[发明专利]一种具有可更换弯曲阻尼器的弹性摇摆柱在审

专利信息
申请号: 201911152883.7 申请日: 2019-11-22
公开(公告)号: CN110805156A 公开(公告)日: 2020-02-18
发明(设计)人: 彭晓彤;亓正辉;林晨;蔡春水;杨涛春;李雁军;陈圣刚 申请(专利权)人: 山东彤创建筑科技有限公司
主分类号: E04B1/98 分类号: E04B1/98;E04H9/02;E01D19/00
代理公司: 北京中索知识产权代理有限公司 11640 代理人: 商金婷
地址: 250002 山东省济南市市中区*** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: 一种 具有 更换 弯曲 阻尼 弹性 摇摆
【说明书】:

本发明涉及一种具有可更换弯曲阻尼器的弹性摇摆柱,包括弹性摇摆柱,所述的弹性摇摆柱包括柱基和钢柱,还包括钢制弯曲阻尼器,所述的钢制弯曲阻尼器通过大铰链和高强螺栓与桩基固定连接,所述的大铰链通过地脚螺栓固定在桩基上,所述的钢制弯曲阻尼器通过小铰链和高强螺栓和钢柱连接,所述的小铰链与钢柱之间采用焊接固定,所述的钢制弯曲阻尼器在钢柱的每侧至少设有一个且对称分布,所述的钢制弯曲阻尼器两两之间具有距离间隔,所述的钢制弯曲阻尼器两端之间的弧度夹角为60°,并对所述钢制弯曲阻尼器材料的塑性和强度做了限定。本发明具有减少地震破坏且钢制弯曲阻尼器可更换的有益效果。

技术领域

本发明涉及建筑技术领域,尤其涉及建筑减震技术,具体是指一种具有可更换弯曲阻尼器的弹性摇摆柱。

背景技术

地震是对建筑物造成严重损害的灾害之一。而设计合理、结构细密的桥梁和建筑物,在强震时往往表现出良好的性能。但是地震后对受损结构的修复和拆除,主要是由于不可接受的残余变形,仍然是不可避免的,这可能导致沉重的经济成本,有时甚至会导致金融灾难或社会动荡。为了最大限度地减少经济损失,结构弹性已成为一个重要的研究领域。这个概念涉及到设计一种结构,它可以在不中断操作的情况下快速从灾难中恢复。典型的弹性技术包括使用摇摆结构、自定心技术和地震后快速修复技术。

将地震损伤集中在结构的特定保险丝或可更换部件中是实现结构弹性的另一种方法。在大地震发生后,可以更换损坏的部件,以恢复建筑物的功能。目前,已经开发出多种可更换部件,如可更换耦合梁和可更换梁端。“强柱/弱梁”系统总是需要在第一层柱的底端设置塑料铰链,以形成全塑性机构。由于结构上的重力荷载,柱基的地震后修复可能非常困难,成本高昂,而且往往不切实际。后张柱基连接设计用于消除自对中抗弯框架柱基的地震损伤。在连接处,铂棒的间隙开度和延伸率提供了软化行为。

发明内容

本发明针对现有技术的不足,为了使破坏最小化,达到能量耗散,提供了一种新型的具有可更换弯曲阻尼器的弹性摇摆柱,该弹性摇摆柱具有可更换的钢弯曲阻尼器。本发明专利采用了“强柱/弱阻尼”的方法,即当钢弯曲阻尼器发生塑性变形时,弹性摇摆柱保持弹性。在结构工程中,摇摆框架和消能熔断器是公认的概念,但该系统通过其消能能力和钢弯曲阻尼器的稳定滞回特性,为地震弹性提供了一种创新的方法。

本发明是通过如下技术方案实现的,提供一种具有可更换弯曲阻尼器的弹性摇摆柱,包括弹性摇摆柱,所述的弹性摇摆柱包括柱基和钢柱,还包括钢制弯曲阻尼器,所述的钢制弯曲阻尼器通过大铰链和高强螺栓与桩基固定连接,所述的大铰链通过地脚螺栓固定在桩基上,所述的钢制弯曲阻尼器通过小铰链和高强螺栓和钢柱连接,所述的小铰链与钢柱之间采用焊接固定,所述的钢制弯曲阻尼器在钢柱的每侧至少设有一个且对称分布,所述的钢制弯曲阻尼器两两之间具有距离间隔,所述的钢制弯曲阻尼器两端之间的弧度夹角为60°,所述的钢制弯曲阻尼器材料的塑性大于大铰链、小铰链、地脚螺栓和高强螺栓,所述钢制弯曲阻尼器的强度小于大铰链、小铰链、地脚螺栓和高强螺栓。

作为优选,所述钢柱的底部内填充混凝土或/和加设防止柱底部局部弯曲的十字型加强筋用以与柱基形成塑性铰。

作为优选,所述的钢制弯曲阻尼器采用屈服点低且可吸收大量能量的Q235钢。

作为优选,所述的钢制弯曲阻尼器由具有所属几何形状的钢板激光切割而成。

作为优选,大铰链、小铰链、地脚螺栓和高强螺栓选用Q345钢或其他强度高于Q235钢的钢材制备。

作为优选,所述的钢制弯曲阻尼器的厚度t的计算公式为:

其中F为弹性摇摆柱的承受的水平载荷,H为弹性柱的柱高,h为弹性柱的长和宽,N为弹性柱的轴向压缩载荷,L为钢制弯曲阻尼器的长度,d为钢制弯曲阻尼器的深度,θ为钢制弯曲阻尼器(2)两端之间的弧度夹角,σy为阻尼器的材料屈服应力。

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