié)構(gòu)是高層建筑結(jié)構(gòu)普遍采用的結(jié)構(gòu)形式，其在地震作用下的 工作狀態(tài)和破壞形態(tài)與連梁相對(duì)剪力墻墻肢的剛度、承載力等密切相關(guān)。結(jié)構(gòu) 延性設(shè)計(jì)要求遵循"強(qiáng)肢弱梁"，"強(qiáng)剪弱彎"等原則，但在保證連梁的剛度與 延性能力方面常常存在矛盾。因此如何滿足(1)在正常使用和多遇地震下連梁
與連肢剪力墻墻肢共同工作，為連肢剪力墻結(jié)構(gòu)提供足夠抗側(cè)剛度；(2)在設(shè) 防烈度和罕遇地震下連梁先于墻肢屈服發(fā)揮連梁延性耗能作用，對(duì)連肢剪力墻 結(jié)構(gòu)起到保護(hù)作用，這是連肢剪力墻結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。目前剪力墻結(jié)構(gòu)抗 震設(shè)計(jì)，連梁的剛度和延性之間的協(xié)調(diào)以及配筋是個(gè)難點(diǎn)，如果截面做得小， 為承受較大的地震剪力需要配大量鋼筋造成超筋和增加施工難度；如果截面做 得大，連梁剛度增大，分配的地震剪力又會(huì)迅速增長(zhǎng)，仍然存在配筋超筋的難 題，達(dá)不到連梁延性設(shè)計(jì)的目標(biāo)。為解決上述難題，國(guó)內(nèi)外學(xué)者做了不少研究 工作，提出了多種解決方案。比如，20世紀(jì)70年代前期，新西蘭T. Paulay等 學(xué)者就提出了沿連梁兩對(duì)角線方向增設(shè)布置柱式鋼筋骨架的小跨高比抗震連梁 配筋方案，如附圖26所示。也有學(xué)者提出沿梁高架設(shè)縱筋(兩端錨固在剪力墻內(nèi)) 方案，簡(jiǎn)單加設(shè)沿連梁對(duì)角線方向交叉斜筋(各向斜筋不加箍筋，即不形成暗柱) 方案，以及簡(jiǎn)單加設(shè)由四組折線形鋼筋組成的交叉菱形筋的方案等，如附圖27 所示。但是，已完成的試驗(yàn)結(jié)果表明，這些方案耗能能力一般，未實(shí)現(xiàn)較好的 抗震性能，并且又增加了配筋難度。
近年來(lái)，結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制、耗能減震(振)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于土木工程領(lǐng)域， 為土木工程抗震和抗風(fēng)的安全性和經(jīng)濟(jì)性提供了一條有效途徑。作為耗能減震
裝置之一的金屬阻尼器也較早地得到應(yīng)用，如1972年Kelly等人提出金屬阻尼 器構(gòu)造并投入工程應(yīng)用。金屬阻尼器利用金屬進(jìn)入塑性后良好的滯回特性，在 塑性滯回變形過(guò)程中吸收大量的振動(dòng)能量，達(dá)到提高結(jié)構(gòu)阻尼的作用。金屬阻 尼器已大量用于對(duì)新建建筑和既有建筑抗震升級(jí)和改造加固。平面內(nèi)屈服鋼板 阻尼器作為金屬阻尼器的一種，已有較多研究，其主要依靠鋼板平面內(nèi)變形造 成設(shè)定區(qū)域內(nèi)鋼板進(jìn)入塑性屈服耗能來(lái)提供阻尼。該類阻尼器初始剛度較大、 承載能力和耗能能力較好，主要有蜂窩狀阻尼器，槽形鋼板阻尼器，圓洞阻尼 器，雙X形阻尼器等類型，各詳見附圖20、附圖21、附圖22、附圖23。上述 四種阻尼器主要用于鋼結(jié)構(gòu)中，布設(shè)在鋼框架支撐連接點(diǎn)或內(nèi)外框架連接處。 該方法安裝方便， 一般通過(guò)螺栓連接或者焊接即可實(shí)現(xiàn)安裝。附圖20、附圖21 所示阻尼器連接采用直接在鋼板上打孔做螺栓連接的方式，附圖22、附圖23所 示阻尼器加入了角鋼和水平連接板與結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接。
但是附圖21、附圖22所示阻尼器均為矩形輪廓鋼板的短邊受剪，如果將其 輪廓改變，使之受剪邊變長(zhǎng)，其抗惻剛度和耗能能力都會(huì)有很大降低，X型鋼 板中心處發(fā)展塑性區(qū)域狹小，塑性區(qū)域不能充分發(fā)展，在較大外力和塑性開展 過(guò)程中會(huì)較早發(fā)生破壞。另外，由于連接栓孔直接布設(shè)在鋼板之上，在受力過(guò) 程中會(huì)使軟鋼變形，影響耗能效果。附圖22、附圖23所示阻尼器如果做成受剪 邊很長(zhǎng)的情況，制作和設(shè)計(jì)都會(huì)稍顯復(fù)雜，如果阻尼器兩端出現(xiàn)平面內(nèi)彎矩， 其容易出現(xiàn)局部失穩(wěn)而影響耗能效果。附圖20、附圖21、附圖22和附圖23所
述阻尼器都沒有考慮適合連梁構(gòu)造的阻尼器形狀，并且沒有考慮與鋼筋混凝土
連梁的特殊連接。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述提到的現(xiàn)有技術(shù)中鋼筋混凝土連梁配筋難、耗能效果差、震后不 易修復(fù)，現(xiàn)有的阻尼器均為短邊受剪，如使受剪邊變長(zhǎng)，其抗側(cè)剛度和耗能能 力都會(huì)有很大降低，容易出現(xiàn)局部失穩(wěn)而影響耗能效果等缺點(diǎn)，本發(fā)明設(shè)計(jì)的 阻尼器工作區(qū)與嵌固區(qū)分離，工作區(qū)長(zhǎng)寬比與現(xiàn)有阻尼器相比較大，工作區(qū)上 沿長(zhǎng)邊方向開有兩列或兩列以上的長(zhǎng)條形孔洞，孔洞端部做非尖角處理，在連 肢剪力墻中，用以替換鋼筋混凝土連梁或附著在鋼筋混凝土連梁上安裝于連肢 剪力墻的連梁位置，以解決上述提到的現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。該發(fā)明能夠保證 正常使用和常遇地震時(shí)阻尼器提供墻肢連接剛度，設(shè)防烈度和罕遇地震時(shí)通過(guò) 阻尼器平面內(nèi)塑性屈服耗能集中耗散結(jié)構(gòu)的振動(dòng)能量，能夠提高結(jié)構(gòu)阻尼比和 增強(qiáng)抗倒塌性，解決剪力墻連梁超筋和配筋難問題，改進(jìn)連梁的抗震性能和損 傷后的可修復(fù)性能。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的M術(shù)方案是 一種用于連肢剪力墻連梁耗能 的阻尼器，阻尼器包括相互連接的塑性屈服耗能的工作區(qū)和保持近似剛性的嵌 固區(qū)，工作區(qū)沿著長(zhǎng)邊方向開有兩列或兩列以上長(zhǎng)條形孔洞，孔洞長(zhǎng)方向平行 于工作區(qū)長(zhǎng)邊。
一種用于連肢剪力墻連梁耗能的阻尼器的使用方法，該方法包括將一個(gè) 或一個(gè)以上的阻尼器替換鋼筋混凝土連梁或附著在鋼筋混凝土連梁上安裝于連 肢剪力墻的連梁位置。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案進(jìn)一步還包括-
所述的工作區(qū)由Q235B或低屈服點(diǎn)熱軋鋼板制成；
所述的孔洞邊角做非尖角處理；
所述的嵌固區(qū)厚度大于等于工作區(qū)厚度；
所述的嵌固區(qū)上設(shè)有增強(qiáng)剛性的方法，比如加腋、加勁或者增加嵌固區(qū)板 厚的方法；
所述的嵌固區(qū)上設(shè)有易于與結(jié)構(gòu)連接的構(gòu)造措施，比如設(shè)置螺栓孔；
所述的孔洞開設(shè)面積適宜小于或等于工作區(qū)總面積的20%，所述的孔洞長(zhǎng) 寬比值最佳范圍為5至15;
所述的阻尼器采用一個(gè)以上時(shí)，各阻尼器工作區(qū)設(shè)有限制每片阻尼器的出 平面失穩(wěn)防出平面失穩(wěn)螺栓，各阻尼器嵌固區(qū)可以用高強(qiáng)摩擦螺栓預(yù)拉或利用 附加蓋板焊接將各阻尼器聯(lián)系為一個(gè)整體；
所述的阻尼器使用方法為阻尼器在嵌固區(qū)做好連接構(gòu)造，在現(xiàn)場(chǎng)直接與 結(jié)構(gòu)預(yù)埋件焊接或者螺栓連接。
本發(fā)明的有益效果是采用按照本發(fā)明的阻尼器及構(gòu)造，能夠替換連肢剪 力墻結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土連梁或者附著于連肢剪力墻結(jié)構(gòu)連梁上，降低結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難 度和施工中連梁的配筋難度，使結(jié)構(gòu)在多遇地震下結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性不變，設(shè)防烈 度和罕遇地震作用下結(jié)構(gòu)耗能能力和抗倒塌性增強(qiáng)。
本發(fā)明的阻尼器通過(guò)開設(shè)雙(多)列孔的方式來(lái)指定塑性發(fā)展區(qū)域，構(gòu)造 簡(jiǎn)單，塑性發(fā)展區(qū)域均勻、廣泛，耗能效果好。對(duì)于阻尼器兩端剪切或受彎工 況均有良好的耗能效果。
本發(fā)明的阻尼器將耗能工作區(qū)與連接嵌固區(qū)分別構(gòu)造，避免了工作區(qū)屈服 耗能與結(jié)構(gòu)剛性連接之間的沖突。
本發(fā)明提出了具體形式的耗能阻尼器和若干嵌固區(qū)與剪力墻結(jié)構(gòu)連接的構(gòu) 造，可以應(yīng)用于連肢剪力墻結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中。阻尼裝置耗能效果好，剪力墻結(jié) 構(gòu)的抗震性能改善明顯，構(gòu)造簡(jiǎn)單，不影響建筑效果，方便施工，便于維修和 更換，符合工程實(shí)際需要，滿足工程行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，能夠解決工程問題。
下面將結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為圖1的A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為圖1的B-B剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本發(fā)明使用多片時(shí)用高強(qiáng)螺栓固定結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為圖4的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為本發(fā)明使用多片時(shí)利用塞焊將阻尼器各片與墊板固定連接結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7為圖6的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8為本發(fā)明單片阻尼器與鋼筋混凝土剪力墻的連接結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9為圖8的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖10為圖8的C-C剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖11為本發(fā)明多片阻尼器與鋼筋混凝土剪力墻的連接實(shí)施例一結(jié)構(gòu)示意圖。
圖12為圖11中連接板示意圖及栓孔布置示意圖。 圖13為圖11的D-D剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖14為本發(fā)明多片阻尼器與鋼筋混凝土剪力墻的連接實(shí)施例二結(jié)構(gòu)示意
圖。
圖15為圖14的E-E剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖16為本發(fā)明替換鋼筋混凝土連梁結(jié)構(gòu)示意圖。
圖n為應(yīng)用阻尼器示意圖。
圖18為圖16的F-F剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖19為圖16的G-G剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖20為現(xiàn)有技術(shù)中蜂窩阻尼器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖21為現(xiàn)有技術(shù)中槽形阻尼器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖22為現(xiàn)有技術(shù)中圓孔阻尼器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖23為現(xiàn)有技術(shù)中雙X形阻尼器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖24為開孔率為5%的一種槽形阻尼器滯回曲線。
圖25為開孔率為5%的本發(fā)明雙列孔阻尼器的一種滯回曲線。
圖26為小跨高比連梁的斜向交叉暗柱式配筋結(jié)構(gòu)示意圖。
圖27為小跨高比連梁的菱形配筋結(jié)構(gòu)示意圖。
圖28為常規(guī)連肢剪力墻結(jié)構(gòu)與應(yīng)用本發(fā)明阻尼器替換連梁的連肢剪力墻結(jié) 構(gòu)在7度多遇地震情況層間位移角對(duì)比圖。
圖29為常規(guī)連肢剪力墻結(jié)構(gòu)與應(yīng)用本發(fā)明阻尼器替換連梁的連肢剪力墻結(jié) 構(gòu)在7度罕遇地震情況層間位移角對(duì)比圖。
圖中，l-工作區(qū)，2-嵌固區(qū)，11-孔洞，12-防屈曲螺栓，13-承托肋板，21-工作區(qū)延長(zhǎng)板，22-高強(qiáng)螺栓，23-墊板，24-連接板，25-蓋板，31-預(yù)埋板，32-預(yù)埋件，33-預(yù)埋螺栓，34-連接螺栓。
具體實(shí)施例方式
本實(shí)施例為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式，其他凡其原理和基本結(jié)構(gòu)或?qū)崿F(xiàn)方法與 本實(shí)施例相同或近似的，均在本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。
本發(fā)明中阻尼器附著或替換連梁的連肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目標(biāo)為阻尼器替 換或附著剪力墻連梁后，常遇地震下結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性與常規(guī)連肢剪力墻結(jié)構(gòu)對(duì)比 近似不變(即保證正常使用狀態(tài)下結(jié)構(gòu)剛度不變)，在設(shè)防烈度或罕遇地震下阻 尼器充分發(fā)揮作用，集中吸收地震輸入的結(jié)構(gòu)振動(dòng)能量，保護(hù)連肢剪力墻墻肢 不進(jìn)入塑性或限制墻肢塑性開展。本發(fā)明所述的構(gòu)造與附圖26和附圖27中所 示的現(xiàn)有技術(shù)配筋構(gòu)造目的相同，均為在常遇地震下連梁彈性工作且保證結(jié)構(gòu) 整體剛性，設(shè)防烈度或罕遇地震下連梁先于墻肢屈服，耗散地震輸入的結(jié)構(gòu)振 動(dòng)能量，保護(hù)剪力墻墻肢不進(jìn)入塑性或不倒塌。與現(xiàn)有技術(shù)及配筋構(gòu)造不同， 圖26和圖27中所述的現(xiàn)有技術(shù)配筋構(gòu)造仍然采用連梁破壞耗能的方法吸收地 震輸入的結(jié)構(gòu)振動(dòng)能量，耗能能力有限，且破壞難于修復(fù)；本發(fā)明所述構(gòu)造利 用耗能減震先進(jìn)技術(shù)，通過(guò)軟鋼阻尼器吸收地震能量，耗能效果好，震后易于 修復(fù)。本發(fā)明的耗能原理與現(xiàn)有技術(shù)中的阻尼器耗能原理相同，都是在外力剪 切作用下利用設(shè)定區(qū)域的平面內(nèi)塑性變形耗散振動(dòng)能量。與現(xiàn)有技術(shù)不同的是， 本發(fā)明的阻尼器外輪廓長(zhǎng)寬比與現(xiàn)有技術(shù)相比要大，更適合應(yīng)用于剪力墻結(jié)構(gòu) 連梁位置。
請(qǐng)參看附圖l，本發(fā)明中阻尼器的結(jié)構(gòu)為阻尼器呈長(zhǎng)方形平板狀，在長(zhǎng)方
形長(zhǎng)邊方向上，阻尼器中間位置為工作區(qū)l,工作區(qū)1兩端為嵌固區(qū)2。本發(fā)明 中將工作區(qū)1和嵌固區(qū)2分開設(shè)計(jì)，其工作區(qū)1耗能，嵌固區(qū)2連接，功能區(qū) 分明確，工作區(qū)1采用Q235B或低屈服點(diǎn)的軟鋼，在指定塑性區(qū)域內(nèi)發(fā)生塑性
屈服耗能，嵌固區(qū)2可通過(guò)增加板厚、加勁肋或加腋等方式保證其近似的剛性
工作，嵌固區(qū)2負(fù)責(zé)與剪力墻結(jié)構(gòu)連接，由于其承受動(dòng)荷載，焊縫等級(jí)均采用
二級(jí)。本發(fā)明在工作區(qū)1內(nèi)，沿長(zhǎng)方形長(zhǎng)邊方向開有兩列或兩列以上的孔洞11， 本實(shí)施例中，孔洞ll開設(shè)兩列，具體實(shí)施時(shí)，如果需要阻尼器外輪廓長(zhǎng)寬比很 大，可以開設(shè)多列孔，孔洞11呈長(zhǎng)條形，孔洞11的長(zhǎng)邊與阻尼器的長(zhǎng)邊平行， 長(zhǎng)條形孔洞11兩邊可設(shè)計(jì)為任意弧形，只要避免其出現(xiàn)尖角即可，其兩邊的弧 形優(yōu)選為圓弧，本實(shí)施例中給出的孔洞ll呈長(zhǎng)方形兩端做圓弧處理，具體實(shí)施 時(shí)，孔洞ll還可以為其他長(zhǎng)條形，其長(zhǎng)條形的具體形狀可為橢圓形或?yàn)轭愃朴?長(zhǎng)方形或橢圓的其他長(zhǎng)條形，長(zhǎng)條形孔洞11的開設(shè)方向?yàn)榭锥?1的長(zhǎng)方向 與工作區(qū)1的長(zhǎng)邊方向相平行，孔洞11的長(zhǎng)方向?yàn)殚L(zhǎng)方形的長(zhǎng)邊方向或橢圓形
的長(zhǎng)軸方向或是類似于長(zhǎng)方形的長(zhǎng)條形孔洞的類似長(zhǎng)邊方向。請(qǐng)參看附圖2和 附圖3，其為本發(fā)明的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，能更清楚的反映出本發(fā)明的結(jié)構(gòu)。長(zhǎng)條 形孔洞11也可以設(shè)計(jì)為小曲率弧形邊的近似矩形?？赏ㄟ^(guò)改變開孔率和孔洞11 的長(zhǎng)寬比可以改變本發(fā)明的性能，設(shè)計(jì)時(shí)，孔洞11的長(zhǎng)寬比取值宜在5 15之 間，總開孔面積占工作區(qū)1總面積宜小于等于20%。依據(jù)工程抗側(cè)力需求和軸 向力需求選擇阻尼器，開孔率越大，抗側(cè)剛度越低，耗能效果越差；長(zhǎng)寬比增 大，耗能效果降低。本發(fā)明阻尼器的形狀和構(gòu)造符合連肢剪力墻連梁的建筑和 結(jié)構(gòu)要求，為長(zhǎng)邊受剪；沿長(zhǎng)邊方向按照設(shè)計(jì)布置兩(多)列長(zhǎng)條形孔洞U; 將工作耗能區(qū)與連接嵌固區(qū)分開設(shè)置，工作區(qū)易于進(jìn)入塑性屈服耗能，嵌固區(qū) 在整個(gè)耗能過(guò)程近似剛性工作。長(zhǎng)條形孔洞11對(duì)應(yīng)的塑性發(fā)展區(qū)域在大變形的 塑性發(fā)展過(guò)程中優(yōu)于蜂窩狀阻尼器X型塑性發(fā)展區(qū)域的塑性發(fā)展'其能夠承受 更大側(cè)力，塑性開展更均勻、廣泛；雙(多)列孔的耗能能力和抗側(cè)力性能優(yōu) 于單列孔。
本發(fā)明在使用時(shí)，可將本發(fā)明中一個(gè)或一個(gè)以上的阻尼器替換鋼筋混凝土
連梁或附著在鋼筋混凝土連梁上安裝于連肢剪力墻的連梁位置。請(qǐng)參看附圖8、 附圖9、附圖10,圖中所示本發(fā)明中單層阻尼器與鋼筋混凝土剪力墻墻肢的一 種連接方式，其中，阻尼器的嵌固區(qū)2與預(yù)埋在鋼筋混凝土剪力墻墻肢中的T 形預(yù)埋板31先用連接螺栓34固定連接，然后再用二級(jí)焊縫技術(shù)將其三面圍焊， 以保證其牢固連接，連接后，阻尼器位于鋼筋混凝土剪力墻連梁位置。
為了工程需要，阻尼器還可設(shè)置二層或二層以上，具體選用阻尼器數(shù)量由 設(shè)計(jì)決定，設(shè)計(jì)原則為保證阻尼器附著或替換連梁后的連梁抗側(cè)剛度接近于 常規(guī)連肢剪力墻結(jié)構(gòu)連梁抗側(cè)剛度，軸向剛度不小于常規(guī)連肢剪力墻結(jié)構(gòu)連梁 剛度，在此基礎(chǔ)上選取阻尼比最大的阻尼器；在滿足結(jié)構(gòu)剛度設(shè)計(jì)條件下，盡 量把阻尼器抗側(cè)剛度調(diào)低，增強(qiáng)其耗能能力。請(qǐng)參看附圖4、附圖5、附圖6、 附圖7，使用多層阻尼器時(shí)，可采用以下兩種具體結(jié)構(gòu)將其連接， 一是在相臨的 阻尼器之間加裝有墊板23，并通過(guò)高強(qiáng)螺栓22將各層阻尼器及墊板23連接， 使之構(gòu)成一個(gè)整體，為了增加阻尼器和墊板23之間的摩擦力，阻尼器和墊板23 之間的接觸面采用噴砂(丸)后生赤銹的方法使之增加其接觸面的摩擦力；二 是在相臨的阻尼器之間加裝有墊板23，利用塞焊將各個(gè)相臨的阻尼器和墊板23 焊接在一起，然后在阻尼器嵌固區(qū)2上下邊緣焊接蓋板25，蓋板25即為鋼板， 以增強(qiáng)多層阻尼器的整體性和多層阻尼器組合體嵌固區(qū)的剛性。本實(shí)施例中提 供了兩種多層阻尼器與鋼筋混凝土剪力墻墻肢連接的具體結(jié)構(gòu)。請(qǐng)參看附圖11、 附圖12、附圖13，圖中所示為多層阻尼器與鋼筋混凝土剪力墻墻肢連接具體結(jié) 構(gòu)實(shí)施例一，圖中所示的為采用高強(qiáng)螺栓22將各層阻尼器及墊板23連接成一
個(gè)整體時(shí)的多層阻尼器與鋼筋混凝土剪力墻墻肢連接構(gòu)造，工作區(qū)延長(zhǎng)板21為
加腋構(gòu)造示意。采用一層以上阻尼器時(shí)，在嵌固區(qū)2端部焊接連接板24，連接 板24通過(guò)密排錨栓(Q345)與預(yù)埋件32連接，并且在連接板24外惻用兩條豎 向二級(jí)抗彎焊縫連接保證固接。請(qǐng)參看附圖14和附圖J5，圖中所示為多層阻尼 器與鋼筋混凝土剪力墻墻胺連接具體結(jié)構(gòu)實(shí)施例二，圖中所示的為利用塞焊將 阻尼器各片與墊板固定連接成一個(gè)整體時(shí)的多層阻尼器與鋼筋混凝土剪力墻墻 肢連接構(gòu)造，其依靠墊板23增強(qiáng)嵌固區(qū)2的抗剪能力，依靠上下蓋板25增強(qiáng) 多片阻尼器的整體性和組合體嵌固區(qū)的剛性，并且強(qiáng)化了與預(yù)埋件32的連接， 為了安裝方便，本發(fā)明可在阻尼器下面靠近墻體增設(shè)有承托肋板13。阻尼器嵌 固區(qū)2端部及上下蓋板與剪力墻內(nèi)預(yù)埋件焊接。
附圖1 附圖15所述構(gòu)造和連接方式僅為符合本發(fā)明的幾種案例，其體現(xiàn)本 發(fā)明的"將嵌固區(qū)與工作區(qū)分開，在嵌固區(qū)加強(qiáng)剛度和整體性且與鋼筋混凝土 剪力墻墻肢合理連接"的特征。
請(qǐng)參看附圖24和附圖25,附圖24為單列孔阻尼器開口 4個(gè)，孔尺寸為 400mmX10mm，均布于鋼板平面內(nèi)的滯回曲線；附圖25為本發(fā)明雙列孔阻尼 器開孔4個(gè)X2，孔尺寸為100mmX20mm，孔間距為200nim， 8個(gè)孔均布于鋼 板平面內(nèi)的滯回曲線。通過(guò)對(duì)比附圖24和附圖25可知；雙列孔阻尼器的滯回 環(huán)面積和抗側(cè)能力均大于單列孔(槽形)阻尼器，耗能效果好。
請(qǐng)參看附圖16 附圖19。圖中所示為采用本發(fā)明阻尼器替換連梁結(jié)構(gòu)應(yīng)用 于剪力墻中的具體應(yīng)用實(shí)例。12層雙肢剪力墻結(jié)構(gòu)模型，各層層高均為3.3m， 底部加強(qiáng)區(qū)1~2層墻體厚度為0.3m，非加強(qiáng)區(qū)3 12層墻體厚度為0.2m，兩墻 肢橫截面高度均為2m，連梁截面高度0.7m，凈跨為2m.,各樓層荷載按照樓板
厚度0.1m寬3m計(jì)算，考慮了縱向翼緣的有利作用，在兩墻肢端部設(shè)lm寬翼 緣，工字型布置。采用替換方法，將阻尼器安裝于每層連梁中部位置(局部)，如 附圖16所示。本例阻尼器選用本發(fā)明的開孔率5%的阻尼器，底部加強(qiáng)區(qū)1~2 層采用4片，非加強(qiáng)區(qū)3 12層采用2片，能夠滿足正常使用下的功能要求。模 型計(jì)算結(jié)果為7度常遇地震作用下，連梁替換阻尼器與否結(jié)構(gòu)模態(tài)、時(shí)程位移 響應(yīng)、層間位移角非常接近(如附圖28所示，其中A曲線表示未布置阻尼器結(jié) 構(gòu)的層間位移角曲線，B曲線表示布置阻尼器結(jié)構(gòu)的層間位移角曲線)，表明阻 尼器替換連梁沒有改變結(jié)構(gòu)常遇地震下的彈性動(dòng)力性能；7度罕遇地震作用下， 常規(guī)連肢剪力墻結(jié)構(gòu)在3層發(fā)生層間位移角突變，出現(xiàn)薄弱層，而用阻尼器替 換連梁的結(jié)構(gòu)能有效避免薄弱層的出現(xiàn)，結(jié)構(gòu)各層耗能能力均勻(如附圖29所 示，其中A曲線表示未布置阻尼器結(jié)構(gòu)的層間位移角曲線，B曲線表示布置阻 尼器結(jié)構(gòu)的層間位移角曲線)。
本實(shí)施例中只以一種具體情況說(shuō)明本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和具體應(yīng)用，本發(fā)明還存 在其它實(shí)施方式、構(gòu)造和應(yīng)用方法。如本實(shí)施例給出的為本發(fā)明在剪力墻結(jié)構(gòu) 連梁構(gòu)造中的應(yīng)用，但4:發(fā)明阻尼器也可以用于鋼結(jié)構(gòu)中，比如偏心支撐的耗 能梁段。本實(shí)施例給出的多層阻尼器構(gòu)造僅示三層構(gòu)造，但不限于此，依據(jù)實(shí) 際工程需要可采取多層構(gòu)造。本實(shí)施例給出的單(多)層構(gòu)造情況下的少數(shù)幾 種連接方式和嵌固區(qū)處理方法，但不限于此，本發(fā)明主要提出一種總的構(gòu)造和 連接的方法，可以不限于加腋、加勁、增加板厚或改變材質(zhì)等為特征的任意增 加嵌固區(qū)的剛性和整體性，保證與主體結(jié)構(gòu)的剛性連接的方法。本實(shí)施例給出 的替換連梁局部的構(gòu)造，但不限于此，可以用外層2層阻尼器為模板，內(nèi)澆筑 混凝土，即鋼筋混凝土連梁附著阻尼器的方式實(shí)現(xiàn)等。
本發(fā)明可廣泛應(yīng)用在連肢剪力墻結(jié)構(gòu)中，用以替換鋼筋混凝土連梁或附著 在鋼筋混凝土連梁上安裝于連肢剪力墻的連梁位置，以解決剪力墻連梁配筋難 問題，實(shí)現(xiàn)剪力墻連梁構(gòu)造簡(jiǎn)單，增加其抗震性能。
權(quán)利要求
1、一種用于連肢剪力墻連梁耗能的阻尼器，其特征是所述的阻尼器包括相互連接的塑性屈服耗能的工作區(qū)和保持近似剛性的嵌固區(qū)，工作區(qū)沿著長(zhǎng)邊方向開有兩列或兩列以上長(zhǎng)條形孔洞，孔洞長(zhǎng)方向平行于工作區(qū)長(zhǎng)邊。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于連肢剪力墻連梁耗能的阻尼器，其特征是所述的阻尼器材料選用Q235B或低屈服點(diǎn)軟鋼。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于連肢剪力墻連梁耗能的阻尼器，其特征是所述的孔洞邊角呈非尖角形。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于連肢剪力墻連梁耗能的阻尼器，其特征是所 述的嵌固區(qū)厚度大于等于工作區(qū)厚度。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的用于連肢剪力墻連梁耗能的阻尼器，其特征是: 所述的嵌固區(qū)與剪力墻結(jié)構(gòu)連接處設(shè)有加腋。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的用于連肢剪力墻連梁耗能的阻尼器，其特征是: 所述的嵌固區(qū)內(nèi)設(shè)有加勁肋。
7、 一種如權(quán)利要求1所述的用于連肢剪力墻連梁耗能的阻尼器的使用方法， 其特征是所述的該方法包括將一個(gè)或一個(gè)以上的阻尼器替換鋼筋混凝 土連梁或附著在鋼筋混凝土連梁上安裝于連肢剪力墻的連梁位置。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于連肢剪力墻連梁耗能的阻尼器的使用方法，其 特征是所述的阻尼器采用一個(gè)以上時(shí)，各阻尼器工作區(qū)設(shè)有限制每片阻 尼器的出平面失穩(wěn)的防出平面失穩(wěn)螺栓；各阻尼器嵌固區(qū)用高強(qiáng)螺栓預(yù)拉 或者利用附加蓋板焊接將各阻尼器聯(lián)系為一個(gè)整體。
全文摘要
本發(fā)明公開一種阻尼器及其使用方法，特別是一種用于連肢剪力墻連梁耗能的阻尼器及其使用方法。阻尼器包括相互連接的塑性屈服耗能的工作區(qū)和保持近似剛性的嵌固區(qū)，工作區(qū)上開有兩列或兩列以上端部做非尖角處理的長(zhǎng)條形孔洞。用于連肢剪力墻連梁耗能的阻尼器的使用方法包括將一個(gè)或一個(gè)以上的阻尼器替換鋼筋混凝土連梁或附著在鋼筋混凝土連梁上安裝于連肢剪力墻的連梁位置。各阻尼器工作區(qū)設(shè)有防出平面失穩(wěn)螺栓限制每片阻尼器的出平面失穩(wěn)；各阻尼器嵌固區(qū)用高強(qiáng)螺栓預(yù)拉或利用附加蓋板焊接將各阻尼器聯(lián)系為一個(gè)整體。
文檔編號(hào)E04B1/98GK101173535SQ20071012454
公開日2008年5月7日 申請(qǐng)日期2007年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月15日
發(fā)明者軍 滕, 馬伯濤 申請(qǐng)人:軍 滕