(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210711689.3 (22)申请日 2022.06.22 (71)申请人 华南理工大 学 地址 510640 广东省广州市天河区五山路 381号 (72)发明人 马宏伟　黄梓铭　许嘉鑫　 (74)专利代理 机构 广州粤高专利商标代理有限 公司 44102 专利代理师 江裕强 (51)Int.Cl. E04B 1/58(2006.01) E04B 1/24(2006.01) E04B 1/98(2006.01) E04H 9/02(2006.01) G06F 30/13(2020.01)G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 带圆端形金属阻尼器的支撑与柱的连接节 点及其设计方法 (57)摘要 本发明公开了带圆端形金属阻尼器的支撑 与柱的连接节 点及其设计方法。 所述支撑与柱的 连接节点包括框架柱、 节点板、 支撑、 支撑端板、 连接板、 圆端形金属阻尼器、 加 劲肋和高强螺栓， 节点板与框架柱焊接； 支撑端板内侧与支撑焊 接， 且支撑端板在外侧焊接有两所述连接板， 且 两所述连接板分别位于节点板的两侧； 在两所述 连接板与节点板之间均分别设置有所述圆端形 金属阻尼器。 本发明构造形式简单， 设计方便， 能 避免支撑受压屈曲， 且便于震后损坏更换， 具有 良好的经济效益。 权利要求书2页 说明书8页 附图4页 CN 115538621 A 2022.12.30 CN 115538621 A 1.一种带圆端形金属阻尼器的支撑与柱的连接节点， 其特征在于， 包括框架柱(1)、 节 点板(3)、 支撑(8)、 支撑端板(6)、 连接 板(2)和圆端形 金属阻尼器(5)； 节点板(3)与框架 柱(1)焊接； 支撑端板(6)内侧与支撑(8)焊接， 且支撑端板(6)的外侧焊接有两所述连接板(2)， 且 两所述连接 板(2)分别位于节点板(3)的两侧； 在两所述连接 板(2)与节点板(3)之间均分别设置有所述圆端形 金属阻尼器(5)。 2.根据权利要求1所述的一种带圆端形金属阻尼器的支撑与柱的连接节点， 其特征在 于， 连接板(2)与圆端形金属阻尼器(5)之间、 圆端形金属阻尼器(5)与节点板(3)之间均通 过高强螺 栓(4)固定连接 。 3.根据权利要求1所述的一种带圆端形金属阻尼器的支撑与柱的连接节点， 其特征在 于， 还包括加劲 肋(7)， 加劲 肋(7)分别与支撑(8)的侧面和支撑端板(6)的内侧焊接 。 4.根据权利要求1 ‑3任一所述的一种带圆端形金属阻尼器的支撑与柱的连接节点， 其 特征在于， 每个圆端形金属阻尼器(5)均包括两个相对设置的平直板和用于承担耗能作用 的两半圆端板， 两半圆端板分别设置在平直板的两端， 且两平直板与连接板(2)与节点板 (3)通过高强螺 栓(4)固定连接 。 5.根据权利要求4所述的一种带圆端形金属阻尼器的支撑与柱的连接节点， 其特征在 于， 圆端形金属阻尼器(5)采用低屈服钢材或者Q235钢材制成， 螺栓孔采用标准孔、 大圆孔 或槽孔， 半圆端板采用平直板冷弯加工制成。 6.一种权利要求1 ‑5任一所述的一种带圆端形金属阻尼器的支撑与柱的连接节点的设 计方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 根据圆端形金属阻尼器(5)的受力变形并结合力法， 得到圆端形金属阻尼器(5)的弹性 刚度Kd、 屈服荷载Fy和屈服位移dy的表达式。 圆端形金属阻尼器(5)的恢复力模型通过以下 参数确定： 屈服荷载Fy， 最大荷载Fu， 屈服位移dy， 最大位移du， 弹性刚度Kd， 第二刚度Kdp， 第 二刚度系数α 和延性系数 μ； 确定圆端形金属阻尼器用于支撑与柱的节点连接设计时需满足的条件为Fy≤0.9Nu， Nu 为支撑构件的受压稳定承载力或受拉屈服承载力； 确定带阻尼器的支撑的构件性能， 采用带阻尼器支撑构件的弹性刚度Kdb、 第二刚度 Kdbp、 屈服位移Dy和最大位移Du来描述所述构件性能， 表达式为： 式中， Kb、 Kd和Kdp分别为支撑轴向弹性刚度， 阻尼器弹性刚度和阻尼器第二 刚度， Fy和Fu 分别表示阻尼器屈服荷载和最大荷载； 确定阻尼器耗能 能力以及对结构产生的附加阻尼比ξd； 确定圆端形金属阻尼器(5)与连接板(2)和节点板(3)的螺栓连接形式， 其中， 螺栓群轴 心受力， 通过结构内力分析得到支撑轴力N， 则阻尼器与节点板间螺栓受剪力为N， 阻尼器与 连接板间螺栓受剪力为0.5N。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115538621 A 27.根据权利要求6所述的一种带圆端形金属阻尼器的支撑与柱的连接节点的设计方 法， 其特征在于， 圆端形金属阻尼器的弹性刚度Kd、 屈服荷载Fy和屈服位移dy的表达式分别 为： 式中， E为材料的弹性模量， b为阻尼器的钢板宽度， r为阻尼器半圆端板的圆弧半径， t 为阻尼器的钢板厚度； 式中， β 为屈服荷载与弹性极限荷载之比， fd为阻尼器钢材抗拉强度设计值； 8.根据权利要求6所述的一种带圆端形金属阻尼器的支撑与柱的连接节点的设计方 法， 其特征在于， 阻尼器的钢板宽度b的取值范围为100～400mm， 阻尼器半圆端板的圆弧半 径r的取值范围为20～100mm， 阻尼器的钢板厚度t的取值范围为8～30mm， 阻尼器平直段长 度d的取值范围为10 0～400mm。 9.根据权利要求6所述的一种带圆端形金属阻尼器的支撑与柱的连接节点的设计方 法， 其特征在于， 圆端形金属阻尼器的第二刚度系数α 取值范围为0.02～0.3， 延性系数μ取 值范围为 4～20。 10.根据权利要求6 ‑9任一所述的一种带圆端形金属阻尼器的支撑与柱的连接节点的 设计方法， 其特 征在于， 圆端形 金属阻尼器 循环往复运动一周所耗散的总能量 WD为 WD＝4Fydy(1‑α )( μ‑1) α 为第二刚度系数， μ为延性系数； 附加阻尼比ξd为 式中， α 为第二刚度系数， μ为延 性系数， Fs为质点所受地震作用力， ds为质点受地震作用 产生的位移。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115538621 A 3