一种阻尼器变形放大自复位耗能减震系统、加固钢框架结构及其装配方法

本发明属于建筑工程与结构抗震领域，涉及一种阻尼器变形放大自复位耗能减震系统、加固钢框架结构及其装配方法。

背景技术：

1、近年来研究表明，采用自复位节点的钢框架能实现震后节点残余变形可控。但结构在大震下的残余变形控制效果不理想，地震作用下自复位节点达到临界开口弯矩后，节点刚度小于传统钢框架结构的节点刚度，导致其在相同水准地震作用下的位移响应大于传统钢框架结构，并且自复位钢框架结构需较大层间侧移才能有效发挥耗能能力，不仅会增加二阶效应的不利影响，同时较大的层间侧移使耗能构件的塑性发展程度过高，不利于结构复位和残余变形控制。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种阻尼器变形放大自复位耗能减震系统、加固钢框架结构及其装配方法，无需发生较大层间位移时即可拥有较好的自复位和耗能能力。

2、为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

3、一种阻尼器变形放大自复位耗能减震系统，包括中央支架，两个扩展刚性框架和自复位黏滞阻尼器；

4、两个扩展刚性框架铰接在中央支架两侧，三者共同构成结构面，铰接的转动面与结构面一致；

5、中央支架包括中央支架横梁和两根中央支架臂，两根中央支架臂上端连接在中央支架横梁下翼缘两侧，两根中央支架臂下端相互靠近且通过支架臂连接件连接组成v字型；

6、自复位黏滞阻尼器连接在支架臂连接件侧面与扩展刚性框架之间。

7、优选的，支架臂连接件两侧与两个扩展刚性框架之间分别设置一个自复位黏滞阻尼器。

8、优选的，每个扩展刚性框架均包括竖直间隔设置的外侧扩展刚性框架柱和内侧扩展刚性框架柱，外侧扩展刚性框架柱和内侧扩展刚性框架柱的顶部、中部和底部分别采用三根扩展刚性框架横梁连接。

9、进一步，每两根扩展刚性框架横梁间设置一道扩展刚性框架斜撑。

10、再进一步，上下相邻两道扩展刚性框架斜撑方向相反。

11、优选的，扩展刚性框架和中央支架采用耳板和销轴铰接。

12、进一步，耳板数量为多个，多个耳板分别交替固定在扩展刚性框架最上端与中央支架横梁端部。

13、一种加固钢框架结构，包括主体钢框架和所述的阻尼器变形放大自复位耗能减震系统；

14、阻尼器变形放大自复位耗能减震系统通过短梁外置于主体钢框架，。

15、优选的，短梁与主体钢框架的横梁数量和高度均一致。

16、一种所述加固钢框架结构的装配方法，包括以下过程：

17、步骤一，两个扩展刚性框架铰接在中央支架两侧；

18、步骤二，将自复位黏滞阻尼器安装在中央支架下端与扩展刚性框架内侧下端之间，形成阻尼器变形放大自复位耗能减震系统；

19、步骤三，将短梁安装在主体钢框架的框架柱平面外一侧，数量和高度与主体钢框架横梁相同；

20、步骤四，将阻尼器变形放大自复位耗能减震系统的扩展刚性框架外侧与短梁连接。

21、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

22、本发明具有自复位能力，在地震力作用下，随主体结构水平变形，两个扩展刚性框架之间产生相对转动和竖向位移，并通过中央支架将放大后的层间位移施加在自复位黏滞阻尼器上，从而提高耗能能力；利用自复位黏滞阻尼器的自复位能力，使结构在震后能恢复到初始状态，不出现残余变形。在不改变地震作用下钢框架原有变形模式的基础上，采用该机构使结构无需发生较大层间位移时即可拥有较好的自复位和耗能能力。

23、进一步，该系统为附加刚架，无需改变原有钢框架节点构造，即可用于新建筑的减震设计，也可用于已有建筑的改造。与自复位钢框架结构相比，在不改变地震作用下钢框架原有变形模式的基础上，采用该机构使结构无需发生较大层间位移时即可拥有较好的自复位和耗能能力。

技术特征：

1.一种阻尼器变形放大自复位耗能减震系统，其特征在于，包括中央支架，两个扩展刚性框架和自复位黏滞阻尼器；

2.根据权利要求1所述的阻尼器变形放大自复位耗能减震系统，其特征在于，支架臂连接件(11)两侧与两个扩展刚性框架之间分别设置一个自复位黏滞阻尼器(12)。

3.根据权利要求1所述的阻尼器变形放大自复位耗能减震系统，其特征在于，每个扩展刚性框架均包括竖直间隔设置的外侧扩展刚性框架柱(1)和内侧扩展刚性框架柱(2)，外侧扩展刚性框架柱(1)和内侧扩展刚性框架柱(2)的顶部、中部和底部分别采用三根扩展刚性框架横梁(3)连接。

4.根据权利要求3所述的阻尼器变形放大自复位耗能减震系统，其特征在于，每两根扩展刚性框架横梁(3)间设置一道扩展刚性框架斜撑(4)。

5.根据权利要求4所述的阻尼器变形放大自复位耗能减震系统，其特征在于，上下相邻两道扩展刚性框架斜撑(4)方向相反。

6.根据权利要求1所述的阻尼器变形放大自复位耗能减震系统，其特征在于，扩展刚性框架和中央支架采用耳板(6)和销轴(7)铰接。

7.根据权利要求6所述的阻尼器变形放大自复位耗能减震系统，其特征在于，耳板(6)数量为多个，多个耳板(6)分别交替固定在扩展刚性框架最上端与中央支架横梁(8)端部。

8.一种加固钢框架结构，其特征在于，包括主体钢框架(13)和权利要求1-7任意一项所述的阻尼器变形放大自复位耗能减震系统(15)；

9.根据权利要求8所述的加固钢框架结构，其特征在于，短梁(15)与主体钢框架(13)的横梁数量和高度均一致。

10.一种基于权利要求8-9任意一项所述加固钢框架结构的装配方法，其特征在于，包括以下过程：

技术总结本发明公开了一种阻尼器变形放大自复位耗能减震系统、加固钢框架结构及其装配方法，包括中央支架，两个扩展刚性框架和自复位黏滞阻尼器；两个扩展刚性框架铰接在中央支架两侧，三者共同构成结构面，铰接的转动面与结构面一致；中央支架包括中央支架横梁和两根中央支架臂，两根中央支架臂上端连接在中央支架横梁下翼缘两侧，两根中央支架臂下端相互靠近且通过支架臂连接件连接组成V字型；自复位黏滞阻尼器连接在支架臂连接件侧面与扩展刚性框架之间。无需发生较大层间位移时即可拥有较好的自复位和耗能能力。技术研发人员：连鸣,王正川,周玉浩受保护的技术使用者：西安建筑科技大学技术研发日：技术公布日：2024/6/2