本發(fā)明提供一種可循環(huán)使用于建筑節(jié)點的減震耗能裝置，具體涉及一種阻尼板可更換的弧形鋼板節(jié)點阻尼器，應用于結構抗震領域。

技術背景

我國處于地震高發(fā)地區(qū)，地震災難帶來的損失非常慘重。在近十幾年的震害調查中發(fā)現(xiàn)，框架建筑結構在遭遇強震過程中，易發(fā)生柱端和節(jié)點破壞，即地震時，框架柱端部首先屈服出現(xiàn)塑性鉸，致使結構發(fā)生倒塌。傳統(tǒng)節(jié)點抗震設計方法過于被動，主要靠增大柱的截面尺寸或者增加梁柱節(jié)點配筋，這樣容易造成材料浪費，且施工質量難以保證，并且結構整體剛度增大還有可能放大地震的作用，因此傳統(tǒng)的抗震設計具有很多不足。

目前，安裝抗震消能裝置是主要抗震手段，是一種主動的防震措施?？拐鹣苎b置作為抗震第一道防線，首先承擔地震作用、儲存或消耗能量，減輕地震對結構造成的損害。消能減震裝置與傳統(tǒng)抗震體系相比具有先進性，在超過設防烈度的突發(fā)性地震中能有效地消耗節(jié)點能量，既可保護建筑結構本身，又可保護人民生命安全，且經濟適用。

軟鋼具有明顯的屈服點，破壞前具有明顯的預兆(較大的變形，伸長率)，屬于塑性破壞，應用于建筑節(jié)點處在地震作用時，能有效地吸收節(jié)點能量，起到消散地震能量的作用，是作為建筑節(jié)點阻尼器的理想耗能材料。

已研究開發(fā)的全金屬阻尼器有中國專利號200510033467.7公開了一種名稱為“鋼鉛組合耗能器”發(fā)明專利；中國專利號201110318337.3公開了一種名稱為“鋼鉛拉壓阻尼器”的發(fā)明專利。這些全金屬阻尼器具有阻尼能力強，抗疲勞性好的優(yōu)點，但以往的全金屬阻尼器多依靠剪切鉛芯或依靠摩擦消耗節(jié)點能量，大震后阻尼器易發(fā)生損壞，無法更換阻尼片，阻尼器為一次性使用，在后續(xù)余震過程中耗能作用較小，無法保證節(jié)點位置不發(fā)生破壞，且震后更換阻尼器維修費用高，易造成材料浪費，不符合經濟環(huán)?？沙掷m(xù)的建筑原則。目前，國內外尚無阻尼板可更換的弧形鋼板節(jié)點阻尼器。

技術實現(xiàn)要素：

由于現(xiàn)有技術存在上述不足，本發(fā)明所要解決的技術問題就是提供一種阻尼板可更換的弧形鋼板節(jié)點阻尼器。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述方案：

阻尼板可更換的弧形鋼板節(jié)點阻尼器，包括：復合彈性體、柱端上部連接、柱端下部連接、梁端連接；其中，復合彈性體由柱上剪切鋼板、梁剪切鋼板、柱下剪切鋼板和剪切耗能碟片組成；其特征在于，柱上剪切鋼板和柱下剪切鋼板與梁剪切鋼板進行拼接，在剪切鋼板之間形成預留剪切槽道，在預留剪切槽道中，根據(jù)建筑抗震設防要求，插入一定數(shù)量的剪切耗能碟片，剪切耗能碟片與預留矩形槽道之間靠擠壓摩擦力牢固連接。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點和效果：

1、本發(fā)明解決現(xiàn)有節(jié)點阻尼器在地震后，阻尼器將完全破壞，一次性使用，維修費用高，易造成材料浪費的問題；在地震過后，可更換剪切耗能碟片，重復使用，維修費用低，不易造成材料的浪費，符合經濟環(huán)?？沙掷m(xù)的建筑原則。

2、本發(fā)明通過搓斷剪切耗能碟片消耗地震在建筑節(jié)點積聚的能量，剪切耗能碟片為長方形鋼板，材質為軟鋼，鋼板中部銑出橢圓空洞，剪切耗能碟片受剪切破壞時，可以達到全斷面屈服，耗能效果顯著。

3、本發(fā)明可直接安裝在梁柱節(jié)點處，操作簡單，適用范圍廣，阻尼器結構簡單，體積小，不占用過多使用空間，成本低廉。

4、本發(fā)明剪切耗能碟片的安裝數(shù)量可以因建筑部位，特點，角度，抗震等級等因素而改變，適用于多種建筑物。

附圖說明

圖1為一種阻尼板可更換的弧形鋼板節(jié)點阻尼器結構示意圖；

圖2為本發(fā)明左視圖；

圖3為本發(fā)明俯視圖；

圖4為圖1中沿a-a剖面圖；

圖5為梁剪切鋼板與梁端連接平面圖；

圖6為柱上剪切鋼板與柱端上部連接平面圖；

圖7為柱下剪切鋼板與柱端下部連接平面圖；

圖8為本發(fā)明剪切耗能碟片平面圖；

圖9為本發(fā)明在梁柱節(jié)點具體應用示意圖；

圖中1、復合彈性體，2、柱端上部連接,3、柱端下部連接，4、梁端連接，5、柱上剪切鋼板，6、柱下剪切鋼板，7、梁剪切鋼板，8、剪切耗能碟片，9、梁端固定螺栓安裝口，10、柱端固定螺栓安裝口。

具體實施方式

如圖1至圖9所示，阻尼板可更換的弧形鋼板節(jié)點阻尼器，包括：復合彈性體1和分別設置在復合彈性體1兩端的柱端上部連接2、柱端下部連接3、梁端連接4；復合彈性體1為弧形裝置，柱端上部連接2、柱端下部連接3與梁端連接4均為矩形鋼板，且梁端連接4鋼板四周設有梁端固定螺栓安裝口9，柱端上部連接2與柱端下部連接3鋼板四周設有柱端固定螺栓安裝口10。

復合彈性體1，包括：柱上剪切鋼板5、柱下剪切鋼板6、梁剪切鋼板7、剪切耗能碟片8；其中：

柱上剪切鋼板5為下側帶有矩形凹槽的弧形鋼板，橫截面為矩形，材質為硬鋼，柱上剪切鋼板5通過矩形凹槽，與梁剪切鋼板7上側矩形凹槽拼接，形成預留剪切槽道，將剪切耗能碟片8插入預留剪切槽道；柱上剪切鋼板5端部與柱端上部連接2焊接，再通過柱端固定螺栓安裝口10與柱端預留錨件采用螺栓連接。

柱下剪切鋼板6為上側帶有矩形凹槽的弧形鋼板，橫截面為矩形，材料為硬鋼，柱下剪切鋼板6通過矩形凹槽，與梁剪切鋼板7下側矩形凹槽拼接，形成預留剪切槽道，將剪切耗能碟片8插入預留剪切槽道；柱下剪切鋼板6端部與柱端下部連接3焊接，再通過柱端固定螺栓安裝口10與柱端預留錨件采用螺栓連接。

梁剪切鋼板7為上下兩側帶有矩形凹槽的弧形鋼板，橫截面為矩形，材料為硬鋼，梁剪切鋼板7端部與梁端連接4焊接，再通過梁端固定螺栓安裝口9與梁端預留錨件采用螺栓連接。

剪切耗能碟片8為長方形鋼板，材質為軟鋼，鋼板中部銑出橢圓空洞，剪切耗能碟片8受剪切破壞時，可以達到全斷面屈服，耗能效果顯著。

柱上剪切鋼板5，柱下剪切鋼板6，與梁剪切鋼板7拼接形成的預留剪切槽道的矩形截面尺寸長寬分別等于剪切耗能碟片8尺寸，以保證剪切耗能碟片8的順利插入，并且通過擠壓使得復合彈性體1緊固。

柱上剪切鋼板5，柱下剪切鋼板6，梁剪切鋼板7材料分別為硬鋼，以保證耗能碟片8受剪切破壞進行耗能時，剪切鋼板不發(fā)生變形。

柱上剪切鋼板5與梁剪切鋼板7拼接形成的預留剪切槽道中至少插入三塊剪切耗能碟片8，柱下剪切鋼板6與梁剪切鋼板7拼接，在形成的預留剪切槽道中至少插入四塊剪切耗能碟片8。

一種阻尼板可更換的弧形鋼板節(jié)點阻尼器，可安裝于框架結構梁柱節(jié)點下腋處，也可安裝于框架結構梁柱節(jié)點上腋處，具體施工方法按照實際情況而定。

技術特征：

技術總結
本發(fā)明涉及一種阻尼板可更換的弧形鋼板節(jié)點阻尼器，包括：復合彈性體和分別設置在復合彈性體兩端的柱端上部連接、柱端下部連接、梁端連接；其中復合彈性體為弧形裝置，柱端上部連接、柱端下部連接、梁端連接均為矩形鋼板，且梁端連接鋼板四周分別設有梁端固定板螺栓口，柱端上部連接與柱端下部連接鋼板四周也均設有柱端固定板螺栓口。本發(fā)明解決現(xiàn)有阻尼器在地震后，阻尼器被完全破壞，一次性使用，維修費用高，易造成材料浪費的問題；在地震過后，可更換剪切耗能碟片，重復使用，維修費用低，不易造成材料的浪費；本發(fā)明可直接安裝在梁柱節(jié)點處，操作簡單，適用范圍廣，且阻尼器結構簡單，體積小，不占用過多使用空間，成本低廉。

技術研發(fā)人員：黃思凝;曹孔;喬田田;管友海;李春寶
受保護的技術使用者：中國石油大學（華東）
技術研發(fā)日：2017.03.23
技術公布日：2017.07.07