CN106320560B - 一种装配式结构的阻尼器 - Google Patents
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Abstract
本发明一种装配式结构的阻尼器，包括：第一夹板模块，包括第一连接板和多个第一夹板，多个第一夹板间隔固定在第一连接板的一侧，第一连接板的另一侧用于与梁结构固定连接；第二夹板模块，包括第二连接板和多个第二夹板，多个第二夹板间隔固定在第二连接板的一侧，第二连接板的另一侧用于与柱或墙固定连接；阻尼棒模块，贯穿并固定在多个第一夹板及第二夹板上；销钉模块，贯穿并固定在多个第一夹板及第二夹板上；至少一个第一夹板固定在相邻两个第二夹板之间。本发明提供了一种装配式结构的阻尼器，体积较小，节省成本；可保证节点在小震下处于弹性刚接，大震下进入塑性变刚度连接，由阻尼耗能作用减小结构所受地震力，保护主体结构安全。
Description
技术领域
本发明涉及一种阻尼器，尤其是一种装配式结构的阻尼器。
背景技术
装配式混凝土结构与现浇混凝土结构相比，其整体性相对较弱、节点构造复杂。同时，装配式混凝土结构的抗震性能受到工程界与学术界的密切关注。已有研究表明，装配式混凝土结构在地震下的破坏特征主要表现为因各构件间的连接破坏而导致结构整体的离散、倒塌，而预制构件本身较少发生损坏。以往国内外对装配式混凝土结构抗震性能的研究主要集中在构件节点，对结构整体抗震性能的研究相对较少。对节点的研究主要致力于通过一定的构造措施以提高构件节点的抗震能力，属于传统抗震结构的范畴，而复杂的构造措施往往导致构件节点施工复杂，结构整体依然依靠自身构件的塑性变形来耗散地震能量，且结构整体对于竖向地震动作用尚缺乏有效的隔绝措施。寻求更为合理的抗震性能，并抵御某种程度上不可预测的灾难性地震，成为装配式混凝土结构进－步发展的首要任务。
消能减震技术是现代结构振动控制理论应用于结构抗震设防中的一种有效方法，现有工程实例验证了其提高结构抗震性能的有效性，保证了建筑结构在强地震作用下的结构安全与人员安全。因此，将消能减震技术应用于装配式混凝土结构，在一定程度上可大大提高结构的抗震性能，使得结构在地震作用下能够满足抗震设防要求，具有重要的工程价值与广泛的应用前景。
减震技术应用于预制混凝土结构可以有效地改善预制混凝土结构节点抗震性能薄弱的问题，实现了地震作用下上部结构的被动控制与能量耗散，对于提高预制混凝土结构的整体抗震性能具有重要的理论意义与工程应用价值。
目前研发的绝大部分阻尼器一般通过钢支撑与主体结构连接，支撑结构形式主要有斜杆型、人字型、门架型、交叉型等，这些额外的支撑构件一方面增加了阻尼器安装施工工序和时间，且浪费了材料；另一方面钢支撑安装于结构中，虽增加了抗侧刚度，但对结构也易产生附加内力。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种装配式结构的阻尼器,以解决现有装配式结构节点连接复杂及节点耗能能力差的问题。
为了达到上述目的，本发明实施例提供了一种装配式结构的阻尼器，包括：
第一夹板模块，包括第一连接板和多个第一夹板，多个所述第一夹板间隔固定在所述第一连接板的一侧，所述第一连接板的另一侧用于与梁结构固定连接；
第二夹板模块，包括第二连接板和多个第二夹板，多个所述第二夹板间隔固定在所述第二连接板的一侧，所述第二连接板的另一侧用于与柱或墙固定连接；
阻尼棒模块，贯穿并固定在多个所述第一夹板及第二夹板上；
销钉模块，贯穿并固定在多个所述第一夹板及第二夹板上；
其中，至少一个所述第一夹板固定在相邻两个所述第二夹板之间。
进一步地，相邻两个所述第一夹板之间只有一个第二夹板，相邻两个所述第二夹板之间只有一个第一夹板。
进一步地，所述第一夹板的数量比第二夹板少一个或多一个，当所述第一夹板的数量比第二夹板的数量少一个时，任意相邻两个所述第二夹板之间设置一个所述第一夹板；当所述第一夹板的数量比第二夹板的数量多一个时，任意相邻两个所述第一夹板之间设置一个所述第二夹板。
进一步地，多个所述第一平板相互平行，多个所述第二平板相互平行，所述第一平板和第二平板平行设置。
进一步地，所述第一平板垂直于所述第一连接板，所述第二平板垂直于所述第二连接板。
进一步地，所述阻尼棒模块包括阻尼棒和第一封头螺母，所述阻尼棒贯穿并固定在所述第一夹板及第二夹板上，所述第一封头螺母螺纹连接在所述阻尼棒上，所述销钉模块包括钢棒和第二封头螺母，所述钢棒贯穿并固定在多个所述第一夹板及第二夹板上，所述第二封头螺母螺纹连接在所述钢棒上。
进一步地，所述阻尼棒的数量为多个，至少一个所述阻尼棒的直径不同于其他阻尼棒。
进一步地，所述阻尼棒模块的数量为多个，所述销钉模块的数量为一个，以所述销钉模块为中心的同心圆上设置有直径相同的所述阻尼棒模块，所述同心圆的数量为多个，半径小的同心圆处设置的阻尼棒的直径小于半径大的同心圆处设置的阻尼棒的直径。
进一步地，所述销钉模块还包括垫片，所述垫片设置在所述第一夹板和第二夹板之间，并分别与所述第一夹板及第二夹板接触。
进一步地，所述第一连接板为钢板，所述第一连接板用于与钢结构梁或预埋有端部型钢的混凝土梁中的型钢固定连接，所述第二连接板为钢板，所述第二连接板用于与柱或墙中的预埋件固定连接。
本发明实施例提供了一种装配式结构的阻尼器，该装置一方面取消了传统阻尼器中的附属支撑杆件，阻尼器安装在梁柱或者梁墙节点处，体积较小，使用灵活，操作简单，适合工厂大批量生产，节省成本；另一方面，可以保证节点在小震下处于弹性刚接，大震下进入塑性变刚度连接，同时由于阻尼耗能作用的发挥，使得结构所受地震力得以减小，保护主体结构安全。
附图说明
图1为本发明实施例提供的阻尼器的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的第一夹板模块的立体图；
图3为本发明实施例提供的第一夹板模块的主视图；
图4为本发明实施例提供的第一夹板模块的俯视图；
图5为本发明实施例提供的第一夹板模块的侧视图；
图6为本发明实施例提供的第二夹板模块的立体图；
图7为本发明实施例提供的第二夹板模块的主视图；
图8为本发明实施例提供的第二夹板模块的俯视图；
图9为本发明实施例提供的第二夹板模块的侧视图；
图10为本发明实施例提供的阻尼棒模块的立体图；
图11为本发明实施例提供的阻尼棒模块的俯视图；
图12为本发明实施例提供的阻尼棒模块的侧视图；
图13为本发明实施例提供的销钉模块的立体图；
图14为本发明实施例提供的销钉模块的主视图；
图15为本发明实施例提供的销钉模块的俯视图；
图16为本发明实施例提供的销钉模块的侧视图；
图17为采用本发明实施例提供的阻尼器的建筑结构的立体图。
图中，100：阻尼器，101：框架梁，102：框架柱，103：剪力墙，1：第一夹板模块，11：第一连接板，12：第一夹板，2：第二夹板模块，21：第二连接板，22：第二夹板，3：阻尼棒模块，4：销钉模块，41：钢棒，42：垫片。
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
请参考图1～17，本发明实施例提供了一种装配式结构的阻尼器100，包括：
第一夹板模块1，包括第一连接板11和多个第一夹板12，多个所述第一夹板12间隔固定在所述第一连接板11的一侧，所述第一连接板11的另一侧用于与梁结构固定连接；
第二夹板模块2，包括第二连接板21和多个第二夹板22，多个所述第二夹板22间隔固定在所述第二连接板21的一侧，所述第二连接板21的另一侧用于与柱或墙固定连接；
阻尼棒模块3，贯穿并固定在多个所述第一夹板12及第二夹板22上；
销钉模块4，贯穿并固定在多个所述第一夹板12及第二夹板22上；
其中，至少一个所述第一夹板12固定在相邻两个所述第二夹板22之间。
本实施例实质提供了一种节点阻尼器(或称节点连接装置)，该节点阻尼器可以安装在梁柱之间，也可以安装在梁墙之间。具体地，请参考图17，可以在框架梁101及框架柱102之间设置该阻尼器100，还可以在框架梁101及剪力墙103之间设置该阻尼器100。
此外，在现有技术中，建筑结构中门窗的布置极大的受限，占用了过多的建筑空间，影响了结构的使用功能，给人空间上的压抑感，有碍建筑美观。而本发明实施例提供的阻尼器100可以安装于结构梁端部的隐蔽位置，既不影响建筑门窗布置，也无需占用过多的建筑空间，不会造成空间压抑感和影响建筑美观。
进一步地，相邻两个所述第一夹板12之间只有一个第二夹板22，相邻两个所述第二夹板22之间只有一个第一夹板12。
优选地，所述第一夹板12的数量比第二夹板22少一个或多一个，当所述第一夹板12的数量比第二夹板22的数量少一个时，任意相邻两个所述第二夹板22之间设置一个所述第一夹板12；当所述第一夹板12的数量比第二夹板22的数量多一个时，任意相邻两个所述第一夹板12之间设置一个所述第二夹板22。
在本实施例中，请继续参考图1，第一夹板12的数量比第二夹板22的数量少一个，例如，第一夹板12的数量为3个，第二夹板22的数量为4个，第一夹板12交错设置在第二夹板22的内部。
优选地，多个所述第一平板12相互平行，多个所述第二平板22相互平行，所述第一平板12和第二平板22平行设置。在本实施例中，所述第一平板12垂直于所述第一连接板11，所述第二平板22垂直于所述第二连接板21。
请参考图10～16，所述阻尼棒模块3包括阻尼棒和第一封头螺母，所述阻尼棒贯穿并固定在所述第一夹板12及第二夹板22上，所述第一封头螺母螺纹连接在所述阻尼棒上，所述销钉模块包括钢棒41和第二封头螺母(未图示)，所述钢棒贯穿并固定在多个所述第一夹板12及第二夹板22上，所述第二封头螺母螺纹连接在所述钢棒41上。
进一步地，所述阻尼棒的数量为多个，至少一个所述阻尼棒的直径不同于其他阻尼棒。
优选地，所述阻尼棒模块3的数量为多个，所述销钉模块4的数量为一个，以所述销钉模块4为中心的同心圆上设置有直径相同的所述阻尼棒模块3，所述同心圆的数量为多个，半径小的同心圆处设置的阻尼棒的直径小于半径大的同心圆处设置的阻尼棒的直径。
优选地，所述销钉模块4还包括垫片42，所述垫片42设置在所述第一夹板12和第二夹板22之间，并分别与所述第一夹板12及第二夹板22接触。
在本实施例中，所述阻尼棒模块3包括一系列不同直径、相同长度，屈服强度100MPa～225MPa之间的阻尼棒以及第一封头螺母，该阻尼棒穿过第一夹板12及第二夹板22的预留孔；所述销钉模块包括一根屈服强度不低于235MPa的钢棒、垫片以及第二封头螺母，该钢棒将穿过第一夹板12及第二夹板22的销钉孔，并有一列垫片垫放于第一夹板12及第二夹板22之间。
在本实施例中，所述第一连接板12为钢板，所述第一连接板12用于与钢结构梁或预埋有端部型钢的混凝土梁中的型钢固定连接，所述第二连接板22为钢板，所述第二连接板22用于与柱或墙中的预埋件固定连接。
通过设置本发明实施例提供的节点阻尼器，可以代替传统节点复杂的钢筋连接，使节点区的连接构造大大简化，减小预制构件生产、施工装配的难度。梁柱、梁墙节点处的弯矩由第一夹板12及第二夹板22共同承担，剪力由该钢棒承担。
该阻尼器可直接安装于结构梁柱、梁墙节点区，避免了使用其它附属安装及支撑杆件，只需在预制构件(预制柱、预制梁、预制墙)制作时放置预埋件，连接阻尼器的预埋件能在预制构件制作过程中精准的预埋其中，安装时将阻尼器的连接钢板通过螺栓与预制构件连接，保证阻尼器安装精度。传统的装配式混凝土结构在施工过程中，梁下会设置很多支撑，影响施工速度。采用本发明实施例提供的阻尼器，梁下可以免去支撑。在施工过程中，阻尼器一侧的端板连接钢板与框架柱或剪力墙的预埋件连接，无需设置支撑。然后吊装预制框架梁，将预制梁搁置在阻尼器的另一侧的端板上并用螺栓与预制梁的预埋件固定，此时阻尼器作为梁的临时支撑，这样可以免去传统支撑系统，减少施工工序和时间，避免材料浪费，节省工期和造价。
在小震下该阻尼器变形较小，处于弹性刚接，阻尼器只提供刚度，不提供阻尼，阻尼棒不发挥耗能作用。当地震作用达到大震时，阻尼器进入塑性，刚度退化，同时阻尼器发挥耗能作用，使得结构所受地震力得以减小，保护主体结构安全。地震作用下装配式混凝土结构侧移变形使得梁柱、梁墙节点区产生相对转动位移，带动节点阻尼器软钢阻尼棒产生剪切滞回变形，这成为保护结构节点区第一道抗震防线，从而减小结构的侧移及层间位移角，有效地保护梁柱、梁墙节点。该节点阻尼器通过连接梁端指夹板、柱(墙)端指夹板、软钢阻尼棒与结构预埋件或者后锚固的连接部件固定连接形成耗能减震体系，阻尼棒固定在第一夹板和第二夹板之间，第一、第二夹板产生相对位移来带动阻尼棒剪切变形耗能，第一、第二夹板本身不参与变形耗能。在多遇地震水准下该新型节点阻尼器为结构提供一定的刚度，减小结构的侧向变形，不提供阻尼；在基本烈度、罕遇地震水准下实现耗能机制，发挥消能减震的作用，从而保护其他主要受力构件。阻尼器既能提高预制装配式混凝土结构连接节点的耗能能力，控制节点位置梁的开裂，又能耗散能量保护主体结构，提高整体结构的抗震性能，避免结构在地震中产生严重破坏或倒塌，实现构件与整体结构抗震性能提高的“双赢”效果。
本发明实施例提供了一种装配式结构的阻尼器，该装置一方面取消了传统阻尼器中的附属支撑杆件，阻尼器安装在梁柱或者梁墙节点处，体积较小，使用灵活，操作简单，适合工厂大批量生产，节省成本；另一方面，可以保证节点在小震下处于弹性刚接，大震下进入塑性变刚度连接，同时由于阻尼耗能作用的发挥，使得结构所受地震力得以减小，保护主体结构安全。
上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种装配式结构的阻尼器，其特征在于，包括：
第一夹板模块，包括第一连接板和多个第一夹板，多个所述第一夹板间隔固定在所述第一连接板的一侧，所述第一连接板的另一侧用于与梁结构固定连接；
第二夹板模块，包括第二连接板和多个第二夹板，多个所述第二夹板间隔固定在所述第二连接板的一侧，所述第二连接板的另一侧用于与柱或墙固定连接；
阻尼棒模块，贯穿并固定在多个所述第一夹板及第二夹板上；
销钉模块，贯穿并固定在多个所述第一夹板及第二夹板上；
其中，至少一个所述第一夹板固定在相邻两个所述第二夹板之间；
所述销钉模块包括钢棒和第二封头螺母，所述钢棒贯穿并固定在多个所述第一夹板及第二夹板上，所述第二封头螺母螺纹连接在所述钢棒上；
所述销钉模块的数量为一个，以所述销钉模块为中心的同心圆上设置有直径相同的所述阻尼棒模块；
所述销钉的直径大于任一阻尼棒的直径；
所述阻尼棒模块包括阻尼棒和第一封头螺母，所述阻尼棒贯穿并固定在所述第一夹板及第二夹板上，所述第一封头螺母螺纹连接在所述阻尼棒上；
所述阻尼棒的数量为多个，至少一个所述阻尼棒的直径不同于其他阻尼棒；
所述同心圆的数量为多个，半径小的同心圆处设置的阻尼棒的直径小于半径大的同心圆处设置的阻尼棒的直径。
2.如权利要求1所述的装配式结构的阻尼器，其特征在于，相邻两个所述第一夹板之间只有一个第二夹板，相邻两个所述第二夹板之间只有一个第一夹板。
3.如权利要求2所述的装配式结构的阻尼器，其特征在于，所述第一夹板的数量比第二夹板少一个或多一个，当所述第一夹板的数量比第二夹板的数量少一个时，任意相邻两个所述第二夹板之间设置一个所述第一夹板；当所述第一夹板的数量比第二夹板的数量多一个时，任意相邻两个所述第一夹板之间设置一个所述第二夹板。
4.如权利要求1所述的装配式结构的阻尼器，其特征在于，多个所述第一夹板相互平行，多个所述第二夹板相互平行，所述第一夹板- 和第二夹板平行设置。
5.如权利要求4所述的装配式结构的阻尼器，其特征在于，所述第一夹板垂直于所述第一连接板，所述第二夹板垂直于所述第二连接板。
6.如权利要求1所述的装配式结构的阻尼器，其特征在于，所述销钉模块还包括垫片，所述垫片设置在所述第一夹板和第二夹板之间，并分别与所述第一夹板及第二夹板接触。
7.如权利要求1所述的装配式结构的阻尼器，其特征在于，所述第一连接板为钢板，所述第一连接板用于与钢结构梁或预埋有端部型钢的混凝土梁中的型钢固定连接，所述第二连接板为钢板，所述第二连接板用于与柱或墙中的预埋件固定连接。
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