[发明专利]一种分阶段屈服自复位连梁柱及其应用、分阶段耗能方法

说明书

本发明提供了一种分阶段屈服自复位连梁柱及其应用、分阶段耗能方法。所述连梁柱可包括：依次连接的第一柱体、剪力墙模块、协同模块、耗能自复位模块和第二柱体；其中，第一柱体和第二柱体并排设置；剪力墙模块包括至少一块与第一柱体固定连接的剪力墙；协同模块与所述至少一块剪力墙之间弹性连接；耗能自复位模块包括至少一个耗能自复位单元，耗能自复位单元包括第一横梁、第二横梁和耗能自复位组件。所述方法采用如上所述的连梁柱来抗震耗能。所述应用包括在风致振动控制中的应用。本发明的连梁可适当控制整体结构的强度和刚度，降低结构加速度响应；本发明利用多阶段屈服特性及自复位构件，可减小震后残余变形，减轻震后的修复工作及成本。

技术领域

本发明涉及结构工程领域，特别地，涉及一种分阶段屈服自复位连梁柱及分阶段耗能方法。

背景技术

地震灾害已经给社会及人群带来了众多负面影响，结构工程师拟寻求一种高效的抗震结构体系以减小地震过程中结构可能发生的变形、减小震后残余变形。

目前，可通过合理设计安装连梁、支撑等构造可将耗能损伤集中于这些构件，从而避免主结构的损伤，但震后结构将留存显著的残余变形，构件难以更换，对结构不得不采取推倒重建，导致了较大的资源浪费并严重影响人们的正常生活。而引入高性能材料及设置新型构造可突破以上技术瓶颈。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明拟提出一种分阶段屈服自复位连梁柱及分阶段耗能方法，通过设置不同屈服强度的构件、止动构造等以实现连梁多阶段屈服的特性，连梁中设置具有自复位能力的构造，能够减小结构的残余变形以改善现有结构残余变形显著、结构重建资源浪费的问题。

为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种分阶段屈服自复位连梁柱。

所述连梁柱包括：依次连接的第一柱体、剪力墙模块、协同模块、耗能自复位模块和第二柱体；其中，第一柱体和第二柱体并排设置；剪力墙模块包括至少一块与第一柱体固定连接的剪力墙，在剪力墙数量为多个的情况下，多个剪力墙自上而下依次设置；协同模块与所述至少一块剪力墙弹性连接；耗能自复位模块可包括至少一个耗能自复位单元，在耗能自复位单元的数量为多个的情况下，多个耗能自复位单元自上而下依次设置，耗能自复位单元包括至少一个第一横梁、至少一个第二横梁和至少一个耗能自复位组件；其中，第一横梁将第二柱体与协同模块之间的相对变形限制在预定的范围之内；第二横梁的两端分别与协同模块和第二柱体铰接；耗能自复位组件的两端分别与第二柱体和协同模块铰接，并具有自复位能力。

进一步地，所述协同模块与所述至少一块剪力墙之间通过若干个弹性连接件连接，弹性连接件包括依次连接的第一碟簧、中心螺杆和第二碟簧。

进一步地，所述第一柱体和第二柱体竖直设置。

进一步地，所述剪力墙模块可包括开缝钢板剪力墙。

进一步地，所述协同模块可包括至少一个协同件；剪力墙与协同件的数量相同并能够一一对应；协同件和耗能自复位单元的数量相同并能够一一对应。

进一步地，所述第一横梁的第一端与协同模块之间固定连接，第二端与所述第二柱体之间滑动连接，所述第一横梁的第二端与所述第二柱体的相对滑动方向与所述第二柱体轴向相同。

进一步地，所述连梁柱还包括第一连接板组件，第一连接板组件与所述第一横梁的数量相同并一一对应，每个第一连接板组件能够使对应的所述第一横梁的第二端和所述第二柱体滑动连接，第一连接板组件包括若干个第一连接板和若干个第二连接板，其中，第一连接板上开有圆孔并与所述第一横梁的第二端固定连接，在第一连接板的数量为多个的情况下，所述多个第一连接板相对设置且圆孔共轴线；第二连接板上开有长圆孔，并与第二柱体固定连接，在第二连接板的数量为多个的情况下，所述多个第二连接板相对设置且长圆孔共轴线；第一连接板和第二连接板之间通过连接件连接。再进一步地，连接件可包括销轴、螺栓等。