一种装配式框架梁柱干连接扇形粘弹性阻尼器的制作方法

本发明属于工程结构领域，涉及梁柱节点连接、限位和减震的建筑构件，具体涉及一种装配式框架梁柱干连接扇形粘弹性阻尼器。

背景技术：

在地震作用和风荷载作用下，框架结构必须具有较好的耗能能力和变形能力。传统的框架结构依靠结构自身构件消耗能量和提供变形，其能力有限。合理有效的抗震途径是对结构安装减震装置，由减震装置与结构共同承受地震作用，即共同储存和耗散地震能量，以减轻和调整结构的地震反应。设置阻尼器消耗能量、减轻灾害是经济、可行的一种结构控制方法。

现有的粘弹性阻尼器一般是板式或筒式，通常布置在框架梁下面或框架梁柱对角线上，并采用刚性支撑连接阻尼器和建筑结构。支撑为拉压构件，断面粗大，其布置在墙内易引起墙体开裂，布置在室内会占用较大的空间，而将其布置在室外，会因为温度变化的原因而导致粘弹性阻尼器的性能在较大范围内产生波动。

现有的扇形阻尼器为铅粘弹性阻尼器，布置在框架梁柱节点转角，其依靠梁柱转角变形耗能，而梁柱相对转角变形值较小；现有的扇形阻尼器如采用粘弹性阻尼器，耗能则十分有限。另外，现有的铅粘弹性扇形阻尼器如用于装配框架结构，还不具备定位功能，其在安装阶段就会发生变形，从而降低了耗能能力。再者现有的铅粘弹性扇形阻尼器也不具备承受梁剪力的能力和承受梁柱间可能产生的拉力的能力；其也不具备支撑能力，无法适用装配式框架梁柱干连接。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种装配式框架梁柱干连接扇形粘弹性阻尼器，该阻尼器中不设置有铅芯，其阻尼效果好，耗能效果显著，另外，其在使用过程中能承受梁剪力能力好，其还能承受梁柱间产生的拉力，并具有支撑能力，尤其适用于梁柱的干连接。

为了实现上述目的，本发明提供一种装配式框架梁柱干连接扇形粘弹性阻尼器，包括复合耗能支撑体、梁连接板、柱连接板和限位定位装置，所述梁连接板下端和柱连接板左端分别具有正置的U形凹槽部一和倒置的U形凹槽部二，U形凹槽部二的左侧壁咬合地设置在U形凹槽部一的槽口中，U形凹槽部一和U形凹槽部二之间的配合使梁连接板和柱连接板之间具有80-100度的转动范围；所述柱连接板的左端设置有上下贯通的第一通孔；所述复合耗能支撑体设置在梁连接板和柱连接板之间，复合耗能支撑体靠近梁连接板和柱连接板交点的位置具有扇形缺口，复合耗能支撑体包括由前到后依次叠合设置的奇数层扇形的刚性板以及紧固地设置在相邻刚性板之间的若干弹性板组成；位于前后方向的最外侧的两块刚性板的左端面均垂直地与梁连接板的右侧面固定连接，且两块刚性板下端面均弧形地向靠近柱连接板的方向延伸且与柱连接板上侧面之间留有第一缓冲间隙；位于前后方向中心的一块刚性板的下端面垂直地与柱连接板的上侧面固定连接，且其左端面弧形地向靠近梁连接板的方向延伸且与梁连接板右侧面之间留有第二缓冲间隙；所述弹性板采用硫化的方式与相邻的刚性板紧固连接；复合耗能支撑体中除与前后方向的最外侧的两块刚性板相邻的两块刚性板之外的各板均设置有第一缺口和第二缺口，其中第一缺口和第二缺口均在梁连接板和柱连接板夹角的角平分线上，且第一缺口靠近第一通孔地设置，与前后方向的最外侧的两块刚性板相邻的两块刚性板在对应第一缺口和第二缺口的位置分别设置有第二通孔和第三通孔；所述限位定位装置包括两块限位销和两块限位耳板，两个限位销分别垂直地固定连接在位于前后方向的最外侧的两块刚性板下部的前侧面和后侧面上，两个限位耳板分别与两个限位销相对应地固定连接在柱连接板的上部；所述限位耳板通过设置在其纵向上的限位长圆孔套装在所述限位销的外部。

在该技术方案中，梁连接板与柱连接钢板之间正常状态下呈90度，通过U形凹槽部一和U形凹槽部二的配合，起到阻尼作用时，梁柱连接钢板之间可提供一定范围的转动角度，也可提供一定的抗拉承载力，另外，在装配式框架干连接时，梁所承受的剪力可以通过U形凹槽部一和U形凹槽部二的配合直接传递给柱连接钢板，从而能在梁柱干连接时为梁提供稳定的支撑力。复合耗能支撑体中刚性板和弹性板彼此交替叠合地设置，且都有用于阻尼作用时变形所需要的缓冲间隙，当梁连接板和柱连接板之间发生相对变形时，会通过作用于梁连接板和柱连接板而将剪力作用于复合耗能支撑体，复合耗能支撑体中相邻刚性板交替地与梁连接板和柱连接板之间具有第一缓冲间隙和第二缓冲间隙，这样，当刚性板的非固定端向梁连接板或柱连接板方向靠近时，弹性板必然会阻止刚性板的相对位移，从而来起到耗能作用，同时，U形的凹槽部一和U形的凹槽二在梁连接板和柱连接板发生变形时具有最大限位功能，也可以起到耗能的作用；复合耗能支撑体在梁连接板和柱连接板交点一侧设置有扇形缺口，当受到柔性拉杆或钢丝绳拉力作用时，与前后方向的最外侧的两块刚性板相邻的两块刚性板可以沿扇形径向往复运动，带动与之相连的弹性单元发生径向变形，径向变形能力可以达到弹性体最大变形值，径向变形耗能能力显著，该阻尼器可以在不设置铅芯的情况下保证良好的耗能能力。限位销和限位耳板的设置可以保证复合耗能支撑体中的最外两块刚性板不会发生垂直于复合耗能支撑体方向的面外变形和最外两块刚性板不会发生径向移动，同时把复合耗能支撑体切向移动限制在设定范围内，从而保证复合耗能支撑体在具有较好耗能能力时同时具有良好的安全性能。

进一步，为了能够使支撑构件尺寸较小，以使其布置在墙体内不会引起墙体开裂，布置在室内占用空间也较小，还包括拉伸装置，拉伸装置由钢丝绳或柔性拉杆和钢丝绳组成；钢丝绳穿过框架柱预留孔后通过第一通孔同时与前后方向的最外侧的两块刚性板相邻的两块刚性板上的第二通孔连接，以提供阻尼器沿径向且朝向梁连接板和柱连接板的拉力,钢丝绳或柔性拉杆与前后方向的最外侧的两块刚性板相邻的两块刚性板上的第三通孔连接,以提供阻尼器沿径向且远离梁连接板和柱连接板的拉力。因拉杆、拉绳直径较小，所以外置套管后可直接安装于墙体内，不占用室内空间，正常工作时也不会因为阻尼器工作导致墙体破坏。钢丝绳可以保证柱连接板与前后方向的最外侧的两块刚性板相邻的两块刚性板具有良好的连接强度，以在阻尼器发生变形时通过钢丝绳与框架柱中预留孔洞壁间摩擦起到耗能作用。

作为一种优选，所述梁刚性板和弹性板的数量共为9层，其中第1层和第9层的刚性板的左端面均垂直地与梁连接板的右侧面固定连接，第1层和第9层的刚性板下部均设置有位于限位长圆孔中的限位销，第5层的刚性板的下端面垂直地与柱连接板的上侧面固定连接，复合耗能支撑体中除第5层的刚性板外的各板的下端面与柱连接板上侧面之间留有第一缓冲间隙，复合耗能支撑体中除第1层、第9层的刚性板外的各板的左端面与梁连接板右侧面之间留有第二缓冲间隙，第1层、第5层和第9层刚性板以及第2层、第4层、第6层和第8层弹性板上均设置有第一缺口和第二缺口，第3层和第7层的刚性板上均设置有第二通孔和第三通孔。

进一步，所述定位限位装置还包括两个定位块，所述定位块由两个半月牙形块体组成，其形状和尺寸与所述限位长圆孔相适配，定位块中部设置有与所述限位销的外径相适配的第四通孔，所述定位块嵌设在所述限位长圆孔中且套装在所述限位销的外部，定位块在第四通孔的两侧均设置有螺纹孔一，第1层和第9层刚性板均在对应螺纹孔一的位置设置有螺纹孔二，两块定位块分别通过穿过所述螺纹孔一的且与螺纹孔二相匹配的螺栓连接在第3层和第9层刚性板上的螺纹孔二中。定位块的设置不仅可以限制位于前后方向的最外侧的两块刚性板剪切方向的变形在设定的范围内，也可限制位于前后方向的最外侧的两块刚性板径向变形在设定的范围内，从而可以在阻尼器在生产、运输、安装过程中，限制弹性板和刚性板之间发生相对位移以免产生初应变，同时在与梁和柱尚未完全连接前具有支撑能力且弹性板可以不承受力量；定位块通过螺栓连接于第层和第层刚性板上，可以使阻尼器在生产、运输、安装过程中整体更稳定。

进一步，螺纹孔一比螺纹孔二直径大一个等级。这样，可以采用与螺纹孔一相匹配的普通螺栓作为起拔螺栓顶推定位块脱离长圆孔，以可以在阻尼器安装就位后，通过普通螺栓可以将定位块起拔出，以使阻尼器能迅速进入工作状态。

进一步，为了限制复合耗能支撑体往复运动在限定的范围内，所述定位限位装置还包括第一限位块、第二限位块、第一限位条和第二限位条，所述第一限位块、第二限位块固定连接在梁连接板右侧面上，且靠近第5层的刚性板的上方和下方地设置，以对第5层的刚性板进行径向定位；第一限位条、第二限位条固定连接在柱连接板的上侧面上，且分别位于第5层刚性板的左右两侧并与第5层刚性板的左右两端之间留有缓冲区域。第一限位块、第二限位块、第一限位条和第二限位条共同限制阻尼器径向往复变形在设定的范围。第一、二限位块的设置，可以限制位于前后方向中心的一块刚性板的左端面的径向变形在设定的范围内，第一、二限位块和第一、二限位条的设置可以限制与前后方向的最外侧的两块刚性板相邻的两块刚性板的径向往复运动在设定的范围内，从而能保证较好的耗能效果的同时确保结构安全。

进一步，为了方便与梁和柱的固定连接，所述梁连接板和柱连接板的边缘设置有多个螺栓孔。

作为一种优选，第一缺口和第二缺口为U形。

进一步，为了提高耗能效果，刚性板和弹性板均为与复合耗能支撑体同心的扇形。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的立体图；

图3是图1的右视图；

图4是本发明中柱连接板与梁连接板及限位定位装置的装配图；

图5是本发明中定位块的结构示意图；

图6是本发明中第1层或第9层的刚性板的结构示意图；

图7是本发明中弹性板的结构示意图；

图8是本发明中第3层或第7层刚性板的结构示意图；

图9是本发明中第5层刚性板的结构示意图；

图10是本发明的一种装配图；

图11是本发明的一种装配图；

图12是本发明的一种装配图；

图13是本发明的一种装配图。

图中：1、复合耗能支撑体，2、钢丝绳或柔性杆件，3、梁连接板，4、柱连接板，5、U形的凹槽部一，6、U形的凹槽部二，7、第一通孔，8、刚性板，9、弹性板，10、第一缓冲间隙，11、扇形缺口，12、第一缺口，13、第二缺口，14、第二通孔，15、第三通孔，16、限位销，17、限位耳板，18、第一限位块，19、限位长圆孔，20、定位块，21、第四通孔，22、螺纹孔一，23、第一限位条，24、第二限位条，25、第二限位块，26、螺栓孔，27、钢丝绳,28、螺纹孔二，29、梁，30、柱，31、第二缓冲间隙。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1至图9所示，本发明提供一种装配式框架梁柱干连接扇形粘弹性阻尼器，包括复合耗能支撑体1、梁连接板3、柱连接板4和限位定位装置，所述梁连接板3下端和柱连接板4左端分别具有正置的U形凹槽部一5和倒置的U形凹槽部二6，U形凹槽部二6的左侧壁咬合地设置在U形凹槽部一5的槽口中，U形凹槽部一5和U形凹槽部二6之间的配合使梁连接板3和柱连接板4之间具有80-100度的转动范围，即梁连接板3与柱连接板4通过U形凹槽部一5和U形凹槽部二6转动配合过程中能达到的最大夹角为100度，梁连接板3与柱连接板4通过U形凹槽部一5和U形凹槽部二6转动配合过程中能达到的最小夹角为80度，梁连接板3与柱连接板4之间的夹角能在80度到100度这个范围内变化，当梁连接板3与柱连接板4达到最大或最小夹角位置时，U形凹槽部一5的左侧壁的右侧面均会对U形凹槽部二6的左侧壁的左侧面形成限位，同时，U形凹槽部二6的右侧壁的左侧面均会对U形凹槽部一5的右侧壁的右侧面进行限位；所述柱连接板4的左端设置有上下贯通的第一通孔7；所述复合耗能支撑体1设置在梁连接板3和柱连接板4之间，复合耗能支撑体1靠近梁连接板3和柱连接板4交点的位置具有扇形缺口11，复合耗能支撑体1包括由前到后依次叠合设置的奇数层扇形的刚性板8以及紧固地设置在相邻刚性板8之间的若干弹性板9组成；位于前后方向的最外侧的两块刚性板8的左端面均垂直地与梁连接板3的右侧面固定连接，且两块刚性板8下端面均弧形地向靠近柱连接板4的方向延伸且与柱连接板4上侧面之间留有第一缓冲间隙10；位于前后方向中心的一块刚性板8的下端面垂直地与柱连接板4的上侧面固定连接，且其左端面弧形地向靠近梁连接板3的方向延伸且与梁连接板3右侧面之间留有第二缓冲间隙31；所述弹性板9采用硫化的方式与相邻的刚性板8紧固连接；复合耗能支撑体1中除与前后方向的最外侧的两块刚性板8相邻的两块刚性板8之外的各板均设置有第一缺口12和第二缺口13，其中第一缺口12和第二缺口13均在梁连接板3和柱连接板4夹角的角平分线上，且第一缺口12靠近第一通孔7地设置，与前后方向的最外侧的两块刚性板8相邻的两块刚性板8在对应第一缺口12和第二缺口13的位置分别设置有第二通孔14和第三通孔15；所述限位定位装置包括两块限位销16和两块限位耳板17，两个限位销16分别垂直地固定连接在位于前后方向的最外侧的两块刚性板8下部的前侧面和后侧面上，两个限位耳板17分别与两个限位销16相对应地固定连接在柱连接板4的上部；所述限位耳板17通过设置在其纵向上的限位长圆孔19套装在所述限位销16的外部。梁连接板3与柱连接钢板4之间正常状态下呈90度，通过U形凹槽部一5和U形凹槽部二6的配合，起到阻尼作用时，梁、柱连接钢板之间可提供一定范围的转动角度，也可提供一定的抗拉承载力，另外，在干连接时，梁29所承受的剪力可以通过U形凹槽部一5和U形凹槽部二6的配合直接传递给柱连接钢板4，从而能在干连接时为梁29提供稳定的支撑力。复合耗能支撑体1中刚性板8和弹性板9彼此交替叠合地设置，且都有用于阻尼作用时变形所需要的缓冲间隙，复合耗能支撑体中刚性板和弹性板彼此交替叠合地设置，且都有用于阻尼作用时变形所需要的缓冲间隙，当梁连接板3和柱连接板4之间发生相对变形时，会通过作用于梁连接板3和柱连接板4而将剪力作用于复合耗能支撑体1，复合耗能支撑体1中相邻刚性板8交替地与梁连接板3和柱连接板4之间具有第一缓冲间隙10和第二缓冲间隙，这样，当刚性板的非固定端向梁连接板3或柱连接板4方向靠近时，弹性板9必然会阻止刚性板8的相对位移，从而来起到耗能作用，同时，U形的凹槽部一5和U形的凹槽二6在梁连接板和柱连接板发生变形时具有最大限位功能，也可以起到耗能的作用；复合耗能支撑体1在梁连接板3和柱连接板4交点一侧设置有扇形缺口11，当受到柔性拉杆或钢丝绳2拉力作用时，与前后方向的最外侧的两块刚性板8相邻的两块刚性板8可以沿扇形径向往复运动，带动与之相连的弹性单元9发生径向变形，径向变形能力可以达到弹性体最大变形值，径向变形耗能能力显著，该阻尼器可以在不设置铅芯的情况下保证良好的耗能能力。限位销16和限位耳板17的设置可以保证复合耗能支撑体1中的最外两块刚性板8不会发生垂直于复合耗能支撑体1方向的面外变形和最外两块刚性板8不会发生径向移动，同时把复合耗能支撑体1切向移动限制在设定范围内，从而保证复合耗能支撑体在具有较好耗能能力时同时具有良好的安全性能。

其中弹性板9可以选用橡胶制成，当然也可以选择其他阻尼效果较好的粘弹性材料。刚性板8采用高硬度的钢板制成。

为了能够使支撑构件尺寸较小，以使其布置在墙体内不会引起墙体开裂，布置在室内占用空间也较小，还包括拉伸装置，拉伸装置由钢丝绳或柔性拉杆2和钢丝绳27组成；钢丝绳27穿过框架柱30预留孔后通过第一通孔7同时与前后方向的最外侧的两块刚性板8相邻的两块刚性板8上的第二通孔14连接，以提供阻尼器沿径向且朝向梁连接板3和柱连接板4的拉力,钢丝绳或柔性拉杆2与前后方向的最外侧的两块刚性板8相邻的两块刚性板8上的第三通孔15连接,以提供阻尼器沿径向且远离梁连接板3和柱连接板4的拉力。因拉杆、拉绳直径较小，所以外置套管后可直接安装于墙体内，不占用室内空间，正常工作时也不会因为阻尼器工作导致墙体破坏。钢丝绳27可以保证柱连接板4与前后方向的最外侧的两块刚性板8相邻的两块刚性板8具有良好的连接强度，以在阻尼器发生变形时钢丝绳27与框架柱30中预留孔洞壁间摩擦起到耗能作用。

作为一种优选方案，同时，为了使整体的耗能效果最佳，也能使整体的尺寸较小，所述梁刚性板8和弹性板9的数量共为9层，其中第1层和第9层的刚性板8的左端面均垂直地与梁连接板3的右侧面固定连接，第1层和第9层的刚性板8下部均设置有位于限位长圆孔19中的限位销16，第5层的刚性板8的下端面垂直地与柱连接板4的上侧面固定连接，复合耗能支撑体1中除第5层的刚性板8外的各板的下端面与柱连接板4上侧面之间留有第一缓冲间隙10，复合耗能支撑体1中除第1层、第9层的刚性板8外的各板的左端面与梁连接板3右侧面之间留有第二缓冲间隙31，第1层、第5层和第9层刚性板8以及第2层、第4层、第6层和第8层弹性板8上均设置有第一缺口12和第二缺口13，第3层和第7层的刚性板8上均设置有第二通孔14和第三通孔15。

所述定位限位装置还包括两个定位块20，所述定位块20由两个半月牙形块体组成，其形状和尺寸与所述限位长圆孔19相适配，定位块20中部设置有与所述限位销16的外径相适配的第四通孔21，所述定位块20嵌设在所述限位长圆孔19中且套装在所述限位销16的外部，定位块20在第四通孔21的两侧均设置有螺纹孔一22，第1层和第9层刚性板8均在对应螺纹孔一22的位置设置有螺纹孔二28，两块定位块20分别通过穿过所述螺纹孔一22的且与螺纹孔二28相匹配的螺栓连接在第3层和第9层刚性板8上的螺纹孔二28中。定位块20的设置不仅可以限制位于前后方向的最外侧的两块刚性板8剪切方向的变形在设定的范围内，也可限制位于前后方向的最外侧的两块刚性板8径向变形在设定的范围内，从而可以在阻尼器在生产、运输、安装过程中，限制弹性板9和刚性板8之间发生相对位移以免产生初应变，同时在与梁29和柱30尚未完全连接前具有支撑能力且弹性板可以不承受力量；定位块20通过螺栓连接于第3层和第7层刚性板8上，可以使阻尼器在生产、运输、安装过程中整体更稳定。

螺纹孔一22比螺纹孔二28直径大一个等级。这样，可以采用与螺纹孔一22相匹配的普通螺栓作为起拔螺栓顶推定位块20脱离长圆孔19，以可以在阻尼器安装就位后，通过普通螺栓可以将定位块20起拔出，以使阻尼器能迅速进入工作状态。

为了限制复合耗能支撑体1往复运动在限定的范围内，所述定位限位装置还包括第一限位块18、第二限位块25、第一限位条23和第二限位条24，所述第一限位块18、第二限位块25固定连接在梁连接板3右侧面上，且靠近第5层的刚性板8的上方和下方地设置，以对第5层的刚性板8进行径向定位；第一限位条23、第二限位条24固定连接在柱连接板4的上侧面上，且分别位于第5层刚性板8的左右两侧并与第5层刚性板8的左右两端之间留有缓冲区域。第一限位块18、第二限位块25、第一限位条23和第二限位条24共同限制阻尼器径向往复变形在设定的范围。

为了方便与梁29和柱30的固定连接，所述梁连接板3和柱连接板4的边缘设置有多个螺栓孔26。

作为一种优选，第一缺口12和第二缺口13为U形。

为了提高耗能效果，刚性板8和弹性板9均为与复合耗能支撑体1同心的扇形。

本发明还可以适用于一体浇筑成型的框架梁柱结构使用。

使用时，将该阻尼器安装在梁29与柱30的连接点的夹角处，并使梁连接板3与梁29固定连接，使柱连接板4与柱30固定连接，使钢丝绳或柔性杆件2远离该阻尼器的一端斜向延伸，或者通过其他拉力件连接第3和7层刚性板8上的第三通孔15并向远离该阻尼器的一端斜向延伸，使其固定以保持施加在该阻尼器上的斜向拉力。图10是本发明所述的梁柱节点干连接扇形粘弹性阻尼器安装在框架结构的梁29与柱30右下夹角内时的结构示意图，图11是本发明所述的梁柱节点干连接扇形粘弹性阻尼器安装在框架结构的梁29与柱30左下夹角及右下夹角内时的结构示意图，图12是是本发明所述的梁柱节点干连接扇形粘弹性阻尼器安装在框架结构的梁29与柱30右上夹角内和右下夹角内时的结构示意图，图13是本发明所述的梁柱节点干连接扇形粘弹性阻尼器安装在框架结构的梁29与柱30左上夹角内、左下夹角内、右上夹角内和右下夹角内时的结构示意图。