一种用于摇摆墙底部的复合消能连接结构的制作方法

1.本发明涉及海洋平台消能减震技术领域，更具体的说是涉及一种用于摇摆墙底部的复合消能连接结构。


背景技术：

2.随着海洋的开发和利用，海洋基础设施的抗震防灾问题越来越突出。海洋地震灾害主要体现在对沿海陆地基础设施的破坏和海洋中相关的海上石油平台等基础设施的破坏。海洋平台为海洋资源的开发与利用提供了海上作业与生活的场所，其是一种海洋工程的结构体系。海洋平台作为海上资源开发的基础设施，由于其所处的环境非常恶劣，会遭受到各种荷载的侵袭。诱发海洋平台振动和破坏的荷载主要有波浪、飓风、冰雪、地震以及平台上的各种设备等。地震作为一种不可预测性的作用，其破坏能力巨大。海洋平台的振动可能会导致其疲劳破坏，造成平台倒塌等重大灾害。
3.为了提高海洋平台的抗震韧性及其抗震性能，消能减震技术成为了解决该类问题的强有力的技术方法。消能减震技术是通过在结构的适当位置设置消能器，地震作用下通过消能器的变形消耗地震动输入到结构内的能量。其中金属剪切型阻尼器是通过软钢的剪切变形进行能量耗散，扭转型阻尼器是通过阻尼器的扭转变形进行能量耗散的。
4.但是，当前在海洋平台结构减震中，主要采用隔震以及单一减震技术的方式进行减震控制。隔震技术会削弱结构的整体刚度，使得在飓风等荷载作用下平台结构的整体变形过大，而单一减震技术耗能效果不佳。
5.因此，提供一种耗能效果好的用于摇摆墙底部的复合消能连接结构是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本发明提供了一种用于摇摆墙底部的复合消能连接结构，能够提高摇摆墙的耗能作用，进而提升海洋平台结构的抗震防灾能力。
7.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
8.一种用于摇摆墙底部的复合消能连接结构，包括:
9.销轴连接组件，所述销轴连接组件包括两个固定钢板和销轴，两个所述固定钢板相对称固定在海洋平台基础上；所述销轴安装在两个所述固定钢板之间；
10.扭转阻尼器，所述扭转阻尼器呈圆管状；所述扭转阻尼器套合在所述销轴上且同心分布，所述扭转阻尼器两端分别与两个所述固定钢板固定连接；
11.支撑架，所述摇摆墙通过其底部的所述支撑架与所述扭转阻尼器固定连接；
12.两个箱式软钢阻尼器，两个所述箱式软钢阻尼器分别相对称安装在所述摇摆墙底部两端与所述海洋平台基础之间，且位于所述支撑架的两侧。
13.通过采取以上技术方案，本发明的有益效果：
14.将箱式软钢阻尼器和扭转阻尼器复合，能够提高摇摆墙的耗能作用，进而提升海
洋平台结构的抗震防灾能力。
15.进一步的，所述支撑架包括两个支架和连接箱，所述连接箱与倾斜对称布置在其两侧的两个所述支架连接为一体；两个所述支架的延伸端分别固定在所述摇摆墙底部；所述销轴贯穿所述连接箱相对应的两个侧板，两个所述侧板均与所述扭转阻尼器固定连接；两个所述箱式软钢阻尼器分别位于两个所述支架的外侧。
16.进一步的，所述支撑架还包括连接加强板，所述连接加强板竖直固定在两个所述侧板的中央，且所述销轴贯穿所述连接加强板，所述连接加强板与所述扭转阻尼器固定连接。
17.进一步的，所述箱式软钢阻尼器包括第一方形钢管、第二方形钢管、四个格栅式软钢阻尼器、多个第一螺栓和多个第二螺栓，所述第一方形钢管和所述第二方形钢管由内到外间隔分布；所述第一方形钢管顶端和所述第二方形钢管顶端均与所述摇摆墙底部固定连接，所述第一方形钢管底端和所述第二方形钢管底端均与所述海洋平台基础固定连接；所述第一方形钢管的四个侧壁上均具有第一矩形孔，所述第二方形钢管的四个侧壁上均具有第二矩形孔，且相对应的两个侧壁上的所述第一矩形孔和所述第二矩形孔错开分布；四个所述格栅式软钢阻尼器分别位于所述第一方形钢管四个侧壁与相对应的所述第二方形钢管四个侧壁之间，且在每个所述第一矩形孔位置，所述第二方形钢管与所述格栅式软钢阻尼器均通过第一螺栓连接，在每个所述第二矩形孔位置，所述第一方形钢管与所述格栅式软钢阻尼器均通过第二螺栓连接。
18.由此可知，本发明提供了一种用于摇摆墙底部的复合消能连接结构，与现有技术相较而言，本发明具有如下有益效果：
19.1)将摇摆墙底部的抵抗剪力结构和抵抗弯矩结构相分离，使其单独发挥作用，其中销轴连接组件起到抗剪作用，摇摆墙底部中间的扭转阻尼器起到扭转消能的作用；
20.2)摇摆墙底部中心位置的销轴圆心与扭转阻尼器的圆心重合，当摇摆墙水平变形绕销轴做转动时，扭转阻尼器就会阻止摇摆墙底部的转动，进而起到耗能的作用；
21.3)对箱式阻尼器结构进行改造，使得在第一方形钢管四个侧壁与第二方形钢管四个侧壁之间均设置有格栅式软钢阻尼器，相比于现有的两片式格栅阻尼器，耗能能力更大；
22.4)对箱式软钢阻尼器和扭转阻尼器进行组合，且扭转阻尼器固定在销轴连接组件上，在地震作用下能够充分发挥消能作用，相比单一的消能减震装置，其耗散的地震能量较大，从而起到的减震效果会更明显。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
24.图1附图为本发明提供的一种用于摇摆墙底部的复合消能连接结构的结构示意图；
25.图2附图为图1中a-a剖视图；
26.图3附图为图1中b-b剖视图；
27.图4附图为图1中c-c剖视图
28.图5附图为本发明提供的格栅式软钢阻尼器的结构示意图。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.如图1-5所示，本发明实施例公开了一种用于摇摆墙底部的复合消能连接结构，包括销轴连接组件1、扭转阻尼器2、支撑架3和两个箱式软钢阻尼器4，销轴连接组件1包括两个固定钢板11和销轴12，两个固定钢板11相对称固定在海洋平台基础5上；销轴12安装在两个固定钢板11之间；扭转阻尼器2呈圆管状；扭转阻尼器2套合在销轴12上且同心分布，扭转阻尼器2两端分别与两个固定钢板11固定连接；摇摆墙6通过其底部的支撑架3与扭转阻尼器2固定连接，在本实施例中，采用焊接的固定方式；两个箱式软钢阻尼器4分别相对称安装在摇摆墙6底部两端与海洋平台基础5之间，且位于支撑架3的两侧。本发明将箱式软钢阻尼器4和扭转阻尼器2复合，能够提高摇摆墙6的耗能作用，进而提升海洋平台结构的抗震防灾能力。
31.当然，该复合消能连接结构也可用于摇摆柱底部。
32.具体的，支撑架3包括两个支架31和连接箱32，连接箱32与倾斜对称布置在其两侧的两个支架31连接为一体；两个支架31的延伸端分别固定在摇摆墙6底部；销轴12贯穿连接箱32相对应的两个侧板，两个侧板均与扭转阻尼器2固定连接；两个箱式软钢阻尼器4分别位于两个支架31的外侧。
33.具体的，支撑架3还包括连接加强板33，连接加强板33竖直固定在两个侧板的中央，且销轴12贯穿连接加强板33，连接加强板33与扭转阻尼器2固定连接，从而加强整体结构的可靠性及稳定性。
34.具体的，箱式软钢阻尼器4包括第一方形钢管41、第二方形钢管42、四个格栅式软钢阻尼器43、多个第一螺栓44和多个第二螺栓45，第一方形钢管41和第二方形钢管42由内到外间隔分布，即第一方形钢管41和第二方形钢管42之间具有容纳格栅式软钢阻尼器43的间隙；第一方形钢管41顶端和第二方形钢管41顶端均与摇摆墙6底部固定连接，第一方形钢管41底端和第二方形钢管42底端均与海洋平台基础5固定连接；第一方形钢管41的四个侧壁上均具有第一矩形孔411，第二方形钢管42的四个侧壁上均具有第二矩形孔421，且相对应的两个侧壁上的第一矩形孔411和第二矩形孔421错开分布，四个格栅式软钢阻尼器43分别位于第一方形钢管41四个侧壁与相对应的第二方形钢管42四个侧壁之间，且在每个第一矩形孔411位置，第二方形钢管42与格栅式软钢阻尼器43均通过第一螺栓44连接，在每个第二矩形孔421位置，第一方形钢管41与格栅式软钢阻尼器43均通过第二螺栓45连接，格栅式软钢阻尼器43的两侧均具有一列螺纹孔431，分别用于第一螺栓44和第二螺栓45的连接。
35.本发明的工作原理：
36.在水平地震作用下海洋平台结构(固定在海洋平台基础上，且与摇摆墙连接，此为现有技术，在此不再赘述)会发生水平向振动，进而引发摇摆墙6发生水平变形，此时销轴连
接组件1会使得摇摆墙只能绕销轴12转动，从而使摇摆墙6底部不能发生水平变形，由于扭转阻尼器2与销轴12的圆心重合，扭转阻尼器2会发生扭转变形，从而阻止摇摆墙6底部的扭转变形发生，起到消能减震的作用，同时摇摆墙6底部两端的箱式软钢阻尼器4会出现上下的拉压变形，第一方形钢管41、第二方形钢管42之间会发生错动变形，进而带动第一方形钢管41、第二方形钢管42之间的格栅式软钢阻尼器43变形耗能。
37.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
38.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。