[发明专利]变刚度耗能型装配式横向连接结构

说明书

本发明涉及变刚度耗能型装配式横向连接结构及其安装方法，属于建筑结构抗震技术领域。本发明包括耗能区和提升区，耗能区利用软钢或不锈钢的变形耗能，提升区利用普通螺栓的螺杆变形耗能，通过设置提升区钢板上螺栓孔的大小实现阈值控制。当小震和中震发生时，与结构构件连接的端板随着结构构件的相对移动而发生相对移动，此时耗能钢板通过变形耗能，此为第一阶段耗能；当大震发生时，连接端板发生相对移动超过阈值时，提升区螺杆与变截面钢板上螺栓孔壁接触开始变形耗能，此时提升区螺杆与耗能区钢板共同变形耗能为第二阶段耗能，在承载力达到峰值后能够再次跃升，地震过后，可以根据阻尼器的实际破坏情况进行部件的更换或是整个阻尼器的更换，螺栓连接可以方便更换与拆卸，符合可持续发展理念。

技术领域

本发明涉及变刚度耗能型装配式横向连接结构及其安装方法，属于建筑结构抗震技术领域。可以应用于地震多发区的装配式结构。

背景技术

随着建筑行业的不断进步，预制装配式是实现建筑行业转型发展的重要建造方式，装配式建筑成本较低，施工快捷方便并且造成的资源浪费和环境污染较小，得到了国家的大力推广，又因其承载能力和变形能力较好，目前在高层和超高层建筑中应用广泛。但是装配式建筑结点处和连接处较整浇建筑来说相对薄弱，一旦发生地震，极有可能危及人类生命和财产安全，需要对装配式建筑进行抗震设计以满足安全的需要。

目前国内用于装配式结构的大部分连接结构在地震发生时易发生损坏，不能够做到两阶段耗能，并且安装不便，不符合装配式结构发展的理念，地震发生后，连接结构更换难度大，对材料的利用率不高，不符合可持续发展战略。

发明内容

本发明的目的在于更好的提高预制装配式结构的抗震性能，解决装配式结构的连接问题，克服现浇连接用料多、耗时长、环境污染等缺陷。提出了具有耗散地震能量和刚度二次提升的装配式结构构件之间的连接构件，实现相邻结构构件之间的可靠连接，并且方便整体安装与拆卸，也方便零部件的安装与拆卸，提高建筑结构整体的抗震能力。

本发明是采用以下的技术方案实现的。

一种变刚度耗能型装配式横向连接结构，包括能量耗散区、刚度提升区及连接结构构件的左右连接端板，左右连接端板通过高强螺栓与墙、柱等装配式构件连接，所述能量耗散区包括若干钢板，刚度提升区包含一块变截面钢板、两块屈曲约束板，屈曲约束板平行放置于变截面钢板的两侧，普通螺栓穿过三块钢板于两端拧紧，此处为阈值控制装置，相邻钢板之间设有间隙，另在提升区设置两个定位螺栓，提高施工精度。

所述耗能区钢板采用软钢或不锈钢材料，提升区钢板采用普通钢或高强钢钢板。

所述耗能区钢板位于提升区钢板外部两侧。

所述耗能区钢板与螺栓连接板通过高强螺栓连接，内侧螺栓连接板与左右连接端板焊接。

所述螺栓连接板位于耗能区钢板的内外两侧，耗能区内侧的螺栓连接板与左右连接端板焊接连接。外侧钢板不与左右连接端板焊接，直接通过高强螺栓与耗能钢板和内侧螺栓连接板连接。

所述提升区变截面钢板一侧与连接板焊接另一侧采用变截面设计。其目的是防止钢板平面外失稳。

所述阈值控制装置通过提升区变截面钢板与屈曲约束板采用不同的螺栓孔径实现，变截面钢板上的螺栓孔要大于螺杆直径2~3mm，屈曲约束板上的螺栓孔直径与螺杆直径相同。

所述耗能区钢板根据不同的设计需要可设为不同的形状，例如矩形、X形、开圆洞形、开菱形洞等，并且可灵活的拆卸安装。

所述提升区定位螺栓较小，不考虑耗能和受力作用，在提升区高强螺栓安装之前安装。

一种所述变刚度耗能型装配式横向连接结构的安装方法，步骤如下：

（1）预留螺栓孔：在耗能区钢板、螺栓连接板，提升区变截面钢板、屈曲约束板上精确预留好设计尺寸的螺栓孔；