本發(fā)明涉及空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，具體涉及一種具有阻尼功能的新型空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)球節(jié)點裝置。

背景技術(shù)：

中國地處兩條主要的地震帶-歐亞地震帶和環(huán)太平洋地震帶之間，是世界上遭受到地震危害最為嚴(yán)重的國家之一。歷史上，在長江三角洲和珠江三角洲曾經(jīng)多次發(fā)生6級以上的強震，在京津環(huán)渤海地區(qū)，近300年來，平均每44年就發(fā)生一次7級以上的大地震。隨著城市化進程的加快，大量的國民財富快速的向城市及城市群地區(qū)集中。而我國三分之一以上的已建或擬建的城市群位于可能會發(fā)生7級以上大地震的地區(qū)。城市內(nèi)結(jié)構(gòu)、設(shè)備和館藏文物的破壞而引起的經(jīng)濟損失和人員傷亡將對國家安全和社會穩(wěn)定造成巨大的沖擊。地震是由于地殼巖層處于復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)中，隨著地殼的不斷變化，地應(yīng)力的作用超過某處巖層的極限強度時，巖層就會發(fā)生突然的斷裂和錯動，從而引起震動，并以彈性波的形式傳到地表，引起地表附近的具有一定質(zhì)量的物體產(chǎn)生慣性力，當(dāng)物體本身具有的抵抗這種慣性作用的抗震能力不足時，物體發(fā)生破壞。而當(dāng)?shù)卣饎拥淖吭街芷诤臀矬w的自振周期比較接近時，物體的破壞就將更加嚴(yán)重。而通過對物體設(shè)置一定的隔震裝置可以顯著改變物體的自振周期，從而避開地震的卓越周期，從而顯著的降低作用于物體的慣性力，減小物體在地震作用下的破壞，增加物體在地震下的安全。

傳統(tǒng)的減隔震技術(shù)一般分為兩大類：一類是通過隔震裝置的設(shè)置來延長結(jié)構(gòu)的自振周期，降低上部結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)；另一類是通過在結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)的連接處設(shè)置耗能的裝置，消耗地震對結(jié)構(gòu)的能量輸入，從而減小輸入到結(jié)構(gòu)中的地震能量，降低地震作用的破壞。目前這兩種減隔震技術(shù)均取得了較好的應(yīng)用。對于空間結(jié)構(gòu)來說，由于其受理機理復(fù)雜，在地震過程中三個正交方向的參與度均不容忽視，因此隔震的應(yīng)用非常困難。但是，可以通過增加空間結(jié)構(gòu)阻尼的方式提高空間結(jié)構(gòu)的耗能能力，從而增加空間結(jié)構(gòu)的抗震能力。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明研發(fā)了一種簡單安裝并通過增加桿件與空心鋼球連接節(jié)點的阻尼來增加空間結(jié)構(gòu)的耗能能力的裝置。由如下的技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種具有阻尼功能的新型空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)球節(jié)點裝置，包括節(jié)點球及與其相連的桿件，該裝置還包括位于所述節(jié)點球內(nèi)的阻尼器，該阻尼器包括油缸、油缸頂蓋、與油缸頂蓋連接的軟鋼、活塞及活塞桿，所述軟鋼的另一端連接所述活塞，所述活塞桿的一端連接所述活塞，另一端連接所述桿件，所述軟鋼及活塞置于所述油缸內(nèi)，且所述油缸的下端與所述節(jié)點球上的安裝孔相連。

較佳的，所述活塞上設(shè)有小孔，在活塞發(fā)生移動時，粘滯阻尼液可穿過小孔。

較佳的，所述油缸下端與所述節(jié)點球上的安裝孔螺紋連接。

較佳的，所述活塞桿與所述桿件螺紋連接。

較佳的，所述節(jié)點球連接有兩個以上桿件，且每個桿件均連接有所述阻尼器。

非地震狀態(tài)時桿件內(nèi)力由軟鋼承擔(dān)，處于平衡狀態(tài)；在三維地震作用下，結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，在振動中桿件的受力發(fā)生變化，軟鋼發(fā)生壓縮和拉壓往復(fù)變形，油缸活塞發(fā)生移動，粘滯油通過活塞上的小孔后產(chǎn)生阻尼效應(yīng)，軟鋼的變形本身也具有阻尼效應(yīng)。因此增加了結(jié)構(gòu)整體的阻尼，從而降低了結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)，提高了結(jié)構(gòu)的抗震能力。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，采用上述技術(shù)方案的本發(fā)明具有的優(yōu)點在于：利用空間結(jié)構(gòu)中具有空心球節(jié)點這一實際現(xiàn)狀，合理利用球節(jié)點內(nèi)部空間，在其內(nèi)部安裝阻尼器，軟鋼作為正常工作時傳遞內(nèi)力使用，阻尼器只在結(jié)構(gòu)發(fā)生振動時起作用。在施工上能夠做到在工廠加工完成后到現(xiàn)場組裝，且阻尼器在球內(nèi)部，可以做到施工簡便、整潔美觀，而阻尼器可以采用其他多種形式，包括粘滯阻尼器、金屬阻尼器等等。

附圖說明

圖1為本發(fā)明整體軸測圖；

圖2為油缸活塞和軟鋼組件圖；

圖中標(biāo)記說明：1,2-桿件；20-阻尼器；21-活塞桿；22-油缸活塞；24-軟鋼；26-油缸；28-油缸頂蓋；29-小孔；30-節(jié)點球。

具體實施方式

下面主要結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明的具有阻尼功能的新型空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)球節(jié)點裝置進一步詳細的說明。

如圖1所示，為一實施例的具有阻尼功能的新型空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)球節(jié)點裝置的分解示意圖，包括空心鋼球30、兩個桿件1,2及分別與桿件1,2相連的阻尼器20，阻尼器包括油缸26、油缸頂蓋28、與油缸頂蓋連接的軟鋼24、活塞22及活塞桿21，軟鋼24的另一端連接活塞22，活塞桿21的一端連接活塞22，另一端連接桿件1,2，軟鋼24及活塞22置于所述油缸26內(nèi)，且所述油缸的下端與所述節(jié)點球上的安裝孔相連。因此，桿件的內(nèi)力首先傳遞到油缸活塞22上，其次傳遞到軟鋼24上，再傳遞到油缸26上然后傳遞到鋼球30上。

在此實施例中，所述油缸下端與所述節(jié)點球上的安裝孔螺紋連接；所述活塞桿與所述桿件螺紋連接。

一實施例中，所述活塞22上設(shè)有小孔29(如圖2所示)，在活塞發(fā)生移動時，粘滯阻尼液可穿過小孔。

非地震狀態(tài)時桿件內(nèi)力使軟鋼產(chǎn)生變形；在三維地震作用下，結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，在振動中桿件的受力發(fā)生變化，軟鋼24發(fā)生壓縮和拉壓往復(fù)變形，油缸活塞22發(fā)生移動，粘滯油通過活塞上的小孔后產(chǎn)生阻尼效應(yīng)，軟鋼的變形本身也具有阻尼效應(yīng)。因此增加了結(jié)構(gòu)整體的阻尼，從而降低了結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)，提高了結(jié)構(gòu)的抗震能力。此外，桿件位置和數(shù)量是一定的，但可以根據(jù)需要靈活的布置阻尼器的位置與數(shù)量，桿件數(shù)量不必與阻尼器數(shù)量相等。再者，圖1為表達明了，僅僅繪出兩根桿件，但可根據(jù)實際情況布置其他數(shù)量的桿件。

以上說明對本發(fā)明而言只是說明性的，而非限制性的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解，在不脫離權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可作出許多修改、變化或等效，但都將落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種具有阻尼功能的新型空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)球節(jié)點裝置，包括節(jié)點球及與其相連的桿件，該裝置還包括位于所述節(jié)點球內(nèi)的阻尼器，該阻尼器包括油缸、油缸頂蓋、與油缸頂蓋連接的軟鋼、活塞及活塞桿，所述軟鋼的另一端連接所述活塞，所述活塞桿的一端連接所述活塞，另一端連接所述桿件，所述軟鋼及活塞置于所述油缸內(nèi)，且所述油缸的下端與所述節(jié)點球上的安裝孔相連。本發(fā)明依據(jù)空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中使用的空心鋼球節(jié)點內(nèi)部具有可利用空間的特征，解決了空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)阻尼不足的問題，并且施工安裝簡便。本發(fā)明通過增加空間結(jié)構(gòu)的阻尼耗能減小地震作用，從而提高空間結(jié)構(gòu)的抗震能力。

技術(shù)研發(fā)人員：聶桂波;張辰嘯;于志偉;戴君武
受保護的技術(shù)使用者：中國地震局工程力學(xué)研究所
技術(shù)研發(fā)日：2016.09.21
技術(shù)公布日：2017.07.07