[发明专利]软钢-摩擦阻尼器协同耗能的仿古建筑异形钢节点及方法

说明书

本发明公开了一种软钢‑摩擦阻尼器协同耗能的仿古建筑异形钢节点及方法，包括梁柱节点、斗构件、栱构件和软钢‑摩擦阻尼器协同工作装置，其中，梁柱节点由圆钢管下柱、方钢管上柱和矩形截面钢梁组成，斗栱构件包括下斗构件、栱构件和上斗构件组成，软钢‑摩擦阻尼器协同工作装置包括软钢连接杆、柱侧面水平板、梁连接件、梁底面水平板、左约束板、右约束板、摩擦耗能板、高强螺栓、螺栓垫片和环形预留孔；试件的节点为钢柱和连接钢柱的矩形截面钢梁，在圆钢管下柱和方钢管上柱连接处通过方形加肋板和柱顶加强环进行加固；在节点处设置斗栱构件，在斗栱构件内附设软钢‑摩擦阻尼器协同工作装置；软钢‑摩擦阻尼器协同工作装置位于圆钢管下柱和矩形截面钢梁之间，由左约束板和右约束板相互连接，并通过摩擦耗能板和软钢连接杆进行耗能，使梁端翼缘和柱连接处焊缝不易发生断裂，从而减少斗栱构件的破坏。该装置既能提高钢结构仿古建筑体系的抗震性能，也保持了该结构体系的美观性。

技术领域

本发明属于仿古建筑钢结构体系领域，涉及软钢-摩擦阻尼器协同耗能的仿古建筑异形钢节点及协同耗能方法。

背景技术

仿古建筑是在现代技术条件下，运用现代建筑材料模仿古建筑的形制、外观，将传统古建筑的造型、部件等作为装饰，从而展现出古建筑的古典美。将钢结构运用在仿古建筑中，不仅可以传承与创造出具有历史特色和地域风格的新型建筑，而且还可以发挥出钢结构强重比大、工业化制作程度高、环保、施工周期短等优势。

斗栱构件安装于柱子和横梁之间，除了作为装饰，体现美观作用之外，更重要的是作为梁托，可以缩短梁的跨度，减轻梁头的承重载，增加了梁头的抗剪承载力，还可以防止梁柱发生变形而倾斜。

作为耗能技术之一，在构件中安装耗能装置是提高结构体系抗震性能的有效方法。软钢-摩擦阻尼器协同工作装置是一种利用摩擦耗能板摩擦耗能和软钢塑性变形来消耗地震作用下的能量的装置，该装置不但能够为结构提供附加刚度，而且还能提供附加阻尼，减少地震对结构的损伤程度。软钢阻尼器采用低屈服点钢，利用其屈服强度低，在地震作用下先于结构屈服，产生塑性变形而耗散能量。将软钢与摩擦阻尼器相结合，形成一种耗能能力更强的软钢-摩擦阻尼器协同工作装置，对结构体系的抗震性能具有明显的提高效果。

在仿古建筑钢结构梁柱节点的翼缘焊接处，尤其是梁端翼缘和柱连接焊缝处易断裂，从而造成梁柱节点的脆性破坏，导致梁柱节点处斗栱构件严重开裂。因此，解决在钢结构仿古建筑的梁柱节点的破坏问题，对于增强钢结构仿古建筑的抗震性能具有重要意义。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明对钢结构仿古建筑的梁柱节点进行优化，本发明提供了一种在梁柱节点处设置软钢-摩擦阻尼器协同工作装置来增加节点耗能的装置，该装置能够在钢结构仿古建筑加载过程中消耗输入地震的能量，使梁端翼缘和柱连接处焊缝不易发生断裂，从而减少对斗栱构件的破坏，既能提高钢结构仿古建筑体系的抗震性能，也保持了该结构体系的美观性。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

根据本发明提供的一个实施例，本发明提供了一种软钢-摩擦阻尼器协同耗能的仿古建筑异形钢节点，包括由圆钢管下柱、方钢管上柱和矩形截面钢梁组成的梁柱节点；

方钢管上柱镶装到圆钢管下柱顶部的槽中，柱间留有间隙；

圆钢管下柱和方钢管上柱连接处以及矩形截面钢梁之间设置有斗栱构件，斗栱构件包括下斗构件、栱构件和上斗构件，栱构件内设软钢-摩擦阻尼器，软钢-摩擦阻尼器通过梁连接件固定连接矩形截面钢梁，通过下斗构件中的软钢连接杆连接圆钢管下柱与方钢管上柱连接节点；

在低周反复荷载作用下，软钢-摩擦阻尼器中至少一块摩擦耗能板沿矩形截面钢梁与圆钢管下柱、方钢管上柱连接节点相对移动摩擦；软钢连接杆沿方钢管上柱塑性变形。

优选的，所述软钢-摩擦阻尼器位于方钢管上柱和矩形截面钢梁之间。