專利名稱：一種剪切型開孔軟鋼建筑結(jié)構(gòu)抗震阻尼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及建筑工程的技術(shù)，特別是涉及一種剪切型開孔軟鋼建筑結(jié)構(gòu)抗震阻尼器的技術(shù)。
背景技術(shù)：
隨著我國城市化進(jìn)程的迅猛發(fā)展，伴隨著日益多樣化的使用要求，大量復(fù)雜體型高層及超高層建筑結(jié)構(gòu)不斷涌現(xiàn)，這對抗震設(shè)計(jì)帶來了新的巨大挑戰(zhàn)——建筑結(jié)構(gòu)除了需要能夠滿足承載力計(jì)算要求，還要能夠?qū)崿F(xiàn)性能化的設(shè)計(jì)目標(biāo)。在這種情況下，按傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)布置形式，梁、柱等構(gòu)件的設(shè)計(jì)截面必須很大，但是這樣會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)自重也即地震反應(yīng)增大；此外還有一個重要的矛盾在于，傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)經(jīng)歷地震沖擊后，即使沒有發(fā)生整體倒塌，對梁、柱等構(gòu)件的修復(fù)代價往往也會很高，并會對建筑結(jié)構(gòu)的正常使用帶來影響。

實(shí)用新型內(nèi)容針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種能有效消耗地震能量，且造價低，同時便于修復(fù)更換的剪切型開孔軟鋼建筑結(jié)構(gòu)抗震阻尼器。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所提供的一種剪切型開孔軟鋼建筑結(jié)構(gòu)抗震阻尼器，其特征在于包括一塊板面開有通孔的開孔矩形低屈服點(diǎn)軟鋼板、兩塊側(cè)部加勁鋼肋板和兩塊節(jié)點(diǎn)板；所述兩塊側(cè)部加勁鋼肋板分別焊固于低屈服點(diǎn)軟鋼板的左右邊沿；所述兩塊節(jié)點(diǎn)板分別焊固于低屈服點(diǎn)軟鋼板的上下邊沿；而且低屈服點(diǎn)軟鋼板的板面與各側(cè)部加勁鋼肋板的板面、各節(jié)點(diǎn)板的板面均垂直。進(jìn)一步的，所述低屈服點(diǎn)軟鋼板的屈服強(qiáng)度小于等于235MPa，其延伸率大于40%。進(jìn)一步的，所述低屈服點(diǎn)軟鋼板的上下邊沿之間的間距與其左右邊沿之間的間距之比為0. 5 2。進(jìn)一步的，所述低屈服點(diǎn)軟鋼板的板面開有一個通孔，該通孔位于低屈服點(diǎn)軟鋼板的板面中部。進(jìn)一步的，開設(shè)于低屈服點(diǎn)軟鋼板板面的通孔呈橢圓形，其短軸平行于低屈服點(diǎn)軟鋼板的短邊，且其短軸的長度小于等于低屈服點(diǎn)軟鋼板短邊長度的0. 7倍。進(jìn)一步的，開設(shè)于低屈服點(diǎn)軟鋼板板面的通孔呈圓形，其直徑小于等于低屈服點(diǎn)軟鋼板短邊長度的0.7倍。進(jìn)一步的，開設(shè)于低屈服點(diǎn)軟鋼板板面的通孔呈跑道形，其上下孔邊為外凸的弧邊，其左右孔邊為直邊，其左右孔邊之間的間距小于等于低屈服點(diǎn)軟鋼板短邊長度的0. 7倍。進(jìn)一步的，所述低屈服點(diǎn)軟鋼板的板面從左至右均分成至少兩塊子板，每塊子板的板面中部均開有一個通孔，每兩塊相鄰的子板之間均焊有一塊豎向加勁鋼肋板，所述豎向加勁鋼肋板的板面平行于低屈服點(diǎn)軟鋼板的左右邊沿且垂直于低屈服點(diǎn)軟鋼板的板面。進(jìn)一步的，所述低屈服點(diǎn)軟鋼板的板面從上至下均分成至少兩塊子板，每塊子板的板面中部均開有一個通孔，每兩塊相鄰的子板之間均焊有一塊水平加勁鋼肋板，所述水平加勁鋼肋板的板面平行于低屈服點(diǎn)軟鋼板的上下邊沿且垂直于低屈服點(diǎn)軟鋼板的板面。進(jìn)一步的，所述低屈服點(diǎn)軟鋼板的板面均分成至少兩行兩列的子板矩陣，每塊子板的板面中部均開有一個通孔，每兩列相鄰的子板之間均焊有一塊豎向加勁鋼肋板，每兩行相鄰的子板之間均焊有一塊水平加勁鋼肋板，所述豎向加勁鋼肋板的板面平行于低屈服點(diǎn)軟鋼板的左右邊沿且垂直于低屈服點(diǎn)軟鋼板的板面，所述水平加勁鋼肋板的板面平行于低屈服點(diǎn)軟鋼板的上下邊沿且垂直于低屈服點(diǎn)軟鋼板的板面。本實(shí)用新型提供的剪切型開孔軟鋼建筑結(jié)構(gòu)抗震阻尼器，將上、下節(jié)點(diǎn)板分別與建筑結(jié)構(gòu)的梁板構(gòu)件及鋼支撐連接后，能與主體結(jié)構(gòu)共同工作，有效消耗地震能量，且造價低廉。在小震階段(即彈性階段)，低屈服點(diǎn)軟鋼板可以增大結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度，減小層間位移； 在大震階段(即彈塑性階段)，低屈服點(diǎn)軟鋼板的滯回變形可以消耗地震能量，從而保護(hù)結(jié)構(gòu)的主體構(gòu)件；通過開孔，可以大幅提高軟鋼板的變形能力、優(yōu)化應(yīng)力分布，避免形成貫穿的X形交叉裂縫，從而全面地改善其滯回耗能性能。而且地震后便于修復(fù)更換，其修復(fù)及更換的經(jīng)濟(jì)代價也較小，基本不對建筑結(jié)構(gòu)的后續(xù)正常使用帶來影響。

圖1是本實(shí)用新型第一實(shí)施例的剪切型開孔軟鋼建筑結(jié)構(gòu)抗震阻尼器的主視圖；圖2是本實(shí)用新型第二實(shí)施例的剪切型開孔軟鋼建筑結(jié)構(gòu)抗震阻尼器的主視圖；圖3是本實(shí)用新型第三實(shí)施例的剪切型開孔軟鋼建筑結(jié)構(gòu)抗震阻尼器的主視圖；圖4是本實(shí)用新型第四實(shí)施例的剪切型開孔軟鋼建筑結(jié)構(gòu)抗震阻尼器的主視圖；圖5是本實(shí)用新型第五實(shí)施例的剪切型開孔軟鋼建筑結(jié)構(gòu)抗震阻尼器的主視圖；圖6是本實(shí)用新型第六實(shí)施例的剪切型開孔軟鋼建筑結(jié)構(gòu)抗震阻尼器的主視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖說明對本實(shí)用新型的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但本實(shí)施例并不用于限制本實(shí)用新型，凡是采用本實(shí)用新型的相似結(jié)構(gòu)及其相似變化，均應(yīng)列入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。如圖1所示，本實(shí)用新型第一實(shí)施例所提供的一種剪切型開孔軟鋼建筑結(jié)構(gòu)抗震阻尼器，其特征在于包括一塊板面開有通孔的開孔矩形低屈服點(diǎn)軟鋼板11、兩塊側(cè)部加勁鋼肋板12和兩塊節(jié)點(diǎn)板13 ；所述兩塊側(cè)部加勁鋼肋板12分別焊固于低屈服點(diǎn)軟鋼板11 的左右邊沿；所述兩塊節(jié)點(diǎn)板13分別焊固于低屈服點(diǎn)軟鋼板11的上下邊沿；而且低屈服點(diǎn)軟鋼板11的板面與各側(cè)部加勁鋼肋板12的板面、各節(jié)點(diǎn)板13的板面均垂直。所述低屈服點(diǎn)軟鋼板11的屈服強(qiáng)度小于等于235MPa，其延伸率大于40% ；所述低屈服點(diǎn)軟鋼板11的上下邊沿之間的間距與其左右邊沿之間的間距之比為 0. 5 2 ；所述低屈服點(diǎn)軟鋼板11的板面開有一個橢圓形通孔14，該通孔位于低屈服點(diǎn)軟鋼板11的板面中部，其短軸平行于低屈服點(diǎn)軟鋼板11的短邊，且其短軸的長度小于等于低屈服點(diǎn)軟鋼板短邊長度的0. 7倍。如圖2所示，本實(shí)用新型第二實(shí)施例所提供的一種剪切型開孔軟鋼建筑結(jié)構(gòu)抗震阻尼器，其特征在于包括一塊板面開有通孔的開孔矩形低屈服點(diǎn)軟鋼板21、兩塊側(cè)部加勁鋼肋板22和兩塊節(jié)點(diǎn)板23 ；所述兩塊側(cè)部加勁鋼肋板22分別焊固于低屈服點(diǎn)軟鋼板21 的左右邊沿；所述兩塊節(jié)點(diǎn)板23分別焊固于低屈服點(diǎn)軟鋼板21的上下邊沿；而且低屈服點(diǎn)軟鋼板21的板面與各側(cè)部加勁鋼肋板22的板面、各節(jié)點(diǎn)板23的板面均垂直。所述低屈服點(diǎn)軟鋼板21的屈服強(qiáng)度小于等于235MPa，其延伸率大于40% ；所述低屈服點(diǎn)軟鋼板21的上下邊沿之間的間距與其左右邊沿之間的間距之比為 0. 5 2 ；所述低屈服點(diǎn)軟鋼板21的板面開有一個圓形通孔對，該通孔位于低屈服點(diǎn)軟鋼板21的板面中部，其直徑小于等于低屈服點(diǎn)軟鋼板短邊長度的0. 7倍。如圖3所示，本實(shí)用新型第三實(shí)施例所提供的一種剪切型開孔軟鋼建筑結(jié)構(gòu)抗震阻尼器，其特征在于包括一塊板面開有通孔的開孔矩形低屈服點(diǎn)軟鋼板31、兩塊側(cè)部加勁鋼肋板32和兩塊節(jié)點(diǎn)板33 ；所述兩塊側(cè)部加勁鋼肋板32分別焊固于低屈服點(diǎn)軟鋼板31 的左右邊沿；所述兩塊節(jié)點(diǎn)板33分別焊固于低屈服點(diǎn)軟鋼板31的上下邊沿；而且低屈服點(diǎn)軟鋼板31的板面與各側(cè)部加勁鋼肋板32的板面、各節(jié)點(diǎn)板33的板面均垂直。所述低屈服點(diǎn)軟鋼板31的屈服強(qiáng)度小于等于235MPa，其延伸率大于40% ；所述低屈服點(diǎn)軟鋼板31的上下邊沿之間的間距與其左右邊沿之間的間距之比為 0. 5 2 ；所述低屈服點(diǎn)軟鋼板31的板面開有一個跑道形通孔34，該通孔位于低屈服點(diǎn)軟鋼板31的板面中部，其上下孔邊為外凸的弧邊，其左右孔邊為直邊，其左右孔邊之間的間距小于等于低屈服點(diǎn)軟鋼板短邊長度的0. 7倍。如圖4所示，本實(shí)用新型第四實(shí)施例所提供的一種剪切型開孔軟鋼建筑結(jié)構(gòu)抗震阻尼器，其特征在于包括一塊板面開有通孔的開孔矩形低屈服點(diǎn)軟鋼板41、兩塊側(cè)部加勁鋼肋板42和兩塊節(jié)點(diǎn)板43 ；所述兩塊側(cè)部加勁鋼肋板42分別焊固于低屈服點(diǎn)軟鋼板41 的左右邊沿；所述兩塊節(jié)點(diǎn)板43分別焊固于低屈服點(diǎn)軟鋼板41的上下邊沿；而且低屈服點(diǎn)軟鋼板41的板面與各側(cè)部加勁鋼肋板42的板面、各節(jié)點(diǎn)板43的板面均垂直。所述低屈服點(diǎn)軟鋼板41的板面從左至右均分成至少兩塊子板(本實(shí)施例中分成兩塊子板)，每兩塊相鄰的子板之間均焊有一塊豎向加勁鋼肋板46，所述豎向加勁鋼肋板46 的板面平行于低屈服點(diǎn)軟鋼板41的左右邊沿且垂直于低屈服點(diǎn)軟鋼板41的板面；所述低屈服點(diǎn)軟鋼板41的屈服強(qiáng)度小于等于235MPa，其延伸率大于40% ；所述低屈服點(diǎn)軟鋼板41的上下邊沿之間的間距與其左右邊沿之間的間距之比為 0. 5 2 ；每塊子板的板面中部均開有一個跑道形通孔44，所述跑道形通孔44的上下孔邊為外凸的弧邊，左右孔邊為直邊，其左右孔邊之間的間距小于等于子板短邊長度的0. 7倍。本實(shí)用新型第四實(shí)施例中，每塊子板的板面中部開設(shè)的通孔也可以是橢圓形或圓形的。如圖5所示，本實(shí)用新型第五實(shí)施例所提供的一種剪切型開孔軟鋼建筑結(jié)構(gòu)抗震阻尼器，其特征在于包括一塊板面開有通孔的開孔矩形低屈服點(diǎn)軟鋼板51、兩塊側(cè)部加勁鋼肋板52和兩塊節(jié)點(diǎn)板53 ；所述兩塊側(cè)部加勁鋼肋板52分別焊固于低屈服點(diǎn)軟鋼板51 的左右邊沿；所述兩塊節(jié)點(diǎn)板53分別焊固于低屈服點(diǎn)軟鋼板51的上下邊沿；而且低屈服點(diǎn)軟鋼板51的板面與各側(cè)部加勁鋼肋板52的板面、各節(jié)點(diǎn)板53的板面均垂直。所述低屈服點(diǎn)軟鋼板51的板面從上至下均分成至少兩塊子板(本實(shí)施例中分成兩塊子板)，每兩塊相鄰的子板之間均焊有一塊水平加勁鋼肋板陽，所述水平加勁鋼肋板陽的板面平行于低屈服點(diǎn)軟鋼板51的上下邊沿且垂直于低屈服點(diǎn)軟鋼板51的板面。所述低屈服點(diǎn)軟鋼板51的屈服強(qiáng)度小于等于235MPa，其延伸率大于40% ；所述低屈服點(diǎn)軟鋼板51的上下邊沿之間的間距與其左右邊沿之間的間距之比為 0. 5 2 ；每塊子板的板面中部均開有一個橢圓形通孔M，所述橢圓形通孔M的短軸平行于子板的短邊，且其短軸的長度小于等于子板短邊長度的0. 7倍。本實(shí)用新型第五實(shí)施例中，每塊子板的板面中部開設(shè)的通孔也可以是圓形或跑道形的。如圖6所示，本實(shí)用新型第六實(shí)施例所提供的一種剪切型開孔軟鋼建筑結(jié)構(gòu)抗震阻尼器，其特征在于包括一塊板面開有通孔的開孔矩形低屈服點(diǎn)軟鋼板61、兩塊側(cè)部加勁鋼肋板62和兩塊節(jié)點(diǎn)板63 ；所述兩塊側(cè)部加勁鋼肋板62分別焊固于低屈服點(diǎn)軟鋼板61 的左右邊沿；所述兩塊節(jié)點(diǎn)板63分別焊固于低屈服點(diǎn)軟鋼板61的上下邊沿；而且低屈服點(diǎn)軟鋼板61的板面與各側(cè)部加勁鋼肋板62的板面、各節(jié)點(diǎn)板63的板面均垂直。所述低屈服點(diǎn)軟鋼板61的板面均分成至少兩行兩列的子板矩陣(本實(shí)施例中分成四塊)，每兩列相鄰的子板之間均焊有一塊豎向加勁鋼肋板66，每兩行相鄰的子板之間均焊有一塊水平加勁鋼肋板65，所述豎向加勁鋼肋板66的板面平行于低屈服點(diǎn)軟鋼板61的左右邊沿且垂直于低屈服點(diǎn)軟鋼板61的板面，所述水平加勁鋼肋板65的板面平行于低屈服點(diǎn)軟鋼板61的上下邊沿且垂直于低屈服點(diǎn)軟鋼板61的板面；所述低屈服點(diǎn)軟鋼板61的屈服強(qiáng)度小于等于235MPa，其延伸率大于40% ；所述低屈服點(diǎn)軟鋼板61的上下邊沿之間的間距與其左右邊沿之間的間距之比為 0. 5 2 ；每塊子板的板面中部均開有一個橢圓形通孔64，所述橢圓形通孔64的短軸平行于子板的短邊，且其短軸的長度小于等于子板短邊長度的0. 7倍。本實(shí)用新型第六實(shí)施例中，每塊子板的板面中部開設(shè)的通孔也可以是圓形或跑道形的。本實(shí)用新型各實(shí)施例使用時，將下節(jié)點(diǎn)板與建筑結(jié)構(gòu)的鋼支撐連接形成耗能部件。將上節(jié)點(diǎn)板與建筑結(jié)構(gòu)的梁板構(gòu)件連接，若建筑結(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu)，可采用焊接或螺栓連接；若建筑結(jié)構(gòu)為混凝土結(jié)構(gòu)，則通過錨栓連接；本實(shí)用新型各實(shí)施例的抗震原理如下在小震階段(即彈性階段)，開孔矩形低屈服點(diǎn)軟鋼板可以增大結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度，減小層間位移；在大震階段(即彈塑性階段)，開孔矩形低屈服點(diǎn)軟鋼板的滯回變形可以消耗地震能量，從而保護(hù)結(jié)構(gòu)的主體構(gòu)件。
權(quán)利要求1.一種剪切型開孔軟鋼建筑結(jié)構(gòu)抗震阻尼器，其特征在于包括一塊板面開有通孔的開孔矩形低屈服點(diǎn)軟鋼板、兩塊側(cè)部加勁鋼肋板和兩塊節(jié)點(diǎn)板；所述兩塊側(cè)部加勁鋼肋板分別焊固于低屈服點(diǎn)軟鋼板的左右邊沿；所述兩塊節(jié)點(diǎn)板分別焊固于低屈服點(diǎn)軟鋼板的上下邊沿；而且低屈服點(diǎn)軟鋼板的板面與各側(cè)部加勁鋼肋板的板面、各節(jié)點(diǎn)板的板面均垂直。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的剪切型開孔軟鋼建筑結(jié)構(gòu)抗震阻尼器，其特征在于所述低屈服點(diǎn)軟鋼板的上下邊沿之間的間距與其左右邊沿之間的間距之比為0. 5 2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的剪切型開孔軟鋼建筑結(jié)構(gòu)抗震阻尼器，其特征在于所述低屈服點(diǎn)軟鋼板的板面開有一個通孔，該通孔位于低屈服點(diǎn)軟鋼板的板面中部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的剪切型開孔軟鋼建筑結(jié)構(gòu)抗震阻尼器，其特征在于開設(shè)于低屈服點(diǎn)軟鋼板板面的通孔呈橢圓形，其短軸平行于低屈服點(diǎn)軟鋼板的短邊，且其短軸的長度小于等于低屈服點(diǎn)軟鋼板短邊長度的0. 7倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的剪切型開孔軟鋼建筑結(jié)構(gòu)抗震阻尼器，其特征在于開設(shè)于低屈服點(diǎn)軟鋼板板面的通孔呈圓形，其直徑小于等于低屈服點(diǎn)軟鋼板短邊長度的0. 7倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的剪切型開孔軟鋼建筑結(jié)構(gòu)抗震阻尼器，其特征在于開設(shè)于低屈服點(diǎn)軟鋼板板面的通孔呈跑道形，其上下孔邊為外凸的弧邊，其左右孔邊為直邊，其左右孔邊之間的間距小于等于低屈服點(diǎn)軟鋼板短邊長度的0. 7倍。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的剪切型開孔軟鋼建筑結(jié)構(gòu)抗震阻尼器，其特征在于所述低屈服點(diǎn)軟鋼板的板面從左至右均分成至少兩塊子板，每塊子板的板面中部均開有一個通孔，每兩塊相鄰的子板之間均焊有一塊豎向加勁鋼肋板，所述豎向加勁鋼肋板的板面平行于低屈服點(diǎn)軟鋼板的左右邊沿且垂直于低屈服點(diǎn)軟鋼板的板面。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的剪切型開孔軟鋼建筑結(jié)構(gòu)抗震阻尼器，其特征在于所述低屈服點(diǎn)軟鋼板的板面從上至下均分成至少兩塊子板，每塊子板的板面中部均開有一個通孔，每兩塊相鄰的子板之間均焊有一塊水平加勁鋼肋板，所述水平加勁鋼肋板的板面平行于低屈服點(diǎn)軟鋼板的上下邊沿且垂直于低屈服點(diǎn)軟鋼板的板面。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的剪切型開孔軟鋼建筑結(jié)構(gòu)抗震阻尼器，其特征在于所述低屈服點(diǎn)軟鋼板的板面均分成至少兩行兩列的子板矩陣，每塊子板的板面中部均開有一個通孔，每兩列相鄰的子板之間均焊有一塊豎向加勁鋼肋板，每兩行相鄰的子板之間均焊有一塊水平加勁鋼肋板，所述豎向加勁鋼肋板的板面平行于低屈服點(diǎn)軟鋼板的左右邊沿且垂直于低屈服點(diǎn)軟鋼板的板面，所述水平加勁鋼肋板的板面平行于低屈服點(diǎn)軟鋼板的上下邊沿且垂直于低屈服點(diǎn)軟鋼板的板面。
專利摘要一種剪切型開孔軟鋼建筑結(jié)構(gòu)抗震阻尼器，涉及建筑工程技術(shù)領(lǐng)域，所解決的是提高建筑結(jié)構(gòu)抗震性能、降低震后修復(fù)代價、保證建筑結(jié)構(gòu)在震后正常使用的技術(shù)問題。該阻尼器包括一塊板面開有通孔的開孔矩形低屈服點(diǎn)軟鋼板、兩塊側(cè)部加勁鋼肋板和兩塊節(jié)點(diǎn)板；所述兩塊側(cè)部加勁鋼肋板分別焊固于低屈服點(diǎn)軟鋼板的左右邊沿；所述兩塊節(jié)點(diǎn)板分別焊固于低屈服點(diǎn)軟鋼板的上下邊沿；而且低屈服點(diǎn)軟鋼板的板面與各側(cè)部加勁鋼肋板及各節(jié)點(diǎn)板的板面均垂直。本實(shí)用新型提供的阻尼器，能有效消耗地震能量，且造價低，同時便于修復(fù)更換。
文檔編號E04B1/98GK202090458SQ201120174928
公開日2011年12月28日 申請日期2011年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月30日
發(fā)明者吳周偲, 張卉, 徐啟明, 徐建設(shè), 楊俊 , 楊曉婧, 梁小龍, 段旭杰, 王凱 申請人:上海建科結(jié)構(gòu)新技術(shù)工程有限公司