本發(fā)明屬于結(jié)構(gòu)抗震領(lǐng)域，具體涉及一種阻尼板可更換兩階段耗能密封節(jié)點(diǎn)阻尼器，應(yīng)用于特殊環(huán)境建筑節(jié)點(diǎn)。

技術(shù)背景

我國處于地震高發(fā)地區(qū)，地震災(zāi)難帶來的損失是慘重的，在近十幾年的震害調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，框架建筑結(jié)構(gòu)在遭遇強(qiáng)震過程中，易發(fā)生柱端或節(jié)點(diǎn)破壞，即地震時，各層框架柱端首先屈服出現(xiàn)塑性鉸，形成薄弱層，致使結(jié)構(gòu)發(fā)生倒塌。傳統(tǒng)節(jié)點(diǎn)抗震設(shè)計(jì)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(diǎn)配筋，這樣容易造成材料的浪費(fèi)，且施工質(zhì)量難以保證，并且結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)具有很多的不足。

一次地震之后，會有連續(xù)的余震發(fā)生，時間間隔較短，常規(guī)節(jié)點(diǎn)阻尼器在主震后，阻尼器失效，無法對后續(xù)余震在節(jié)點(diǎn)處積聚的能量起到消散作用。

軟鋼具有明顯的屈服點(diǎn)，破壞前具有明顯的預(yù)兆(較大的變形，伸長率)，屬于塑性破壞，應(yīng)用于建筑節(jié)點(diǎn)處在地震作用時，能有效地吸收節(jié)點(diǎn)能量，起到消散地震能量的作用，是作為建筑節(jié)點(diǎn)阻尼器的理想耗能材料。

記憶合金在外力作用下會產(chǎn)生變形，當(dāng)把外力去掉，在一定的溫度條件下，能恢復(fù)原來的形狀，由于它具有百萬次以上的恢復(fù)功能，因此叫做"記憶合金"。此外，記憶合金還具有無磁性、耐磨耐蝕、無毒性的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用十分廣泛，是優(yōu)質(zhì)的減震材料。常規(guī)的阻尼器設(shè)計(jì)中，依靠單一剪切鋼鉛阻尼棒耗能，耗能形式單一，不具備多階段耗能能力，應(yīng)將多種耗能形式有效的融為一體，使阻尼器具有最佳的耗能效果。

以往的金屬阻尼器，使用條件有所限制，在特殊環(huán)境中，如潮濕，腐蝕性強(qiáng)的條件中易發(fā)生銹蝕，顆粒堵塞，而引發(fā)阻尼器失效，無法在地震或風(fēng)振中起到有效的耗能作用。

以往的金屬阻尼依靠搓斷鉛芯，或依靠摩擦消耗節(jié)點(diǎn)能量，阻尼能力強(qiáng)，抗疲勞性能好。但地震后，阻尼器將完全損壞，屬于一次性耗能，容易造成材料的浪費(fèi)，不符合經(jīng)濟(jì)，環(huán)保，可持續(xù)使用的原則。

目前國內(nèi)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角阻尼器主要有鋼鉛疊層節(jié)點(diǎn)阻尼器(如授權(quán)公開號103790253A)，角度可調(diào)節(jié)扇形鉛粘彈性轉(zhuǎn)角阻尼器(如授權(quán)公開號105155719A)等發(fā)明專利，這些發(fā)明利用剪切鉛棒，搓斷變形來消散地震反應(yīng)和風(fēng)振的能量，大震過后阻尼器可能發(fā)生破壞，無法做到兩階段耗能。且震后更換阻尼器維修費(fèi)用高，易造成材料浪費(fèi)。在建筑環(huán)境多元化，復(fù)雜化的條件下使用有諸多限制，而國內(nèi)外目前也無適用于多種環(huán)境的一種阻尼板可更換兩階段耗能密封節(jié)點(diǎn)阻尼器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

由于現(xiàn)有技術(shù)存在上述不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是提供一種阻尼板可更換兩階段耗能密封節(jié)點(diǎn)阻尼器。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述方案：

阻尼板可更換兩階段耗能密封節(jié)點(diǎn)阻尼器，包括：復(fù)合彈性體和分別固定設(shè)置于復(fù)合彈性體兩端的柱端固定板、梁端固定板；其中，復(fù)合彈性體為弧形，柱端固定板與梁端固定板均為矩形鋼板，柱端固定板與梁端固定板的矩形鋼板四周均設(shè)有固定板螺栓口。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果：

1、具有密封效果，具有防塵，耐潮濕，耐腐蝕，滿足戶外特殊環(huán)境使用的特點(diǎn)。

2、耗能形式多樣化，第一階段，依靠搓斷剪切耗能碟片進(jìn)行耗能，第二階段，當(dāng)剪切耗能碟片發(fā)生破壞后，還可依靠拉伸或壓縮記憶合金絲圈及記憶合金條進(jìn)行耗能，防止阻尼器失去耗能效果。

3、解決了現(xiàn)有阻尼器在地震后，阻尼器將完全破壞，一次性使用，維修費(fèi)用高，易造成材料的浪費(fèi)和阻尼器在特殊條件下使用失效且無法適用于多種環(huán)境的問題。在地震過后，可打開密封蓋板，更換剪切耗能碟片，重復(fù)使用，維修費(fèi)用低，不易造成材料的浪費(fèi)，符合經(jīng)濟(jì)環(huán)保可持續(xù)的建筑原則。

4、可直接安裝在梁柱節(jié)點(diǎn)處，操作簡單，適用范圍廣，阻尼器結(jié)構(gòu)簡單，體積小，不占用過多使用空間，成本低廉。

5、適用于多種建筑結(jié)構(gòu)。

附圖說明

圖1為阻尼板可更換兩階段耗能密封節(jié)點(diǎn)阻尼器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明左視圖；

圖3為圖2中沿A-A剖面圖；

圖4為圖1中沿B-B剖面圖；

圖5為柱端剪切套管平面圖；

圖6為弧形剪切鋼棒平面圖；

圖7為柱端密封蓋板平面圖；

圖8為剪切耗能碟片平面圖；

圖9為記憶合金絲固定板平面圖；

圖10為第二階段記憶合金絲阻尼器平面圖；

圖11為記憶合金絲固定板與柱端剪切套管連接處平面圖；

圖12為阻尼板可更換兩階段耗能密封節(jié)點(diǎn)阻尼器在梁柱節(jié)點(diǎn)中的應(yīng)用示意圖；

圖中，1、復(fù)合彈性體，2、柱端連接板，3、梁端連接板，4a、柱端剪切套管，4b、梁端剪切套管，5a、柱端密封蓋板，5b、梁端密封蓋板，6、弧形剪切鋼棒，7、剪切耗能碟片，8、密封墊圈，9、記憶合金絲圈，10、套管外伸螺栓安裝口，11、螺栓安裝口，12、記憶合金絲固定板，13、記憶合金條。

具體實(shí)施方式

如圖1-11所示，阻尼板可更換兩階段耗能密封節(jié)點(diǎn)阻尼器，包括：復(fù)合彈性體1、柱端連接板2和梁端連接板3；其中，復(fù)合彈性體1為弧形，柱端連接板2和梁端連接板3均為矩形鋼板，復(fù)合彈性體1通過焊接與柱端連接板2，梁端連接板3連接固定；柱端連接板2、梁端連接板3四周均設(shè)置螺栓安裝口11。

復(fù)合彈性體1，包括：柱端剪切套管4a、梁端剪切套管4b、柱端密封蓋板5a、梁端密封蓋板5b、弧形剪切鋼棒6、剪切耗能碟片7、密封墊圈8、記憶合金絲圈9、套管外伸螺栓安裝口10、記憶合金絲固定板12、記憶合金條13；其中：

柱端剪切套管4a呈弧形，橫截面為“匚”型的硬鋼，內(nèi)側(cè)上下設(shè)有矩形凹槽，用于與弧形剪切鋼棒6拼接形成剪切預(yù)留槽道；在剪切預(yù)留槽道中，插入剪切耗能碟片7，剪切耗能碟片7插入上下剪切預(yù)留槽道中的數(shù)量不宜過少，以保證耗能能力；與柱連接的一端設(shè)有記憶合金絲固定板12連接卡槽，柱端剪切套管4a上下外側(cè)均設(shè)有套管外伸螺栓安裝口10，柱端剪切套管4a通過套管外伸螺栓安裝口10與柱端密封蓋板5a螺栓連接，柱端剪切套管4a端部與柱端連接板2焊接。

梁端剪切套管4b呈弧形，橫截面為“匚”型的硬鋼，內(nèi)側(cè)上下設(shè)有矩形凹槽，用于與弧形剪切鋼棒6拼接形成剪切預(yù)留槽道；在剪切預(yù)留槽道中，插入剪切耗能碟片7，剪切耗能碟片7插入上下剪切預(yù)留槽道中的數(shù)量不宜過少，以保證耗能能力；與梁連接的一端設(shè)有記憶合金絲固定板12連接卡槽，梁端剪切套管4b上下外側(cè)均設(shè)有套管外伸螺栓安裝口10，梁端剪切套管4b通過套管外伸螺栓安裝口10與梁端密封蓋板5b螺栓連接，梁端剪切套管4b端部與梁端連接板3焊接。

弧形剪切鋼棒6是橫截面為矩形的弧形鋼棒，材質(zhì)為硬鋼，弧形剪切鋼棒6上下兩個面均設(shè)有矩形凹槽，分別于與柱端剪切套管4a，梁端剪切套管4b上下兩個面矩形凹槽拼接形成安裝剪切耗能碟片7的剪切預(yù)留槽道；弧形剪切鋼棒6兩端頂面均設(shè)置連接卡槽，弧形剪切鋼棒6與柱端剪切套管4a交界空隙處安置密封墊圈8，密封墊圈8采用特氟龍材料；弧形剪切鋼棒6與梁端剪切套管4b交界空隙處安置密封墊圈8，密封墊圈8采用特氟龍材料。

記憶合金絲固定板12包括：上下兩塊均帶有四個圓孔的鋼板，鋼板厚度略小于卡槽空隙，便于安裝，在四個圓孔位置穿過記憶合金條13后通過螺母連接。

記憶合金絲圈9為記憶合金絲按照一定阻尼及剛度要求機(jī)械編織成的記憶合金絲圓管，套在4個記憶合金條13外端，與記憶合金絲固定板12采用儲能點(diǎn)焊的方式連接。

記憶合金條13為兩端帶有螺紋的記憶合金圓棒，在記憶合金絲圈9內(nèi)部空處穿過后，與記憶合金絲固定板12螺栓連接。

將帶有記憶合金條13及記憶合金絲圈9的記憶合金絲固定板12置于由剪切套管4a及4b弧形剪切鋼棒6組合端部空處，通過卡槽連接。

柱端密封蓋板5a為弧形鋼板，材質(zhì)為硬鋼，上下兩側(cè)具有和柱端剪切套管4a一樣的套管外伸螺栓安裝口10，與柱端剪切套管4a螺栓連接。

梁端密封蓋板5b為弧形鋼板，材質(zhì)為硬鋼，上下兩側(cè)具有和梁端剪切套管4b一樣的套管外伸螺栓安裝口10，與梁端剪切套管4b螺栓連接。

剪切耗能碟片7為長方形鋼板，材質(zhì)為軟鋼，鋼板中部銑出橢圓空洞，搓斷剪切耗能碟片7時耗能效果明顯。

柱端剪切套管4a，梁端剪切套管4b與弧形剪切鋼棒6拼接形成剪切預(yù)留槽道的矩形截面尺寸長寬分別等于剪切耗能碟片7的尺寸，以保證剪切耗能碟片7的順利插入，使得復(fù)合彈性體1緊固。

密封墊圈8寬度應(yīng)大于柱端剪切套管4a、柱端密封蓋板5a、梁端剪切套管4b、梁端密封蓋板5b與弧形剪切鋼棒6交界處空隙1-2mm，以便于增強(qiáng)密封性。

所述的記憶合金絲圈9，可以是常用的彈性可恢復(fù)材料，也可以是粘彈性材料。

將焊接了柱端連接板2，梁端連接板3的復(fù)合彈性體1，通過連接板上的螺栓安裝口11，與梁柱預(yù)留錨件螺栓連接。

阻尼板可更換兩階段耗能密封節(jié)點(diǎn)阻尼器，可安裝于框架結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)下腋內(nèi)，也可安裝于框架結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)上腋處。