消能减震部件的连接与构造[详细]

• 为保证消能器的变形绝大部分发生在消能器上，与消能器 相连的预埋件、支撑和支墩（墙柱）及节点板应具有足够 的刚度、强度和稳定性。同时在相应的消能器极限位移或 极限速度的阻尼力作用下，与消能器连接的支撑、墙（支 墩）应处于弹性界限以内；消能器部件与主体结构连接的 预埋件、节点板等也应处于弹性工作状态，且不应出现滑 移、拔出和局部失稳等破坏。节点板在支撑力作用下具有 足够的承载力和刚度，同时还应采取增加节点板厚度或设 置加劲肋等措施防止节点板发生面外失稳破坏。
（3）高强螺栓个数n为
n≧F/Nv 式中n取正整数。
然后考虑螺栓的布置方式。根据屈曲约束支撑产品端头形式 的不同，屈曲约束支撑与连接板螺栓的布置形式也有所不同。 以屈曲约束为例，屈曲约束支撑的端头一般有十字型和工字 型两种截面，如图6-9所示。
十字型螺栓的布置一般都沿十字截面的四个翼缘错开布置， 螺栓间距一般为100~120mm，并用夹板连接，夹板的宽度 ≥3d0(d0为螺栓孔的直径)。
Fra Baidu bibliotek
屈曲约束支撑与连接板之间的连接多采用螺栓连接或焊接， 图6-4位采用螺栓连接的屈曲约束支撑现场节点连接案例。
• 筒式黏滞消能器与连接件之间的连接同城采用一端销轴连 接，另一端采用法兰连接，见图6-5。
• 黏弹性消能器通常通过支墩（墙柱）与主体结构连接，如 图6-6所示。
• 剪切软钢消能器与主体结构的连接方式与黏弹性消能器相 似，图6-7为软钢消能器连接节点在施工过程中的案例。
（1）位移相关型消能器：不应小于消能器在设计为以 下对应阻尼力的1.2倍；
（2）速度相关型消能器：不应小于消能器在设计速度 下对应阻尼力的1.2倍。
• 消能器的连接应保证良好的稳定性，特别对目前广泛使用 的支撑型消能器，如屈曲约束支撑、黏弹性消能器支撑、 黏滞消能器支撑等尤其重要。图6-1给出了实验室中屈曲 约束支撑由于端部设计不合理而出现局部失稳破坏的图片。
寸、端头形式及尺寸等。
2.消能器安装的位置子框架信息 （1）计算用层高：梁底到露楼面的距离。 （2）计算用跨度：柱子与柱子间净距。 （3）结构的梁柱尺寸。
6.3.2 消能器与连接板的连接计算
消能器与连接板的连接可以采用螺栓连接和焊缝连接。考虑 到施工质量的可控性和地震后消能器的可更换性，宜采用高 强螺栓连接。以下针对工程中最常用的屈曲约束支撑和软钢 剪切消能器说明采用螺栓连接的设计方法。
第六章 消能减震部件的连接与构造
6.1 连接与节点的一般要求 6.2 常见连接与节点形式 6.3 连接设计的计算 6.4 构造要求
6.1 连接与节点的一般要求
• 消能器与主体结构的连接非常重要，正确的连接能保证地 震作用下消能器的正常工作，实现预期减震目标。消能器 的连接应与计算模型相符，消能器的连接应保证足够的强 度，不应先于消能器失效。具体设计中，与消能器或消能 部件相连的预埋件、支撑和支墩（剪力墙）及节点板的设 计承载力应按以下要求取值：
常见的软钢剪切阻尼器与连接板的连接形式如图6-11所示。 与屈曲约束支撑和连接板的连接不同，软钢剪切消能器的剪 力对螺栓群除产生剪力外，还会产生弯矩平面内的弯矩，应 对螺栓群的受力进行详细验算。
螺栓布置情况见图6-12 。
6.2 常见连接与节点形式
• 实际工程中，消能器与主体结构最常见的连接包括：支撑 型、墙型、柱型、门架式和腋撑型等，如图6-2所示。
• 消能器与支撑及连接件的连接方式分为：高强螺栓连接、 销轴连接和焊接连接，见图6-3.考虑震后消能器的可更换
性以及施工质量可控性，宜采用螺栓连接。当采用螺栓连 接时，应保证相连节点的螺栓在罕遇地震下不发生滑移。
• 消能器部件属于非承重构件，其功能仅用于保证 消能器在结构变形过程中发挥耗能作用，而不是 承担结构的竖向荷载作用，即增设消能器不改变 主体结构的竖向受力体系。因此无论是新建消能 器减震结构，还是采用消能减震进行抗震加固的 既有结构，主体结构都必须满足竖向承载力的要 求！
6.3 连接设计计算
• 消能器与主体结 构的连接设计包 括三部分：消能
1.屈曲约束支撑与连接板连接的计算 首先确定螺栓个数：
（1）节点的作用力F=极限力×1.2。
（2）根据《钢结构设计规范》（GB50017-2003）的7.2.2 款，单个高强螺栓抗剪强度设计值如下：
Nv 0.9n f P
（6 -1）
式中：nf为传力摩擦面数；μ为摩擦抗滑移系数，应按表6-1 采用；P为螺栓的预拉应力，应按表6-2采用。
工字型截面的螺栓一般布置在翼缘和腹板处。对于小吨位的 消能器，也可采用与十字型截面类似的布置方式，螺栓间距 为100~120mm ，螺栓排距≥3d0，边距≥1.5d0(d0为螺栓孔的 直径)；对于吨位较大的消能器，节点螺栓数量较多的情况， 多采用梅花形式布置，见图6-10。
2.软钢剪切消能器与连接板的计算
消能器的连接部件应具有足够的刚度。连接部件的刚度 太弱，结构中的变形将无法通过连接部件集中到消能器中， 导致消能器效率降低。
消能器的连接与节点不应影响主体的结构的变形能力。不 合理的连接构造不仅影响消能器发挥作用，甚至会对主体结 构的抗震性能产生不良影响。例如，采用墙柱连接的时候， 如果不能保证墙柱和周边框架柱之间足够的变形缝，将可能 使周边框架柱在地震中称为“短柱”，出现剪切破坏。
消能器节点设计需要两个方面的数据；消能器相关参数 和消能器安装位置处的主体结构构件信息。
1.消能器的相关信息 （1）消能器本身参数：如，软钢剪切消能器的屈服荷载、
屈服位移、极限荷载、极限位移等。 （2）消能器的平面布置：消能器的位置、数量及布置形式
等。 （3）消能器的产品尺寸：如，屈曲约束支撑的外套筒尺
器与连接板的连 接；连接板与预 埋件的连接；预
埋件与主体结构
的连接。消能器
连接的设计计算
主要涉及流程如 右图所示：
设计开始 步骤一：提取连接设计相关参数 步骤一：提取连接设计相关参数 步骤一：提取连接设计相关参数 步骤一：提取连接设计相关参数
步骤一：提取连接设计相关参数
设计结束
6.3.1 提取连接件设计相关数据