邻近建筑结构V型放大式高效消能连接构件

邻近建筑结构v型放大式高效消能连接构件
技术领域
1.本发明属于建筑工程技术的结构减震控振领域，具体涉及一种适用于邻近建筑结构消能连接的v型放大式高效消能连接构件。


背景技术：

2.现代都市建筑具有典型的“集群”特征。囿于土地、交通、历史规划等原因，由间距较小的不同多、高层单体建筑构成的建筑结构群落已成为城市的重要视觉符号。为保障城市密集建筑群在地震灾害作用下的安全性和其使用功能的连续性，建筑结构群落的抗震性能提升已成为重要工作。提升建筑结构群落抗震性能的手段有二：其一，采用现代结构工程手段提升各单体建筑结构的抗震性能；其二，将具有不同动力特性的邻近建筑结构利用高效率消能连接组合为整体，达到“相邻建筑协同抗震、耗能连接高效减震”的效果。对于第二种手段，已有研究表明：相邻建筑结构的消能连接可有效降低被连接结构的地震反应，提升结构的抗震安全性。
3.尽管采用消能构件连接相邻建筑结构具有现实意义，但目前的研究和实践多集中在采用传统消能器直接连接“紧邻”建筑结构的场景。该类场景的基本特征有三：1)要求被连接的建筑结构间距很近，以能够安放单个传统消能器件为最佳间距，这一要求将被连接建筑的结构净距限制在大约0.5～3.0m的范围内，当相邻建筑之间的结构净距偏大时(如4～12m)，传统消能器难以安装；2)随着被连接的建筑结构间距的提高，传统消能器中的弹性元件尺寸逐渐增大，可能在使用过程中产生过大的弹性变形，因而导致消能元件的变形受限，降低消能器的阻尼耗能能力；3)由于传统消能器的连接方式仅能适应被连接建筑结构之间的单向相对位移，当被连接建筑结构的相对位移为平面双向时，传统消能连接的工作效率不高。


技术实现要素：

4.本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种邻近建筑结构v型放大式高效消能连接构件。
5.本发明提供了一种邻近建筑结构v型放大式高效消能连接构件，具有这样的特征，包括：消能器，包括油阻尼器；两个双向铰接点，用于分别设置在不同建筑结构上，每个双向铰接点包括节点板、外套筒、以及内套筒，节点板用于固定在建筑结构上，外套筒连接在节点板上且其侧壁的与节点板相对的一侧上开设有开口，内套筒包括同轴设置在外套筒内的筒身部和连接在筒身部外臂上的端板部，端板部从外套筒的开口伸出，并且沿周向相对于开口可转动；以及四根连接杆，以每两根为一组，两组连接杆关于油阻尼器的中轴线对称布置，每组的两根连接杆的一端分别与消能器的两端铰接，另一端分别铰接在同侧双向铰接点的内套筒的端板部上。
6.在本发明提供的邻近建筑结构v型放大式高效消能连接构件中，还可以具有这样的特征：油阻尼器的两端均设有第一连接耳板，每根连接杆的两端均设有第二连接耳板，连
接杆一端的第二连接耳板通过一销轴与油阻尼器端部的第一连接耳板铰接，另一端的第二连接耳板通过另一销轴与内套筒的端板部铰接。
7.在本发明提供的邻近建筑结构v型放大式高效消能连接构件中，还可以具有这样的特征：外套筒的内壁和内套筒的筒身部的外壁之间涂有润滑油。
8.在本发明提供的邻近建筑结构v型放大式高效消能连接构件中，还可以具有这样的特征：消能器、两个双向铰接点、以及四根连接杆位于同一平面上。
9.发明的作用与效果
10.根据本发明所涉及的邻近建筑结构v型放大式高效消能连接构件，包括消能器、两个双向铰接点、以及四根连接杆，本连接构件具有以下有益效果：1)适配应用尺寸可大幅超越传统“紧邻”建筑结构消能连接的应用尺寸范围(适配结构净距从0.5～3.0m提升至4～12m)，能够适配应用的建筑从“紧邻”扩大至“相邻”；2)可在被连接建筑结构发生单向、双向平面相对位移时均表现出高效的阻尼耗能能力；3)得益于消能器行程的v型放大机制，消能器(油阻尼器)的行程和连接构件的等效附加阻尼能力基本不会随连接构件内弹性元件的尺寸增加而降低，连接构件耗能效率得以显著提升，其对所连接建筑结构的抗震保护效果得到明显改善。
附图说明
11.图1是本发明的实施例中邻近建筑结构v型放大式高效消能连接构件的轴测示意图；
12.图2是本发明的实施例中双向铰接点的结构示意图；
13.图3是本发明的实施例中连接构件轴向伸缩变化的正视图；
14.图4是本发明的实施例中连接构件平面转动变化的俯视图。
15.附图标记说明：
16.1消能器；11油阻尼器；12第一连接耳板；2连接杆；21厚壁钢管；22杆端封板；23第二连接耳板；3双向铰接点；31节点板；32外套筒；33内套筒；331筒身部；332端板部；4销轴。
具体实施方式
17.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明作具体阐述。
18.实施例
19.图1是邻近建筑结构v型放大式高效消能连接构件的轴测示意图。
20.如图1所示，本实施例提供了一种邻近建筑结构v型放大式高效消能连接构件，包括消能器1、连接杆2、双向铰接点3、销轴4。
21.消能器1包括油阻尼器11和两块第一连接耳板12。油阻尼器11是一种利用油的黏性和液体流动的阻力来控制机械振动和减震的装置，其结构通常由内筒、外筒和装有油润滑的活塞构成，并且两端分别连接着所需要控制振动的设备，油阻尼器11可如图1所示地沿竖直方向设置。两块第一连接耳板12分别焊接连接在油阻尼器11的两端上。
22.连接杆2共有四根，每根连接杆2包括厚壁钢管21、两块杆端封板22、以及四块第二连接耳板23。其中，厚壁钢管21为连接杆2的主体，两块杆端封板22分别焊接连接在厚壁钢
管21的两端，每块杆端封板22的外侧面上焊接连接有两块第二连接耳板23。
23.四根连接杆2中，以每两根连接杆2为一组，两组连接杆2关于油阻尼器11的中轴线对称布置。每组的两根连接杆2呈v型设置，两根连接杆2一端的第二连接耳板23分别通过销轴4与两块第一连接耳板12铰接，两根连接杆2另一端的第二连接耳板23分别通过销轴4铰接在一个双向铰接点3上。
24.图2是双向铰接点3的结构示意图。
25.如图2所示，每个双向铰接点3包括节点板31、外套筒32、以及内套筒33。
26.节点板31的一面用于固定在建筑结构上，另一面上焊接连接有外套筒32。
27.外套筒32侧壁的与节点板31相对的一侧上开设有轴向延伸的开口。
28.内套筒33包括连为一体的筒身部331和端板部332。筒身部331同轴地设置在外套筒32的内部。端板部332沿径向设置地连接在筒身部331的外壁上，并从外套筒32的开口处伸出。端板部332的宽度小于开口的宽度，保证端板部332沿周向相对于开口可转动。端板部332通过两根销轴4分别与两根连接杆2另一端的第二连接耳板23铰接。
29.内套筒33的筒身部331的外壁和外套筒32的内壁之间涂有润滑油，保证内套筒33和外套筒32之间可自由同轴转动。
30.图3是连接构件轴向伸缩变化的正视图，图4是连接构件平面转动变化的俯视图。
31.如图3所示，本连接构件的两个双向铰接点3可分别连接在不同建筑结构上，本连接构件通过自身的v型放大构造，可将两个双向铰接点3的轴向相对位移转化为消能器1的油阻尼器11的活塞行程，并且该活塞行程在数值上高于两个双向铰接点3之间的轴向相对位移，可实现消能器1行程放大、结构附加阻尼提升的目的。
32.其中，双向铰接点3可在实现本连接构件轴向自由伸缩的同时，释放构件的平面内转动自由度，见图4，因此，当本连接构件所连接的不同建筑结构发生平面单向、双向相对位移时，本连接构件均可通过轴向伸缩提供附加阻尼。
33.实际使用时，本连接构件可将间距较大的具有不同动力特性的邻近建筑结构连为一体，并在地震发生时，利用所连接建筑的平面双向相对位移有效激发连接构件的滞回耗能能力，减控所连接建筑结构的地震反应，提升结构抗震性能。
34.实施例的作用与效果
35.根据本实施例所涉及的邻近建筑结构v型放大式高效消能连接构件，包括消能器、两个双向铰接点、以及四根连接杆，本连接构件具有以下有益效果：1)适配应用尺寸可大幅超越传统“紧邻”建筑结构消能连接的应用尺寸范围(适配结构净距从0.5～3.0m提升至4～12m)，能够适配应用的建筑从“紧邻”扩大至“相邻”；2)可在被连接建筑结构发生单向、双向平面相对位移时均表现出高效的阻尼耗能能力；3)得益于消能器行程的v型放大机制，消能器(油阻尼器)的行程和连接构件的等效附加阻尼能力基本不会随连接构件内弹性元件的尺寸增加而降低，连接构件耗能效率得以显著提升，其对所连接建筑结构的抗震保护效果得到明显改善。
36.上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种邻近建筑结构v型放大式高效消能连接构件，其特征在于，包括：消能器，包括油阻尼器；两个双向铰接点，用于分别设置在不同所述建筑结构上，每个所述双向铰接点包括节点板、外套筒、以及内套筒，所述节点板用于固定在所述建筑结构上，所述外套筒连接在所述节点板上且其侧壁的与所述节点板相对的一侧上开设有开口，所述内套筒包括同轴设置在所述外套筒内的筒身部和连接在所述筒身部外臂上的端板部，所述端板部从所述外套筒的开口伸出，并且沿周向相对于所述开口可转动；以及四根连接杆，以每两根为一组，两组所述连接杆关于所述油阻尼器的中轴线对称布置，每组的两根所述连接杆的一端分别与所述消能器的两端铰接，另一端分别铰接在同侧所述双向铰接点的内套筒的端板部上。2.根据权利要求1所述的邻近建筑结构v型放大式高效消能连接构件，其特征在于：其中，所述油阻尼器的两端均设有第一连接耳板，每根所述连接杆的两端均设有第二连接耳板，所述连接杆一端的第二连接耳板通过一销轴与所述油阻尼器端部的第一连接耳板铰接，另一端的第二连接耳板通过另一销轴与所述内套筒的端板部铰接。3.根据权利要求1所述的邻近建筑结构v型放大式高效消能连接构件，其特征在于：其中，所述外套筒的内壁和所述内套筒的筒身部的外壁之间涂有润滑油。4.根据权利要求1所述的邻近建筑结构v型放大式高效消能连接构件，其特征在于：其中，所述消能器、两个所述双向铰接点、以及四根所述连接杆位于同一平面上。

技术总结
本发明提供一种邻近建筑结构V型放大式高效消能连接构件，包括：消能器，包括油阻尼器；两个双向铰接点，用于分别设置在不同建筑结构上，每个包括节点板、外套筒、以及内套筒；以及四根连接杆，每两根为一组，两组连接杆关于油阻尼器的中轴线对称布置，每组的两根连接杆的一端分别与消能器的两端铰接，另一端分别铰接在同侧双向铰接点的内套筒的端板部上。本连接构件可将间距较大的具有不同动力特性的邻近建筑结构连为一体，并在地震发生时，利用所连接建筑的平面双向相对位移有效激发连接构件的滞回耗能能力，减控所连接建筑结构的地震反应，提升结构抗震性能。提升结构抗震性能。提升结构抗震性能。


技术研发人员：相阳 杨熙玲 郭世立 陈琛 李国强
受保护的技术使用者：同济大学
技术研发日：2023.04.24
技术公布日：2023/7/20