CN105178471A - 自复位粘弹性阻尼墙 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了自复位粘弹性阻尼墙，它包括双T型钢箱体、T型钢板、左盖板和右盖板；双T型钢箱体包括下翼缘板和两个箱体腹板；双T型钢箱体的两个箱体腹板之间设置有钢板腹板，钢板腹板的上端伸出双T型钢箱体且固定连接有上翼缘板，钢板腹板和上翼缘板形成所述T型钢板；所述左盖板和右盖板分别设置在钢板腹板的左右两侧；钢板腹板与两个箱体腹板之间均设置有空隙，部分所述空隙内填充设置有粘弹性材料，空隙内位于粘弹性材料的上下两侧均设置有与箱体腹板平行的形状记忆合金绞线。本发明的耗能能力强、性能稳定、构造简单、加工制造方便，可提供建筑结构较多的使用空间，方便安装和维修，并且具有一定的自复位功能。

Description

自复位粘弹性阻尼墙
技术领域
本发明属于土木工程结构抗震减振技术领域，尤其涉及一种自复位粘弹性阻尼墙。
背景技术
粘滞阻尼墙耗能减震控制技术是一种新兴的抗震减振技术，它性能稳定、技术条件简单、且不影响建筑物的使用功能，主用应用于框架结构和其他高层建筑中，具有广泛的应用前景。传统的粘弹性阻尼墙依靠粘弹性材料的剪切滞回耗能特性，给结构提供附加刚度和阻尼，减小结构的动力反应，以达到减振的目的，保证结构大震不倒，但震后维修成本或拆除重建成本很高，结构过大的残余变形给结构健康检测造成麻烦。
形状记忆合金是一种新型功能材料，具有奇特的形状记忆效应、超弹性和高阻尼特性。超弹性形状记忆合金可恢复应变高达6％～8％，屈服应力在400～500MPa左右，极限强度超过1000Mpa，极限变形高达20％。但由于形状记忆合金材料自身的原因，其耗能能力有限。
这就需要一种能够利用超弹性形状记忆合金的大恢复力及自复位能力和粘弹性材料的高耗能特性组成的新型的自复位粘弹性阻尼墙，可以在满足耗能减振的基础上更能一定程度地控制结构的残余变形达到多次利用的效果，从而降低震后维修或重建成本，极大地改善了控制效果。
发明内容
本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种耗能能力强、性能稳定、构造简单、加工制造方便的自复位粘弹性阻尼墙，可提供建筑结构较多的使用空间，方便安装和维修，并且具有一定的自复位功能，符合建筑结构设计及功能性要求。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：自复位粘弹性阻尼墙，它包括包括双T型钢箱体、T型钢板、左盖板和右盖板；所述双T型钢箱体包括下翼缘板和两个箱体腹板，两个箱体腹板平行排列且固定设置在下翼缘板上，下翼缘板和两个箱体腹板形成倒置的双T型结构，两个箱体腹板之间靠近下翼缘板的位置处设置有钢滚轴，钢滚轴的轴向方向与箱体腹板垂直，钢滚轴的两端分别与两个箱体腹板固定连接；
所述双T型钢箱体的两个箱体腹板之间设置有与其平行的钢板腹板，钢板腹板的下端与钢滚轴接触，钢板腹板的上端伸出所述双T型钢箱体且固定连接有与下翼缘板平行的上翼缘板，钢板腹板和上翼缘板形成所述T型钢板；
所述左盖板和右盖板分别设置在所述T型钢板的钢板腹板的左右两侧，钢板腹板的左右两端均固定设置有凸起，左盖板和右盖板上与凸起对应位置处开设有通孔，凸起穿过所述通孔；
钢板腹板与两个箱体腹板之间均设置有空隙，部分所述空隙内填充设置有粘弹性材料，粘弹性材料分别与钢板腹板和箱体腹板粘结连接，空隙内位于粘弹性材料的上下两侧均设置有与箱体腹板平行的形状记忆合金绞线，形状记忆合金绞线的两端分别穿过所述左盖板和右盖板，形状记忆合金绞线的两端分别通过绞线锚具与所述左盖板和右盖板锚固连接。
所述钢滚轴的两端分别通过螺栓与两个所述箱体腹板固定连接，螺栓的一端与所述钢滚轴轴向固定连接，螺栓的另一端穿过所述箱体腹板并套设有锁紧螺母。
所述螺栓为高强螺栓。
所述钢滚轴的下边紧贴所述双T型钢箱体的下翼缘板。
所述钢滚轴的横截面为圆形。
所述钢滚轴设置有多个，多个钢滚轴沿水平线排列设置。
所述左盖板和右盖板均为矩形钢盖板。
所述粘弹性材料为高衰减橡胶系粘弹性材料。
本发明的有益效果：
采用上述技术方案，本发明的自复位粘弹性阻尼墙保有了传统粘滞阻尼墙利用墙体所提供的空间，通过增加粘弹性材料面积来提供所需求的阻尼比以提高耗能能力，并且在所有的振动条件下都能进行耗能，即时在较小的振动条件下，也能够获得良好的耗能能力等良好优点的前提下，还具有构造简单，制造、安装和维修方便，尤其是还可以利用形状记忆合金绞线材料的超弹性和形状记忆性一定程度的控制结构的残余变形，使结构在荷载影响消除的时候可以具有一定的自复位功能，从而降低粘弹性阻尼墙的震后维修概率或重建概率，达到粘弹性阻尼墙可以多次利用的经济效果。
钢滚轴的两端分别通过螺栓与两个所述箱体腹板固定连接，螺栓的一端与所述钢滚轴固定连接，螺栓的另一端穿过所述箱体腹板并套设有锁紧螺母，便于钢滚轴的安装；螺栓为高强螺栓，其可承受的载荷比同规格的普通螺栓要大；钢滚轴的下边紧贴所述双T型钢箱体的下翼缘板，便于安装对齐；所述钢滚轴的横截面为圆形，便于T型钢板与双T型钢箱体之间发生相对的错动；钢滚轴设置有多个，多个钢滚轴沿水平线排列设置，起到导向作用；所述左盖板和右盖板均为矩形钢盖板，能够保证其结构强度，并且形状与墙体配合；所述粘弹性材料为高衰减橡胶系粘弹性材料，提高粘弹性材料的耗能效果。
附图说明
图1是本发明的结构正视图；
图2是本发明的结构左视图；
图3是图1中A-A剖面示意图；
图4是T型钢板、左盖板和右盖板的组合正视图；
图5是图4的左侧视图；
图6是双T型钢箱体和钢滚轴的组合正视图；
图7是图6中B-B剖面示意图；
图8是钢滚轴和螺栓组合的左视图；
图9是自复位粘弹性阻尼墙结构应用图。
具体实施方式
下面结合图1至图9对本发明的结构和工作过程作进一步的说明。
本发明的自复位粘弹性阻尼墙，它包括包括双T型钢箱体1、T型钢板2、左盖板31和右盖板32，左盖板31和右盖板32均为矩形钢盖板；所述双T型钢箱体1包括下翼缘板11和两个箱体腹板12，两个箱体腹板12平行排列且固定设置在下翼缘板11上，下翼缘板11和两个箱体腹板12形成倒置的双T型结构，两个箱体腹板12之间靠近下翼缘板11的位置处设置有钢滚轴41，钢滚轴41的轴向方向与箱体腹板12垂直，钢滚轴41的下边紧贴所述双T型钢箱体1的下翼缘板11，所述钢滚轴41的横截面为圆形。所述钢滚轴41设置有多个，多个钢滚轴41沿水平线排列设置。
钢滚轴41的两端分别通过高强螺栓42与两个箱体腹板12固定连接，高强螺栓42的一端与所述钢滚轴41轴向固定连接，高强螺栓42的另一端穿过所述箱体腹板12并套设有锁紧螺母43。
所述双T型钢箱体1的两个箱体腹板12之间设置有与其平行的钢板腹板22，钢板腹板22的下端与钢滚轴41接触，钢板腹板22的上端伸出所述双T型钢箱体1且固定连接有与下翼缘板11平行的上翼缘板21，钢板腹板22和上翼缘板21形成所述T型钢板2。
左盖板31和右盖板32分别设置在所述T型钢板2的钢板腹板22的左右两侧，钢板腹板22的左右两端均固定设置有凸起23，左盖板31和右盖板32上与凸起23对应位置处开设有通孔，凸起23穿过所述通孔，使左盖板31和右盖板32分别挂放在钢板腹板22的左右两侧。
钢板腹板22与两个箱体腹板12之间均设置有空隙，部分所述空隙内填充一定量的粘弹性材料6，粘弹性材料为高衰减橡胶系粘弹性材料，粘弹性材料6分别与钢板腹板22和箱体腹板12采用橡胶和钢板粘结工艺牢固可靠粘结，空隙内位于粘弹性材料6的上下两侧均设置有与箱体腹板12平行的形状记忆合金绞线5，形状记忆合金绞线5的两端分别穿过所述左盖板31和右盖板32，形状记忆合金绞线7的两端分别通过绞线锚具与所述左盖板31和右盖板32锚固连接。
以下结合图9自复位粘弹性阻尼墙结构应用图简述其工作原理：
结构上层梁71与本层间的建筑楼面梁72之间设置有隔墙条板74，自复位粘弹性阻尼墙与框架柱73和隔墙条板74之间留设间隙，间隙之间也填充粘弹性材料6。T型钢板2的上翼缘板21固定在框架的结构上层梁71下边缘，双T型钢箱体1的下翼缘板11固定在本层间的建筑楼面梁72的上边缘。
本发明的自复位粘弹性阻尼墙中，粘弹性材料主要发挥耗能作用，并且在形状记忆合金绞线5的作用下可以实现自复位，消除残余变形。当地震发生时，结构上层梁71与本层间的建筑楼面梁72之间会发生层间位移，层间位移会带动自复位粘弹性阻尼墙的上部T型钢板2与下部双T型钢箱体1之间发生相对的错动，在发生相对错动的过程中粘弹性材料6主要起到对地震作用的耗能作用，同时在相对错动的过程中T型钢板2和双T型钢箱体1也会推动挂放在上部T型钢板1的钢板腹板22两端的左盖板31和右盖板32产生相对错动，两端的左盖板31和右盖板32相对错动的同时会引起形状记忆合金绞线5的张拉，此时形状记忆合金绞线5对阻尼墙就产生一定的约束作用，当阻尼墙达到最大变形，外力减小，利用形状记忆合金材料良好的超弹性和形状记忆性，使形状记忆合金绞线自动复位到原来长度，并带动钢盖板将阻尼墙部件拉回到初始状态，消除残余变形，实现自复位。
本发明的自复位粘弹性阻尼墙保有了传统粘滞阻尼墙利用墙体所提供的空间，通过增加粘弹性材料面积来提供所需求的阻尼比以提高耗能能力，并且在所有的振动条件下都能进行耗能，即时在较小的振动条件下，也能够获得良好的耗能能力等良好优点的前提下，还具有构造简单，制造、安装和维修方便，尤其是还可以利用形状记忆合金绞线材料的超弹性和形状记忆性一定程度的控制结构的残余变形，使结构在荷载影响消除的时候可以具有一定的自复位功能，从而降低粘弹性阻尼墙的震后维修概率或重建概率，达到粘弹性阻尼墙可以多次利用的经济效果。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.自复位粘弹性阻尼墙，其特征在于：它包括包括双T型钢箱体、T型钢板、左盖板和右盖板；所述双T型钢箱体包括下翼缘板和两个箱体腹板，两个箱体腹板平行排列且固定设置在下翼缘板上，下翼缘板和两个箱体腹板形成倒置的双T型结构，两个箱体腹板之间靠近下翼缘板的位置处设置有钢滚轴，钢滚轴的轴向方向与箱体腹板垂直，钢滚轴的两端分别与两个箱体腹板固定连接；
所述双T型钢箱体的两个箱体腹板之间设置有与其平行的钢板腹板，钢板腹板的下端与钢滚轴接触，钢板腹板的上端伸出所述双T型钢箱体且固定连接有与下翼缘板平行的上翼缘板，钢板腹板和上翼缘板形成所述T型钢板；
所述左盖板和右盖板分别设置在所述T型钢板的钢板腹板的左右两侧，钢板腹板的左右两端均固定设置有凸起，左盖板和右盖板上与凸起对应位置处开设有通孔，凸起穿过所述通孔；
钢板腹板与两个箱体腹板之间均设置有空隙，部分所述空隙内填充设置有粘弹性材料，粘弹性材料分别与钢板腹板和箱体腹板粘结连接，空隙内位于粘弹性材料的上下两侧均设置有与箱体腹板平行的形状记忆合金绞线，形状记忆合金绞线的两端分别穿过所述左盖板和右盖板，形状记忆合金绞线的两端分别通过绞线锚具与所述左盖板和右盖板锚固连接。
2.根据权利要求1所述的自复位粘弹性阻尼墙，其特征在于：所述钢滚轴的两端分别通过螺栓与两个所述箱体腹板固定连接，螺栓的一端与所述钢滚轴轴向固定连接，螺栓的另一端穿过所述箱体腹板并套设有锁紧螺母。
3.根据权利要求2所述的自复位粘弹性阻尼墙，其特征在于：所述螺栓为高强螺栓。
4.根据权利要求1或3所述的自复位粘弹性阻尼墙，其特征在于：所述钢滚轴的下边紧贴所述双T型钢箱体的下翼缘板。
5.根据权利要求4所述的自复位粘弹性阻尼墙，其特征在于：所述钢滚轴的横截面为圆形。
6.根据权利要求5所述的自复位粘弹性阻尼墙，其特征在于：所述钢滚轴设置有多个，多个钢滚轴沿水平线排列设置。
7.根据权利要求1所述的自复位粘弹性阻尼墙，其特征在于：所述左盖板和右盖板均为矩形钢盖板。
8.根据权利要求1所述的自复位粘弹性阻尼墙，其特征在于：所述粘弹性材料为高衰减橡胶系粘弹性材料。
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