CN101936045A - 建筑用钢板耗能器 - Google Patents

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王强
安立刚
任江涛
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Abstract

建筑用钢板耗能器，涉及一种建筑结构震动控制装置，螺栓连接时，固定部位采用矩形形式，并在其中设置螺栓孔；中间耗能部位外轮廓采用向内凹的弧形或者较圆滑的多边形形式，内部采用圆形、椭圆形或者其它较圆滑的多边形进行切割掏孔。焊接连接时，钢板耗能器几何上采用对称布置，中间耗能部位采用一个椭圆、或圆、或多边形，或者多个椭圆、或圆、或多边形掏孔，多个椭圆、或圆、或多边形时采用横向或者竖向成对称布置。安装于框架人字形支撑上，也可以安装于梁和墙之间，在正常状态下使用时能够增大建筑结构的整体刚度，而在遇到地震时，利用钢板耗能器的屈服耗能能够减少建筑结构的地震反应，对建筑结构起到很好的保护作用。

Description

建筑用钢板耗能器
技术领域
本发明涉及一种建筑结构震动控制装置，特别是涉及一种建筑结构震动控制的建筑用钢板耗能减震器。
背景技术
由于金属材料进入塑性以后具有良好的滞回性能，因而被用来制作各种类型的耗能装置。钢板耗能器装置一般由低屈服点或者极低屈服点钢板和其定位装置组装而成的一种被动耗能减震装置。其抗震机理简单，造价低，效果显著，同时，耗能装置一般是作为非承重构件安装在结构中，在正常使用状态下，其能够提高结构的整体刚度；在小震情况下，建筑结构本身就能够满足抗震设防要求，此时结构的变形相对较小，钢板耗能器不进入或较少部分进入塑性阶段；在遇到大震或罕遇地震时，耗能器要率先进入塑性阶段，依靠其产生的塑性能来减少结构的地震反应，其破坏不会影响整体结构的使用。耗能装置既可以用于新建工程结构的抗震设计也可以用于已有建筑的加固维修，具有良好的经济效益。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钢板耗能器，安装于框架人字形支撑上，也可以安装于梁和墙之间，在正常状态下使用时能够增大建筑结构的整体刚度，而在遇到地震时，利用钢板耗能器的屈服耗能能够减少建筑结构的地震反应，对建筑结构起到很好的保护作用。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
建筑用钢板耗能器，螺栓连接时，钢板耗能器包括固定部位和耗能部位两部分，固定部位采用矩形形式，并在其中设置螺栓孔；中间耗能部位外轮廓采用向内凹的弧形或者圆滑的多边形形式，内部采用圆形、椭圆形或者圆滑的多边形进行切割掏孔。
建筑用钢板耗能器，焊接连接时，将耗能部位的两端直接焊接在固定装置上，钢板耗能器几何上采用对称布置，中间耗能部位采用一个椭圆、或圆、或多边形，或者多个椭圆、或圆、或多边形掏孔，多个椭圆、或圆、或多边形时采用横向或者竖向成对称布置。
所述的建筑用钢板耗能器，其建筑用钢板耗能器的固定连接形式包括连接角钢、连接钢板和加肋钢板构成。
所述的建筑用钢板耗能器，其建筑用钢板耗能器的固定连接形式包括连接角钢、连接钢板和槽形加固钢板构成。
所述的建筑用钢板耗能器，其建筑用钢板耗能器的固定连接形式包括连接角钢、连接钢板和加肋钢板及连接角钢、连接钢板和槽形加固钢板的两者结合构成。
本发明的优点与效果是：
钢板耗能器初始刚度较大、无明显应力集中现象、钢材屈服面积大、耗能效果好、钢材利用率高，同时钢板耗能器的制作、安装简单、使用方便，既可以用于新建工程的抗震设计也可以用于已有建筑的加固维修。
附图说明
图1为本发明采用螺栓连接的单孔型钢板耗能器；
图2为本发明采用焊接连接的单孔型钢板耗能器；
图3为本发明采用螺栓连接的多孔型钢板耗能器(以三孔为例)；
图4为本发明采用焊接连接的多孔型钢板耗能器(以三孔为例)；
图5为本发明采用螺栓连接的单孔型固定连接钢板耗能器之一；
图6为图5的剖面图；
图7为本发明采用焊接连接的多孔型固定连接钢板耗能器之一；
图8为图7的剖面图；
图9为本发明采用焊接连接的单孔型固定连接钢板耗能器之二；
图10为图9的剖面图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明进行详细说明。
钢板耗能器通过固定连接装置将其安装在人字形支撑和梁之间或者承重墙和梁之间，按照钢板耗能构件安装方式的不同可分为螺栓连接和焊接连接，不论是螺栓连接还是焊接连接，其固定连接形式可以选用如图所示的固定连接形式之一，也可以选用固定连接形式之二；同时根据耗能器耗能部分开洞的多少又可分为单孔型和多孔型(以三孔为例)钢板耗能器。
下面参照附图所示实施例，对本发明分别进行详细说明。
一、单孔型钢板耗能器。
即钢板耗能器的中间耗能部分只有一个孔洞。
图1为采用螺栓连接的单孔型钢板耗能器。
图中标号含义为：1-固定部位，2-耗能部位，3-螺栓孔。
图2为采用焊接连接的单孔型钢板耗能器。
图中标号含义为：2-耗能部位，即焊接连接的单孔型钢板耗能器只有耗能部位。
固定部位采用矩形形式，中间耗能部位外轮廓采用向内凹的弧形或者较圆滑的多边形形式，内部采用一个圆形、椭圆形或者其它较圆滑的多边形进行切割掏空。为了制作加工的方便，建议外轮廓采用圆形或者椭圆形，内部采用圆形或者椭圆形进行切割。
二、多孔型钢板耗能器。
其结构形式与单孔型相类似，不同之处在于中间耗能部位有多个圆形(椭圆形或者多边形)孔洞，这些孔洞应沿横向或者竖向成对称布置。
图3、图4为多孔型钢板耗能器，图中标号的含义同图1、图2的含义相同。
三、螺栓连接。
图5为螺栓连接，钢板耗能器采用单孔型，固定连接采用的是固定连接形式之一。
图6为图5的剖面图。其中固定连接形式之一由以下部分组成：3-加固槽钢，4-连接角钢，6-对焊连接槽钢，7-钢垫板。其它标号的含义为：1-框架型钢梁，2-连接螺栓，5-钢板耗能构件。
在安装钢板耗能构件时，可以沿纵向或者横向多片并列同时安装。图6是两片钢板耗能构件沿纵向并列安装，以下图中的钢板耗能构件的安装方法相同。
图7为多孔型钢板耗能器，选用固定连接形式之一进行螺栓连接，图8为图7的剖面图。其中固定连接形式之一由以下部分组成：2-由多快钢板焊接而成的箱形刚体，上下两块钢板之间的钢板起支撑作用的，3-连接角钢。其它图标的含义：1-螺栓，4-钢板耗能构件，5-钢垫板。
四、焊接连接。
图9为单孔型钢板耗能器的焊接连接，固定连接采用的是固定连接形式之二。焊接连接与螺栓连接的区别在于将螺栓连接中角钢改为了图9中的4-连接钢板，首先将钢板耗能构件焊接在连接钢板上，然后再将连接钢板同3-槽钢和1-框架梁用螺栓连接起来。
图10为图9的剖面图。图9、图10中标号的含义同图5、图6中标号的含义相同。

Claims (5)

1.建筑用钢板耗能器，其特征在于，螺栓连接时，钢板耗能器包括固定部位和耗能部位两部分，固定部位采用矩形形式，并在其中设置螺栓孔；中间耗能部位外轮廓采用向内凹的弧形或者圆滑的多边形形式，内部采用圆形、椭圆形或者圆滑的多边形进行切割掏孔。
2.建筑用钢板耗能器，其特征在于，焊接连接时，将耗能部位的两端直接焊接在固定装置上，钢板耗能器几何上采用对称布置，中间耗能部位采用一个椭圆、或圆、或多边形，或者多个椭圆、或圆、或多边形掏孔，多个椭圆、或圆、或多边形时采用横向或者竖向成对称布置。
3.根据权利要求1或2所述的建筑用钢板耗能器，其特征在于，建筑用钢板耗能器的固定连接形式包括连接角钢、连接钢板和加肋钢板构成。
4.根据权利要求1或2所述的建筑用钢板耗能器，其特征在于，建筑用钢板耗能器的固定连接形式包括连接角钢、连接钢板和槽形加固钢板构成。
5.根据权利要求1或2所述的建筑用钢板耗能器，其特征在于，建筑用钢板耗能器的固定连接形式包括连接角钢、连接钢板和加肋钢板及连接角钢、连接钢板和槽形加固钢板的两者结合构成。
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