CN105019571A - 一种粘滞阻尼墙 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种粘滞阻尼墙，包括上部连接板、内钢板、外钢箱、粘滞阻尼材料和下部连接板；所述上部连接板固定在上层楼面梁的底部，所述内钢板固定在上部连接板底面的中部，所述外钢箱固定在下部连接板上，所述下部连接板固定在下层楼面梁顶部，所述外钢箱内充满粘滞阻尼材料，所述内钢板放置于粘滞阻尼材料中。所述内钢板为波折型软钢，其理想耗能试件的参数范围：高度b为380mm-420mm，宽度d为780mm-820mm，厚度t为4mm-6mm，半波幅H为25mm-35mm，波长为190mm-210mm，其波折形式为曲线形或梯形。本发明将传统的内钢板设计为波折型软钢，这种软钢较传统的内钢板塑性高，加工成形性及焊接性好，便于制作和连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种粘滞阻尼墙，属于建筑结构的新型耗能减震技术领域。
背景技术
消能减震技术是被动控制技术的一种，它是把结构的某些非承重构件设计成消能构件，或在结构的某些部位设置消能部件。小震作用下，结构具有足够的承载力和刚度，能满足正常使用的要求。大震作用下，消能部件产生较大的阻尼力，吸收和耗散大量的地震能量，使主体结构的动力反应减小，达到减少结构损伤的目的。消能减震技术被广泛用于高层建筑、高耸构筑物和大跨桥梁的抗震和抗风，以及现有建筑物的抗震加固等方面。目前已经开发和运用的消能装置主要可以分为两大类：一类是消能结构构件，包括偏心钢支撑、方框支撑和竖缝剪力墙等；另一类是消能阻尼器，包括粘性和粘弹性阻尼器、摩擦阻尼器、金属阻尼器等。
粘滞阻尼墙是一种新型建筑结构减震消能部件，属于速度相关型阻尼器的一种，它由固定于楼面梁上的箱式薄墙片和固定于墙顶楼面梁而插入箱式薄墙以内的钢板组成，墙片内灌入高粘性的粘滞材料，当楼层发生相对位移或速度时，钢板在箱式薄墙内的粘滞材料中滑动，通过粘滞阻尼消耗地震能量，从而减小结构的地震反应。它具有很多优点：制作安装方便，不需要复杂的装置和特殊的材料，墙体与高粘滞材料的作用面积大，结构的阻尼比可以提高很多，吸收大量的地震能量；适用范围广，不影响建筑的整体外观。粘滞阻尼墙能够安装在一般的多层房屋结构中，同时也适用于高层和超高层建筑结构；维修方便，保养费用低，还能用于抗震加固和震后修复。
但是，这种传统的粘滞阻尼墙在工程应用中也存在一些问题：传统的粘滞阻尼墙结构的内钢板在粘滞材料中作剪切运动时，类似于作往复运动的活塞。内钢板通常固定在上层楼面梁的底部，实际结构设计时必须确保内钢板与上层楼面梁之间连接可靠，楼面梁必须具备足够的强度和刚度。一般的建筑结构，在遇到强烈地震时，传统的粘滞阻尼墙的内钢板在非工作方向上存在发生剪切变形甚至失稳的可能，抗震性能会大打折扣，严重影响阻尼墙的耗能性能，危害建筑的安全性。在平面不规则结构中应用时，同样可能会导致粘滞阻尼墙的减震效果无法达到预期的设计效果。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种新型的具备良好减震性能，具有更为广泛适用性的粘滞阻尼墙。
为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种粘滞阻尼墙，包括上部连接板、内钢板、外钢箱、粘滞阻尼材料和下部连接板；所述内钢板固定在上部连接板底面的中部，所述外钢箱固定在下部连接板上，所述外钢箱内充满粘滞阻尼材料，所述内钢板放置于粘滞阻尼材料中，其特征在于，所述内钢板为波折型软钢，其理想耗能试件的参数范围：高度b为380mm-420mm，宽度d为780mm-820mm，厚度t为4mm-6mm，半波幅H为25mm-35mm，波长 为190mm-210mm，其波折形式为曲线形或梯形。
所述内钢板上还开设有阻尼孔，所述阻尼孔形状为圆形、方形或椭圆形，根据实际工程调节阻尼孔的大小和位置。
与现有技术相比，本发明具有如下的优点：
本发明将传统的内钢板设计为波折型软钢，这种软钢较传统的内钢板塑性高，加工成形性及焊接性好，便于制作和连接。拥有稳定的屈服点以及明显的屈服台阶，滞回性能稳定，曲线饱满，耗能性能优良。作为抗侧力构件的一部分，因而它耗能不会影响结构的承重能力。虽然比一般粘滞性阻尼墙的内钢板薄，但可以增大与粘滞液体的有效接触面积，还可以确保内钢板的面外稳定性，大大提高了阻尼墙的耗能性能。内钢板在粘滞材料中作剪切运动，类似于作往复运动的活塞。在遇到强烈地震时，传统的内钢板在非工作方向上存在发生剪切变形从而失稳的可能，而波折型软钢可以大大降低这种情况发生的可能性，有效解决平面外屈曲现象。另外，在波折型钢板上开设阻尼孔，灵活地根据实际工程的需要调控所提供的阻尼，使减震耗能效果达到预期的设计效果。并且通过实验和有限元模拟研究波折型软钢各参数对其耗能能力的影响，得到了标准试件各参数的理想范围。
附图说明
图1为本发明粘滞阻尼墙主视图。
图2为本发明粘滞阻尼墙结构示意图。
图3为本发明粘滞阻尼墙内钢板为曲线形示意图。
图4为本发明粘滞阻尼墙内钢板为梯形意图。
图5为本发明粘滞阻尼墙内钢板开有阻尼孔示意图。
图6为本发明粘滞阻尼墙内钢板各参数示意图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例来详细叙述本发明。
实施例1
如图1和图2所示，一种粘滞阻尼墙，包括上部连接板1、内钢板2、外钢箱3、粘滞阻尼材料4和下部连接板5；所述内钢板2固定在上部连接板1底面的中部，所述外钢箱3固定在下部连接板5上，所述外钢箱3内充满粘滞阻尼材料4，所述内钢板2放置于粘滞阻尼材料4中。
如图6所示，本实施例的内钢板2采用曲线形波折型软钢，高度b为400mm，宽度d为800mm，厚度t为5mm，半波幅H为30mm，波长为200mm，该参数的试件其耗能性能良好，内钢板2上不开设阻尼孔。
实施例2
如图3和图5所示，本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于，本实施例的内钢板2采用曲线形波折型软钢，内钢板2上开设阻尼孔6，阻尼孔6的形状为圆形，可根据工程的情况调节阻尼孔6的大小和位置。
实施例3
如图4和图5所示，本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于，本实施例的内钢板2采用梯形波折型软钢，内钢板2上开设阻尼孔6，阻尼孔6的形状为圆形，可根据工程的情况调节阻尼孔6的大小和位置。
Claims (2)
1.一种粘滞阻尼墙，包括上部连接板（1）、内钢板（2）、外钢箱（3）、粘滞阻尼材料（4）和下部连接板（5）；所述内钢板（2）固定在上部连接板（1）底面的中部，所述外钢箱（3）固定在下部连接板（5）上，所述外钢箱（3）内充满粘滞阻尼材料（4），所述内钢板（2）放置于粘滞阻尼材料（4）中，其特征在于，所述内钢板（2）为波折型软钢，其理想耗能试件的参数范围：高度b为380mm-420mm，宽度d为780mm-820mm，厚度t为4mm-6mm，半波幅H为25mm-35mm，波长 为190mm-210mm，其波折形式为曲线形或梯形。
2.根据权利要求1所述的粘滞阻尼墙，其特征在于，所述内钢板（2）上还开设有阻尼孔（6），所述阻尼孔（6）形状为圆形、椭圆形或条形，根据实际工程调节阻尼孔（6）的大小和位置。
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