[发明专利]一种易修复铅塑性铰

说明书

本发明涉及一种易修复铅塑性铰，包括第一转动单元和第二转动单元，第一转动单元和第二转动单元之间铰接并可进行相对转动，第一转动单元和第二转动单元在铰接连接处设置耗能单元，耗能单元由多个铅块以及限位销钉组成，铅块嵌入第一转动单元和第二转动单元的接触面之间，限位销钉穿过第一转动单元和第二转动单元。当正常状况或发生小震时，限位销钉未被剪断，该塑性铰为刚性节点；当发生中震或大震时，限位销钉被剪断，塑性铰发生相对转动，铅块发生塑性变形并吸收能量，起到良好的消能减震效果，震后只需更换限位销钉，就可实现该塑性铰的快速修复。

技术领域

本发明属于建筑结构消能减震领域，具体涉及一种易修复铅塑性铰。

背景技术

塑性铰是指在荷载作用下，结构中的若干截面处弯矩达到塑性极限弯矩时，该截面发生一定转动，类似铰的效果，致使结构产生内力重分布。为避免钢结构梁柱节点在地震作用下发生脆性破坏，常用的处理方法是通过一定的构造措施将塑性铰外移，其方法有三种：一是将节点局部加强，统称加强型节点，如扩大翼缘型和翼缘加腋型；二是将梁端翼缘或腹板局部削弱，统称削弱型节点，如“狗骨”型、腹板开洞型以及焊接孔扩大型；三是将加强型节点和削弱型节点联合运用。国内关于钢结构塑性铰的构造做法虽可有效实现塑性铰外移并达到保护梁柱节点的目的，但仍存在以下缺陷：1)塑性铰极有可能发生完全破坏，结构的耗能以震后不可修复为代价；2)难以实现结构耗能的精准控制，只能粗略地控制塑性铰的出现位置。

为了解决现有构造做法中存在的问题，采用粘滞耗能、摩擦耗能等耗能原理设计的人工塑性铰被提出，如：粘滞塑性铰、摩擦塑性铰等。现有的人工塑性铰虽能实现震后可修复和结构耗能的精准控制，但粘滞塑性铰使用过程中可能会发生粘滞液体的泄漏，摩擦塑性铰制作时又难以精确地施加预压力。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种广泛适用于桁架结构及框架结构的易修复铅塑性铰，克服现有技术中摩擦塑性铰制作难度大和粘滞塑性铰使用过程中可能会发生粘滞液体的泄漏等缺陷，加工制作简单，且使用过程中维护方便，具有稳定的滞回特性，良好的低周疲劳性能，长期的可靠性和不受环境影响等特点。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种易修复铅塑性铰，包括第一转动单元和第二转动单元，所述第一转动单元和第二转动单元之间铰接并可进行相对转动，所述第一转动单元和第二转动单元在铰接连接处设置耗能单元，所述耗能单元由多个铅块以及限位销钉组成，所述铅块嵌入第一转动单元和第二转动单元的接触面之间，所述限位销钉穿过第一转动单元和第二转动单元，当正常状况或发生小震时，所述限位销钉未被剪断，该塑性铰为刚性节点；当发生中震或大震时，限位销钉被剪断，塑性铰发生相对转动，所述铅块发生塑性变形并吸收能量。

进一步地，所述第一转动单元由左连接板以及设于左连接板中部的左耳板组成，所述第二转动单元由右连接板以及设于右连接板中部的右耳板组成，所述左耳板及右耳板均设有旋转轴安装孔，并通过安装于旋转轴安装孔内的旋转轴进行连接。

进一步地，所述左耳板为双耳板，所述右耳板为单耳板，右耳板设于左耳板之间。

进一步地，所述左耳板与右耳板在其相接触的面上分别开设多个凹槽，左耳板和右耳板上的凹槽相对应设置，共同形成多个用于放置铅块的空腔。

进一步地，所述空腔呈立方形，均匀环绕分布于旋转轴的周围，所述铅块的尺寸与空腔相同。

进一步地，所述空腔呈立方形，所述限位销钉设于铅块之间。

进一步地，所述左连接板和右连接板为形状相同的矩形钢板。

进一步地，所述左连接板和右连接板上分别开有多个用于与钢结构梁连接的螺栓孔。