彎曲型裝配式抗剪防屈曲耗能裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)的彎曲型裝配式抗剪防屈曲耗能裝置，特別涉及一種多高層建筑結(jié)構(gòu)抗側(cè)體系的彎曲型裝配式抗剪防屈曲耗能裝置，屬于結(jié)構(gòu)工程技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]日本阪神地震與美國(guó)北嶺地震后，各類(lèi)消能減震裝置在日美等地震災(zāi)害多發(fā)的發(fā)達(dá)國(guó)家得到了深入的研究和快速的推廣應(yīng)用。在我國(guó)，消能減震裝置的研究正處于快速發(fā)展階段。我國(guó)也是一個(gè)多震的國(guó)家，受環(huán)太平洋地震帶、地中海-喜馬拉雅地震帶的作用，地震災(zāi)害頻發(fā)，同時(shí)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、社會(huì)的不斷進(jìn)步，對(duì)各類(lèi)多高層、超高層建筑物的需求越來(lái)越大，故加快消能減震技術(shù)的研究、發(fā)明更多性能良好的消能減震裝置具有極大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值與社會(huì)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的在于提供一種彎曲型裝配式抗剪防屈曲耗能裝置，以滿(mǎn)足我國(guó)快速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)與不斷進(jìn)步的社會(huì)對(duì)性能良好的、可拆卸裝配的消能減震裝置提出的迫切需求。
[0004]本發(fā)明的一種彎曲型裝配式抗剪防屈曲耗能裝置，其特征在于:所述的裝置包括至少兩個(gè)肢及至少一個(gè)帽，所述肢與帽為剛接，帽能夠拆卸。
[0005]所述的肢為熱乳H型鋼。
[0006]所述的帽位于肢上，與肢剛接。
[0007]所述的帽為夾式帽，夾式帽包括夾板、絲杠、絲帽與墊板，夾板上有預(yù)留孔，絲杠通過(guò)預(yù)留孔穿過(guò)夾板，絲帽套在絲杠上，通過(guò)擰緊絲帽對(duì)夾板施加夾緊力；墊板位于每?jī)蓚€(gè)肢
(I)之間。
[0008]所述的帽為卡式帽，卡式帽包括卡板、絲杠與絲帽，卡板上在肢穿過(guò)的位置開(kāi)設(shè)通槽，卡板上有預(yù)留孔，絲杠通過(guò)預(yù)留孔穿過(guò)卡板，絲帽套在絲杠上，通過(guò)擰緊絲帽對(duì)卡板施加夾緊力。
[0009]本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有以下有益效果:
[0010](I)大震作用下能有效耗能。由于肢I(xiàn)的線剛度較小，帽2的線剛度較大，且肢I(xiàn)與帽2固接，并根據(jù)需要采取了肢I(xiàn)加勁或肢端削弱等措施，故在大側(cè)向變形作用下，肢I(xiàn)端多處出現(xiàn)塑性鉸區(qū)，即耗能區(qū)；同時(shí)，肢I(xiàn)使用熱乳H型鋼，弱軸方向仍具有較大的截面慣性矩，保證大變形作用下肢I(xiàn)平面外不發(fā)生整體屈曲，實(shí)現(xiàn)大震大側(cè)向變形作用下的有效耗能。
[0011](2)裝配式安裝，剛度可調(diào)。由于帽2可拆卸，且肢I(xiàn)的截面、數(shù)量與帽2的數(shù)量均可調(diào)，故可以實(shí)現(xiàn)裝配式安裝；另外，裝置可以在正常使用荷載、小震作用下為建筑結(jié)構(gòu)提供抗側(cè)剛度，同時(shí)由于裝置具有可拆卸、裝配式的特點(diǎn)，故可以實(shí)現(xiàn)裝置提供的抗側(cè)剛度可調(diào)。
[0012](3)大震作用后裝置可局部拆卸、更換、再設(shè)計(jì)、再使用。由于帽2可拆卸、肢I(xiàn)可更換，故在大震作用后，可以拆卸并更換裝置中變形過(guò)大、不宜再使用的部分肢I(xiàn)或帽2，結(jié)合裝置具有的剛度可調(diào)的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)裝置在大震作用后的建筑結(jié)構(gòu)中的再設(shè)計(jì)、再使用。
[0013](4)該裝置構(gòu)造明確、便于工廠化生產(chǎn)，取材方便、施工便捷，通過(guò)合理的力學(xué)設(shè)計(jì)，具有良好的耗能能力與結(jié)構(gòu)性能。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明的彎曲型裝配式抗剪防屈曲耗能裝置示意圖。
[0015]圖2為本發(fā)明實(shí)施例一夾式帽的彎曲型裝配式抗剪防屈曲耗能裝置示意圖。
[0016]圖3為本發(fā)明夾式帽示意圖。
[0017]圖4為本發(fā)明實(shí)施例二卡式帽的彎曲型裝配式抗剪防屈曲耗能裝置示意圖。
[0018]圖5為本發(fā)明卡式帽示意圖。
[0019]圖6為本發(fā)明工作原理不意圖，其中:圖6a為實(shí)際受力情況不意圖；圖6b為受力及耗能原理不意圖；圖6c為變形及耗能原理不意圖。
[0020]
[0021]圖中:1一肢；2—帽；3—夾式帽；4一卡式帽；5—夾板；6—絲杠；7—絲帽；8—墊塊；9一卡板。
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)、作進(jìn)一步描述如下。
[0023]如圖6所示，My—截面屈服彎矩；F—側(cè)向力；△—側(cè)向變形。彎曲型裝配式抗剪防屈曲耗能裝置由線剛度較低的多根肢I(xiàn)與線剛度較高的多個(gè)帽2組成，肢I(xiàn)與帽2固接，在側(cè)向力F作用下，肢I(xiàn)的彎矩內(nèi)力圖呈圖6所示分布，隨著側(cè)向力F的增大，肢I(xiàn)的端部截面首先達(dá)到截面屈服彎矩，進(jìn)入屈服；在側(cè)向變形A作用下，裝置的變形圖呈圖6所示分布，肢I(xiàn)端部截面首先屈服，隨著側(cè)向變形A的的增大，肢I(xiàn)端部發(fā)展并形成塑性鉸區(qū)，SP耗能區(qū)，實(shí)現(xiàn)消能減震。
[0024]實(shí)施例一:
[0025]如圖2?3所示，本發(fā)明采用夾式帽的彎曲型裝配式抗剪防屈曲耗能裝置的帽2使用夾式帽3。夾式帽3由夾板5、絲杠6、絲帽7與墊板8組成，夾板5上有預(yù)留孔，絲杠6通過(guò)預(yù)留孔穿過(guò)夾板5，絲帽7套在絲杠上，通過(guò)擰緊絲帽7對(duì)夾板5施加夾緊力；墊板8位于每?jī)蓚€(gè)肢I(xiàn)之間，以傳遞夾緊壓力，實(shí)現(xiàn)肢I(xiàn)與帽2固接。采用夾式帽的彎曲型裝配式抗剪防屈曲耗能裝置由肢I(xiàn)與夾式帽3組成，肢I(xiàn)與夾式帽3固接，并且?jiàn)A式帽3可拆卸。肢I(xiàn)使用熱乳H型鋼。采用夾式帽的彎曲型裝配式抗剪防屈曲耗能裝置可以通過(guò)調(diào)整肢I(xiàn)的截面尺寸、數(shù)量，調(diào)整裝置的抗側(cè)剛度與耗能能力；也可以通過(guò)調(diào)整夾式帽3的數(shù)量，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)調(diào)整裝置的抗側(cè)剛度。肢I(xiàn)間的間隙通常取較小值，以保證夾式帽3的線剛度足夠大，實(shí)現(xiàn)圖6所示的變形分布與耗能形式。
[0026]實(shí)施例二:
[0027]如圖4?5所示，本發(fā)明采用卡式帽的彎曲型裝配式抗剪防屈曲耗能裝置的卡式帽4由卡板9、絲杠6與絲帽7組成，卡板9上在肢I(xiàn)穿過(guò)的位置開(kāi)設(shè)通槽，卡板9上有預(yù)留孔，絲杠6通過(guò)預(yù)留孔穿過(guò)卡板9，絲帽7套在絲杠上，通過(guò)擰緊絲帽7對(duì)卡板9施加夾緊力，同樣實(shí)現(xiàn)肢I(xiàn)與帽2固接。采用卡式帽的彎曲型裝配式抗剪防屈曲耗能裝置由肢I(xiàn)與卡式帽4組成，肢I(xiàn)與卡式帽4固接，并且卡式帽4可拆卸。肢I(xiàn)使用熱乳H型鋼。采用卡式帽的彎曲型裝配式抗剪防屈曲耗能裝置可以通過(guò)調(diào)整肢I(xiàn)的截面尺寸、數(shù)量，調(diào)整裝置的抗側(cè)剛度與耗能能力；也可以通過(guò)調(diào)整卡式帽4的數(shù)量，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)調(diào)整裝置的抗側(cè)剛度。肢I(xiàn)間的間隙通常取較小值，以保證卡式帽4的線剛度足夠大，實(shí)現(xiàn)圖6所示的變形分布與耗能形式。
[0028]本發(fā)明提供了一種彎曲型裝配式抗剪防屈曲耗能裝置，可用于建筑結(jié)構(gòu)，特別是多高層建筑中的消能減震結(jié)構(gòu)。該裝置在大震作用下能實(shí)現(xiàn)有效耗能，大變形作用下不發(fā)生面外整體屈曲，裝配式安裝，剛度可調(diào)，且大震作用后裝置可局部拆卸、更換、再設(shè)計(jì)、再使用。該裝置構(gòu)造明確、便于工廠化生產(chǎn)，取材方便、施工便捷，通過(guò)合理的力學(xué)設(shè)計(jì)，具有良好的耗能能力與結(jié)構(gòu)性能，經(jīng)濟(jì)性能較優(yōu)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種彎曲型裝配式抗剪防屈曲耗能裝置，其特征在于:所述的裝置包括至少兩個(gè)肢(I)及至少一個(gè)帽(2)，所述肢(I)與帽(2)為剛接，帽(2)能夠拆卸。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彎曲型裝配式抗剪防屈曲耗能裝置，其特征在于，所述的肢(1)為熱乳H型鋼。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彎曲型裝配式抗剪防屈曲耗能裝置，其特征在于，所述的帽(2)位于肢(I)上，與肢剛接。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3所述的彎曲型裝配式抗剪防屈曲耗能裝置，其特征在于，所述的帽(2)為夾式帽(3)，夾式帽(3)包括夾板(5)、絲杠(6)、絲帽(7)與墊板(8)，夾板(5)上有預(yù)留孔，絲杠(6)通過(guò)預(yù)留孔穿過(guò)夾板(5)，絲帽(7)套在絲杠上，通過(guò)擰緊絲帽(7)對(duì)夾板(5)施加夾緊力；墊板(8)位于每?jī)蓚€(gè)肢(I)之間。5.根據(jù)權(quán)利要求1至3所述的彎曲型裝配式抗剪防屈曲耗能裝置，其特征在于，所述的帽(2)為卡式帽(4)，卡式帽(4)包括卡板(9)、絲杠(6)與絲帽(7)，卡板(9)上在肢(I)穿過(guò)的位置開(kāi)設(shè)通槽，卡板(9)上有預(yù)留孔，絲杠(6)通過(guò)預(yù)留孔穿過(guò)卡板(9)，絲帽(7)套在絲杠上，通過(guò)擰緊絲帽(7)對(duì)卡板(9)施加夾緊力。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種彎曲型裝配式抗剪防屈曲耗能裝置，屬于結(jié)構(gòu)工程技術(shù)領(lǐng)域。所述的裝置包括至少兩個(gè)肢(1)及至少一個(gè)帽(2)，所述肢(1)與帽(2)為剛接，帽(2)能夠拆卸。該裝置用于多高層建筑抗側(cè)力體系，正常使用情況下可以提供抗側(cè)剛度和抗側(cè)力，大震作用下能夠在多個(gè)肢-帽節(jié)點(diǎn)處形成肢端塑性鉸區(qū)，從而有效耗能。所述裝置可以通過(guò)調(diào)整肢的截面、數(shù)量以及帽的數(shù)量改變裝置的抗側(cè)剛度與耗能性能。所述裝置可以通過(guò)拆卸、安裝各個(gè)肢與帽實(shí)現(xiàn)裝配式安裝、可調(diào)式安裝以及大震作用后的局部拆卸、更換與裝置的再設(shè)計(jì)、再使用。本發(fā)明的裝置構(gòu)造靈活、施工方便、受力合理，具有良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。
【IPC分類(lèi)】E04B1/98
【公開(kāi)號(hào)】CN105178464
【申請(qǐng)?zhí)枴?br>【發(fā)明人】樊健生, 周萌, 聶建國(guó)
【申請(qǐng)人】清華大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年12月23日
【申請(qǐng)日】2015年7月20日