1.本实用新型属于建筑减震技术领域,具体涉及一种波纹板耗能减震装置。
背景技术:2.随着城市交通压力越来越大,传统混凝土桥墩自重大、施工周期长等弊端也逐渐展现。钢桥墩因其现场施工方便快捷、便于工厂预制,同时也符合国家倡导的绿色建筑概念,得到广泛应用。
3.目前,我国的桥梁抗震设计采用延性抗震和减隔震设计方法。其中,延性抗震设计方法利用桥墩塑性铰区的塑性变形来耗散地震能量。但塑性铰区在地震中易损伤破坏严重,且震后墩顶残余位移可能较大,如目前常用的摩擦耗能器,是根据摩擦做功而耗散能量的原理设计的,在强烈地震作用下,其主要构件尚未发生屈服,装置即产生滑移以摩擦功耗散地震能量,并改变了结构的自振频率,从而使结构在强震中改变动力特性,达到减震目的,但摩擦耗能器一方面造价昂贵,且制造工艺复杂,阻尼较小,耗能能力也有限,另一方面,摩擦阻尼器的内部材料会在长时间的使用过程中产生冷粘结和冷凝固,抽检后的器材也不能继续使用,有较高的维护费用。
4.减隔震设计方法可避免桥墩明显塑性损伤,但在罕遇地震作用下桥梁有发生落梁或倒塌的潜在风险,且不易控制主梁残余位移,致使震后桥梁的交通功能受限。
技术实现要素:5.针对现有技术存在的不足,本实用新型将隔震与耗能的思想结合,提供一种波纹板耗能减震装置,解决现有的耗能装置减隔震效果不理想、震后快速恢复能力差的问题。
6.为了解决上述技术问题,本实用新型采用如下技术方案予以实现:
7.一种波纹板耗能减震装置,包括钢管混凝土柱、波纹状套筒和连接在钢管混凝土柱两端的盖板;所述波纹状套筒包括至少两段套筒短节,所述套筒短节沿其周向为凹凸起伏的波纹状结构;两个相邻套筒短节之间装配式连接;所述盖板包括底板,连接在底板上的第一环形连接件、第二环形连接件;所述第一环形连接件套设在第二环形连接件外部,且第一环形连接件内壁与第二环形连接件外壁之间设置有间隙,所述间隙中设置有所述波纹状套筒,所述套筒短节的外圈壁与第一环形连接件连接,套筒短节的内圈壁与第二环形连接件连接;所述钢管混凝土柱套设在第二环形连接件内,所述钢管混凝土柱的两端分别与底板连接。
8.具体的,所述第一环形连接件沿其圆周方向设置有第一连接孔,所述第二环形连接件沿其圆周方向设置有第二连接孔;所述套筒短节的外圈壁、内圈壁分别与第一环形连接件、第二环形连接件通过螺栓连接。
9.具体的,所述套筒短节的两端沿其圆周方向均设置有第三连接孔,两个相邻套筒短节通过螺栓连接。
10.具体的,所述第一环形连接件和第二环形连接件均为环形板,第一环形连接件和
第二环形连接件呈同心圆设置。
11.具体的,所述套筒短节包括沿圆周方向依次间隔设置的外圈板、内圈板,每个相邻的内圈板和外圈板之间通过连接板连接。
12.与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:
13.本实用新型将隔震和耗能的思想结合,在地震到来时,波纹状套筒短节发生变形,带动连接波纹状套筒短节的装配螺栓发生侧移,起到了减震的作用,当地震继续增大时,螺栓移动到一个固定位置,利用波纹状套筒短节进行耗能,内部钢管混凝土柱主要承受竖向承载力,本实用新型装置可以使结构的抗震性能增强,而且总体采用装配式连接,可实现震后的快速修复。
14.本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
15.图1是本实用新型实施例记载的耗能减震装置的俯视图。
16.图2是本实用新型实施例记载的耗能减震装置的轴测图。
17.图3是本实用新型实施例记载的耗能减震装置的正面剖视图。
18.图4是本实用新型实施例记载的耗能减震装置的内部轴测图。
19.图5是本实用新型实施例记载的耗能减震装置的套筒短节示意图。
20.图6是本实用新型实施例记载的耗能减震装置的上盖板示意图。
21.图7是本实用新型实施例记载的耗能减震装置的下盖板示意图。
22.图中各标号表示为:
23.1-钢管混凝土柱,2-波纹状套筒,3-盖板,4-螺栓;
24.21-套筒短节;211-外圈板,212-内圈板,213-连接板,214-第三连接孔;
25.31-底板,32-第一环形连接件,33-第一环形连接件,34-间隙;
26.321-第一连接孔;331-第二连接孔。
27.以下结合附图和具体实施方式对本实用新型的具体内容作进一步详细解释说明。
具体实施方式
28.本实用新型中,“内圈壁”是指套筒短节中朝向钢管混凝土柱方向的壁面,“外圈面”是指套筒短节中远离钢管混凝土柱、朝向外部的壁面。
29.以下给出本实用新型的具体实施例,需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例,凡在本技术技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。
30.在本实用新型中,在未作相反说明的情况下,使用的方位词如“上、下、水平、竖直、底、顶”通常是指以相应附图的图面为基准定义的,“内、外”是指相应部件轮廓的内和外。
31.本实用新型具体实施例中公开一种波纹板耗能减震装置,如图1所示,该装置包括钢管混凝土柱1、波纹状套筒2和连接在钢管混凝土柱1两端的盖板3。
32.钢管混凝土柱1由钢管和浇筑在钢管内的混凝土组成。
33.本实施例的波纹状套筒2由两段套筒短节21组成,如图2所示。在实际使用过程中,可根据所需高度和耗能减震装置大小增加套筒短节21的数量。
34.本实施例的套筒短节21沿其周向为凹凸起伏的波纹状结构,如图5所示;具体的,
套筒短节21包括沿圆周方向依次间隔设置的外圈板211、内圈板212,每个相邻的内圈板212和外圈板211之间通过连接板213连接,如图1所示。其中内圈板211形成外圈壁,内圈板212形成内圈壁。本实施例套筒短节21整体由钢板经弯折而成的一体化结构。在内圈壁和内圈壁的两端均加工有第三连接孔214,使得两个相邻套筒短节21通过螺栓4装配式连接。实现套筒短节21之间的活动,地震到来时,套筒短节21发生变形,带动连接套筒短节21的螺栓4发生侧移,起到了减震的作用。
35.盖板3包括底板31,连接在底板31上的第一环形连接件32、第二环形连接件33,如图6或图7所示。第一环形连接件31套设在第二环形连接件33外部,且第一环形连接件32内壁与第二环形连接件33外壁之间设置有间隙34,间隙34中设置有波纹状套筒2。
36.套筒短节21的外圈壁(即外圈板211)与第一环形连接件32连接,套筒短节21的内圈壁(即内圈板212)与第二环形连接件33连接。具体的,本实施例的第一环形连接件32和第二环形连接件33均为环形板,第一环形连接件32和第二环形连接件33呈同心圆设置且高度相同。第一环形连接件32、第二环形连接件33的其中一端均与底板31固定,本实施例采用焊接方式固定,另一端分别设置有第一连接孔321和第二连接孔331,第一连接孔321和第二连接孔331沿圆周方向设置,位置与第三连接孔214对应,使得套筒短节21的外圈壁、内圈壁分别与第一环形连接件32、第二环形连接件33通过螺栓4连接。在提高抗震性能的同时实现震后的快速修复。
37.本实施例的钢管混凝土柱1套设在第二环形连接件33内,钢管混凝土柱1的外径小于第二环形连接件33的内径,这样钢管混凝土柱1与波纹状套筒2之间预留有供波纹板活动空间。钢管混凝土柱1的两端分别与底板31连接,具体的,钢管混凝土柱1的钢管两端分别与底板31焊接固定。
38.本实施例的盖板3、波纹状套筒2均为钢材质。
39.需要注意的是,盖板3的强度需要比波纹状套筒2钢板的强度要高,这样可以更容易保证构件在地震后是波纹状套筒2先屈服,可以在震后快速修复结构。另外,当本实用新型的构件较小时,可以使用环槽铆钉等构件代替螺栓,方便更换;当构建构件较大时,可以通过预留检修孔,来实现震后的快速修复。
40.本实用新型的装置中,内部钢管混凝土柱1主要承受竖向承载力,外部波纹状套筒2可以增加桥墩的抗震性能,从而提高整个桥梁结构的的抗震性能。本实用新型的上、下盖板3通过焊接与桥墩和承台相连接,在发生地震时,波纹状套筒2带动螺栓4发生错位,产生滑移段,当地震能量进一步增大时,螺栓4会固定到一个固定的位置,波纹状套筒2开始耗能,随着地震继续增强,直至本实用新型的结构破坏。
41.在以上的描述中,除非另有明确的规定和限定,其中的“设置”、“连接”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是拆卸连接或成一体;可以是直接连接,也可以是间接连接等等。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本技术方案中的具体含义。
42.在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,只要其不违背本实用新型的思想,同样应当视其为本实用新型所公开的内容。