組合式抗震消能支撐的製作方法

2023-07-16 00:59:36

專利名稱：組合式抗震消能支撐的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於建築結構抗震控制裝置，可用於減少建築結構的地震反應，從而避免或減少建築物的震害。
背景技術：
傳統的抗震技術難以滿足現代社會對建築物抗震性能的要求，結構抗震控制技術的發展為建築物抗震提供了新的途徑，不僅能使建築物滿足安全性的要求，而且能滿足功能方面的要求。目前研究和應用比較成熟的是基礎隔震與消能減振技術。為此，在過去三十年裡，國內外的研究人員開發了許多消能減振裝置，這些裝置主要可分為以下四類粘彈性阻尼器、粘滯阻尼器、金屬阻尼器和摩擦阻尼器。這些消能裝置主要用於框架結構，與框架的連接比較複雜，抗震消能作用也有限，並且由於受構造上的限制只能在框架平面內起控制作用，而實際發生的地震往往是三維的，這樣易引起消能裝置在框架平面外的失穩，一旦失穩，消能裝置就失去了抗震控制作用，從而影響主體結構的抗震安全性。

發明內容
本實用新型的目的是利用集成技術，開發設計了一種組合型的抗震消能支撐，該支撐能消除現有的抗震消能裝置存在的三大不足，尤其能多方面的控制結構的地震反應，從而將建築物的震害減到最低。
為了達到上述目的，本實用新型由鋼支撐、鉛芯橡膠消能器與粘性流體消能器組成。其結構要點是在建築物的鋼框架內，採用鉛芯橡膠消能器與粘性流體消能器並聯，並通過節點板與鋼支撐串聯構成。鋼框架的形式由建築結構設計確定。在鋼框架內部的上框架梁底部通過螺栓連接鉛芯橡膠消能器。鉛芯橡膠消能器底部通過螺栓連接鋼支撐頂部節點板。鋼支撐頂部節點板的一側與粘性流體消能器一端螺栓連接，粘性流體消能器另一端與固結在上框架梁上的連接板螺栓連接；鋼支撐頂部節點板的底部與兩根鋼支撐的頂端固結，兩根鋼支撐的底端各固結有一塊鋼支撐底部節點板，該兩塊鋼支撐底部節點板分別與建築物的左右兩根框架柱螺栓連接。由於鉛芯橡膠消能器的消能部分為圓柱形，當受到前後左右任何方向來的地震動時，均能提供消能控制作用。這樣，在鋼支撐框架平面外具有一定的剛度與阻尼，不會造成平面外的失穩。由於在鋼結構框架內還設有粘性流體消能器，它能提供較大的阻尼，使兩種消能器組合成的本實用新型的消能支撐的消能作用大大增強，抗震控制效果更佳。在地震發生時，框架發生側向位移，使消能支撐頂部與底部產生水平相對變形，從而帶動鉛芯橡膠消能器產生水平剪切變形和粘性流體消能器產生活塞運動，這樣消能支撐就發揮了其抗震消能作用，結構的地震反應大大減小。
本實用新型的主要優點是1.由於鉛芯橡膠和粘性流體都能提供較大的阻尼，前者為變形相關型，後者為速度相關型，從而使本實用新型具有雙重的消能效果，增強了抗震控制能力。
2.由於本實用新型將鉛芯橡膠消能器與粘性流體消能器組合安裝在需要抗震的建築結構內，解決了抗震消能器平面外的失穩問題，使結構潛在的抗震安全性得到增強。
3.該裝置與主體結構的連接簡單、施工方便、傳力可靠。
4.若在大震後該裝置因遭到破壞需進行更換，由於與主體結構連接簡單，更換相對比較簡單，使日後維護簡單易行，無後顧之憂。


附圖為本實用新型的一個實施例，其中圖1為本實用新型的結構總圖圖2為本實用新型的鉛芯橡膠消能器與框架梁連接A-A剖視圖圖3為本實用新型的粘性流體消能器與框架梁連接B-B剖視圖圖4為本實用新型的消能支撐與框架柱連接C-C剖視圖具體實施方式
結合附圖對本實用新型作進一步詳細描述。請參閱附圖1、2、3、4。本實用新型包括鉛芯橡膠消能器2、粘性流體消能器3、連接板4、鋼支撐頂部節點板5、鋼支撐底部節點板7和鋼支撐8。在建築物鋼結構的上、下框架梁1和左、右框架柱6內安裝本實用新型。先在鋼結構內部的上框架梁1底部開設螺孔，螺孔的大小、位置與鉛芯橡膠消能器2上的螺孔相同，用螺栓9和螺母10將上框架梁1與鉛芯橡膠消能器2螺栓連接為一體。鉛芯橡膠消能器2底部，通過螺栓9和螺母10與鋼支撐頂部節點板5螺栓連接。鋼支撐頂部節點板5的一側通過螺栓11和螺母12與粘性流體消能器3一端螺栓連接。粘性流體消能器3另一端與連接板4螺栓連接。連接板4的另一端與建築物鋼結構的上框架梁1底部焊接。鋼支撐頂部節點板5的底部與兩根鋼支撐8的頂端焊接。兩根鋼支撐8由四根槽鋼分別對稱焊接組成，槽鋼的尺寸和節點板的大小可根據結構受力靈活調整，鋼支撐8的底端分別與鋼支撐底部節點板7焊接，鋼支撐底部節點板7與建築物鋼結構的左右兩根框架柱6通過螺栓13、螺母14連接，使鋼支撐8成為一等腰三角形形狀，這樣就構成了本實用新型的抗震消能組合支撐。由於該消能支撐具有一定的剛度，在增大結構阻尼的同時，也使結構的抗側剛度增大，因此，在設計時要根據建築物主體結構的剛度調整該裝置的剛度與阻尼兩個參數，使其帶來的抗震控制效果最佳。
權利要求1.組合式抗震消能支撐，其特徵在於由鉛芯橡膠消能器(2)、粘性流體消能器(3)和鋼支撐(8)組成；在建築物主體結構內部的上框架梁(1)底部螺栓連接鉛芯橡膠消能器(2)；鉛芯橡膠消能器(2)底部螺栓連接鋼支撐頂部節點板(5)；鋼支撐頂部節點板(5)的一側與粘性流體消能器(3)一端螺栓連接，粘性流體消能器(3)的另一端與連接板(4)一端螺栓連接，連接板(4)的另一端與上框架梁(1)固結；鋼支撐頂部節點板(5)的底部與兩根鋼支撐(8)的頂端固結；兩根鋼支撐(8)的底端各固有一塊鋼支撐底部節點板(7)；該兩塊鋼支撐底部節點板(7)分別與建築物主體結構的左右兩根鋼框架柱(6)螺栓連接。
2.根據權利要求1所述的組合式抗震消能支撐，其特徵在於所述的兩根鋼支撐(8)由四根槽鋼分別對稱焊接構成。
專利摘要組合式抗震消能支撐,屬於建築結構抗震控制裝置,其特點是:在建築物鋼框架內,採用鉛芯橡膠消能器(2)與粘性流體消能器(3)並聯,並通過鋼支撐頂部節點板(5)與兩根鋼支撐(8)串聯構成。兩根鋼支撐(8)的底端各固有一塊鋼支撐底部節點板(7),該兩塊鋼支撐底部節點板(7)分別與左右兩根框架柱(6)螺栓連接。由於鉛芯橡膠和粘性流體都能提供較大的阻尼,前者為變形相關型,後者為速度相關型,從而使本實用新型具有雙重的消能效果,增強了抗震控制能力。本實用新型安裝在需要抗震的建築結構內,與主體結構的連接簡單、施工方便、傳力可靠,且一旦在大震中遭到破壞,更換、維護簡單易行,可用於減少建築結構的地震反應,避免或減少建築物的震害。
文檔編號E04B1/98GK2514052SQ0125505
公開日2002年10月2日 申請日期2001年12月3日 優先權日2001年12月3日
發明者呂西林, 蔣歡軍 申請人:同濟大學