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，具體涉及一種兩階段耗能阻尼板可更換的弧形鋼板阻尼器，應(yīng)用于結(jié)構(gòu)抗震領(lǐng)域。

技術(shù)背景

我國處于地震高發(fā)地區(qū)，地震災(zāi)難帶來的損失非常慘重。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(jié)構(gòu)發(fā)生倒塌。傳統(tǒng)節(jié)點抗震設(shè)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(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(dān)地震作用、儲存或消耗能量，減輕地震對結(jié)構(gòu)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(jìn)性，在超過設(shè)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(hù)建筑結(jié)構(gòu)本身，又可保護(hù)人民生命安全，且經(jīng)濟(jì)適用。

在地震發(fā)生過程中，主震發(fā)生后會產(chǎn)生一系列的余震，其時間間隔較短。常規(guī)節(jié)點阻尼器在主震后已發(fā)生破壞，阻尼器失效，在后續(xù)余震作用下無法起到消散地震能量作用。

軟鋼具有明顯的屈服點，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。

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，應(yīng)用十分廣泛，是優(yōu)質(zhì)的減震材料。

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(qiáng)，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，無法做到兩階段耗能，不能保證節(jié)點位置不發(fā)生破壞，且震后更換阻尼器維修費(fèi)用高，易造成材料浪費(fèi)，不符合經(jīng)濟(jì)環(huán)?？沙掷m(xù)的建筑原則。目前，國內(nèi)外尚無兩階段耗能阻尼板可更換的弧形鋼板阻尼器。

技術(shù)實現(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)問題就是提供一種兩階段耗能阻尼板可更換的弧形鋼板阻尼器。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述方案：

一種兩階段耗能阻尼板可更換的弧形鋼板阻尼器，包括：復(fù)合彈性體、柱端上部連接、柱端下部連接、梁端連接；其中，復(fù)合彈性體由柱上剪切鋼板、梁剪切鋼板、柱下剪切鋼板、剪切耗能碟片、記憶合金絲固定板和記憶合金絲圈組成；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(jìn)行拼接，在剪切鋼板之間形成矩形槽道，在預(yù)留矩形槽道中，根據(jù)建筑抗震設(shè)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(yù)留矩形槽道之間靠擠壓摩擦力牢固連接，將帶有記憶合金絲圈的記憶合金絲固定板置于由柱上剪切鋼板，柱下剪切鋼板和梁剪切鋼板端部空處，通過卡槽連接。

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

1、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(fèi)用高，易造成材料浪費(fèi)的問題；在地震過后，可更換剪切耗能碟片，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)?？沙掷m(xù)的建筑原則。

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進(jìn)行耗能，防止阻尼器失去耗能效果。

3、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，剪切耗能碟片為中部帶有多個橢圓形空洞的長方形鋼板，材質(zhì)為軟鋼，剪切耗能碟片受剪切破壞時，可以達(dá)到全斷面屈服耗能效果顯著。

4、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(jié)構(gòu)簡單，體積小，不占用過多使用空間，成本低廉。

5、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為本發(fā)明結(jié)構(gòu)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為記憶合金絲圈；

圖10為第二階段記憶合金絲阻尼器平面圖；

圖11為本發(fā)明在梁柱節(jié)點具體應(yīng)用示意圖；

圖中1、復(fù)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，11、記憶合金絲固定板，12、記憶合金絲圈。

具體實施方式

如圖1至圖11所示，一種兩階段耗能阻尼板可更換的弧形鋼板阻尼器，包括：復(fù)合彈性體1和分別設(shè)置在復(fù)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(fù)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(shè)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(shè)有柱端固定螺栓安裝口10。

復(fù)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、記憶合金絲固定板11、記憶合金絲圈12；其中：

柱上剪切鋼板5為下側(cè)帶有矩形凹槽的弧形鋼板，橫截面為矩形，材質(zhì)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(cè)矩形凹槽拼接，形成預(yù)留剪切槽道，將剪切耗能碟片8插入預(yù)留剪切槽道，與柱靠近處設(shè)置連接卡槽，用于插接記憶合金絲固定板11；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(yù)留錨件采用螺栓連接。

柱下剪切鋼板6為上側(cè)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(cè)矩形凹槽拼接，形成預(yù)留剪切槽道，將剪切耗能碟片8插入預(yù)留剪切槽道，與柱靠近處設(shè)置連接卡槽，用于插接記憶合金絲固定板11；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(yù)留錨件采用螺栓連接。

梁剪切鋼板7為上下兩側(cè)帶有矩形凹槽的弧形鋼板，橫截面為矩形，材料為硬鋼，兩端頂面均設(shè)置連接卡槽，用于插接記憶合金絲固定板11，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(yù)留錨件采用螺栓連接。

剪切耗能碟片8為中部帶有多個橢圓形空洞的長方形鋼板，材質(zhì)為軟鋼，剪切耗能碟片8受剪切破壞時，可以達(dá)到全斷面屈服耗能效果顯著。

記憶合金絲圈12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，與記憶合金絲固定板11采用儲能點焊的方式連接。

將帶有記憶合金絲圈12的記憶合金絲固定板11置于由柱上剪切鋼板5，柱下剪切鋼板6和梁剪切鋼板7端部空處，通過卡槽連接。

柱上剪切鋼板5、柱下剪切鋼板6、梁剪切鋼板7拼接形成的預(yù)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(fù)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(jìn)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(yù)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(yù)留剪切槽道中至少插入四塊剪切耗能碟片8。

一種兩階段耗能阻尼板可更換的弧形鋼板阻尼器，可安裝于框架結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點下腋處，也可安裝于框架結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點上腋處，具體施工方法按照實際情況而定。