CN107012969A - 一种可抵抗泥石流冲击的新型砌体结构装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可抵抗泥石流冲击的新型砌体结构装置，包括钢格栅网、阻尼夹心层、非线性阻尼合金片和橡胶垫块。该装置外包于砌体结构的墙体，钢格栅网通过拉索等方式与基础、楼层板连接。钢格栅网与墙体之间为阻尼夹心层，阻尼夹心层上有若干方形孔，每个方形孔内安装一个非线性阻尼合金片和橡胶垫块。在泥石流的冲击作用下，钢格栅网将泥石流拦截，避免了对砌体结构横向的猛烈冲击。由于钢格栅承受巨大的冲击力而产生变形，钢格栅挤压非线性阻尼合金片和阻尼夹心层。非线性阻尼合金片发生屈曲而吸收冲击能量，同时合金片屈曲具有刚度骤减的特性，对砌体结构起到缓冲作用。该装置对砌体结构起到了良好的保护作用，使得砌体结构的抗横向冲击性能显著提高。

Description

一种可抵抗泥石流冲击的新型砌体结构装置
技术领域
本发明涉及一种可抵抗泥石流冲击的新型砌体结构装置，在砌体结构外侧立面布置钢格栅网、阻尼夹心层和非线性阻尼合金片，在泥石流冲击作用下，钢格栅网直接承受泥石流冲击，通过阻尼夹心层变形和非线性阻尼合金片屈曲吸收冲击能量，对砌体结构起到良好的保护作用，属于土木工程结构防灾领域。
背景技术
在防灾领域，泥石流是一种不容忽视的自然灾害。泥石流多发于植被覆盖率较低的山区。我国幅员辽阔，山地面积广大，加之地形复杂、构造运动强烈，泥石流极易发生。近年来，泥石流在我国山区频繁发生，严重威胁了山区居民的生命、财产安全。泥石流的暴发会直接影响山区居民的生存环境，极大的制约山区的发展。泥石流具有发生突然、历时短暂、来势凶猛、大冲大淤、破坏力极强等特点。而山区的建筑结构体系以砌体结构为主，砌体结构抵抗泥石流横向冲击的能力较弱。因此，从我国山区城镇的实际情况出发，要实现大规模的抗泥石流房屋改造，应当寻求一种安全、适用、经济的新装置，提高砌体结构的抗泥石流冲击能力。
发明内容
为了解决砌体结构抗泥石流冲击能力较差的问题，本发明的目的在于提出一种可抵抗泥石流冲击的新型装置。该装置安装在砌体墙体的侧立面，利用钢格栅网直接承受泥石流冲击，利用阻尼夹心层变形及非线性阻尼合金片屈曲吸收泥石流的冲击能量，对砌体结构起到良好的保护作用，显著地提高了砌体结构的抗横向冲击能力。
为了实现上述目的，本发明采取如下技术方案。
本发明的目的在于提出一种可抵抗泥石流冲击的新型砌体结构装置，包括钢格栅网1、阻尼夹心层2、非线性阻尼合金片3和橡胶垫块4；其中：钢格栅网1位于砌体外墙的侧立面，其上下两端分别与楼层板和基础连接，钢格栅网1和砌体外墙之间设置有阻尼夹心层2，所述阻尼夹心层2上设置有若干个方形孔，所述每个方形孔内安装有一个非线性阻尼合金片3，非线性阻尼合金片3一端与砌体外墙的侧立面之间安装有橡胶垫块4。
本发明中，钢格栅网1通过拉索等方式分别与楼层板和基础连接，固定于砌体外墙的侧立面，能直接抵抗泥石流的冲击，避免了对砌体外墙横向的猛烈冲击；由于钢格栅网1承受巨大的冲击力而产生变形，钢格栅网1挤压非线性阻尼合金片3和阻尼夹心层2，非线性阻尼合金片3发生屈曲而吸收大量能量，同时由于非线性阻尼合金片3屈曲而刚度骤减，对砌体外墙起到缓冲作用；阻尼夹心层2在钢格栅网1的挤压作用下，发生变形而吸收能量；通过钢格栅网1的抗冲击，非线性阻尼合金片3及阻尼夹心层2的能量吸收，该装置对砌体外墙起到了良好的保护作用，使得砌体外墙的抗冲击性能显著提高。
本发明中，阻尼夹心层2用于消耗冲击能量，采用橡胶塑料阻尼板、橡胶泡沫塑料阻尼板或泡沫铝阻尼板中任一种；非线性阻尼合金片3通过屈曲消耗冲击能量，同时非线性阻尼合金片3屈曲会使刚度骤减，对砌体结构起到缓冲保护作用，非线性阻尼合金片采用阻尼铝合金或阻尼镁合金。
本发明中，所述非线性阻尼合金片3的长度、宽度与阻尼夹心层2上的方形孔尺寸相匹配，非线性阻尼合金片3的厚度为其宽度的1/10。一个非线性阻尼合金片3、一个橡胶垫块4和一个方形孔形成一个屈曲耗能单元。屈曲耗能单元在阻尼夹心层2上等间距布置，且屈曲耗能单元之间的间距是方形孔孔径的三倍以上。
本发明中，阻尼夹心层2上等间距交叉开有方形孔。所述相邻方形孔洞的间距为孔洞尺寸的三倍。
本发明中，非线性阻尼合金片3的屈曲承载力小于橡胶垫片4所对应墙体面积上的抗剪切承载力。
本发明提出了可抵抗泥石流冲击的新型装置。该装置安装在砌体墙体的外立面，以钢格栅网直接承受泥石流冲击，对砌体结构起到良好的保护作用；同时阻尼夹心层受到钢格栅网挤压而变形，吸收泥石流的冲击能量；非线性阻尼合金片受到钢格栅网挤压而屈曲，合金片屈曲具有刚度骤减的特性，对砌体结构起到缓冲作用，且合金片屈曲能吸收泥石流的冲击能量，对砌体结构起到保护作用，具有工程实际意义。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
1） 钢格栅网能直接抵抗泥石流的冲击作用，对砌体结构起到了良好的保护作用。
2） 在泥石流作用下，钢格栅网挤压阻尼夹心层，阻尼夹心层产生变形而吸收泥石流的冲击能量。
3） 在泥石流冲击作用下，钢格栅网挤压非线性阻尼合金片，非线性阻尼合金片屈曲而吸收泥石流的冲击能量，同时非线性阻尼合金片屈曲具有刚度骤减的特性，对砌体结构起到良好的缓冲作用。
附图说明
图1为本发明可抵抗泥石流冲击的新型砌体结构装置正立面图；
图2为本发明可抵抗泥石流冲击的新型砌体结构装置侧立面图；
图3为本发明可抵抗泥石流冲击的新型砌体结构装置俯视图。
图中标号：1为钢格栅网，2为阻尼夹心层，3为非线性阻尼合金片，4为橡胶垫块。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式。
实施例1：如图1所示，为本发明的一种可抵抗泥石流冲击的新型砌体结构装置实施例，其主要包括钢格栅网1、阻尼夹心层2、非线性阻尼合金片3和橡胶垫块4。
该装置安装在砌体外墙的侧立面，最外层为钢格栅网1，通过拉索等方式与楼层板、基础固定。钢格栅网1与砌体外墙的侧立面之间为阻尼夹心层2，阻尼夹心层2上等间距交叉开孔洞，孔洞截面为正方形，用于安装非线性阻尼合金片3，所述非线性阻尼合金片３与砌体外墙侧立面之间设置橡胶垫块4。方形孔洞的间距为孔洞尺寸的三倍。所述非线性阻尼合金片3的长度、宽度与阻尼夹心层2上的方形孔尺寸相匹配，非线性阻尼合金片3的厚度为其宽度的1/10。一个非线性阻尼合金片3、一个橡胶垫块4和一个方形孔形成一个屈曲耗能单元。屈曲耗能单元在阻尼夹心层2上等间距布置，且屈曲耗能单元之间的间距是方形孔孔径的三倍以上。

Claims (5)

1.一种可抵抗泥石流冲击的新型砌体结构装置，其特征在于包括钢格栅网（1）、阻尼夹心层（2）、非线性阻尼合金片（3）和橡胶垫块（4）；其中：钢格栅网（1）位于砌体外墙的侧立面，其上下两端分别与楼层板和基础连接，钢格栅网（1）和砌体外墙之间设置有阻尼夹心层（2），所述阻尼夹心层（2）上设置有若干个方形孔，所述每个方形孔内安装有一个非线性阻尼合金片（3），非线性阻尼合金片（3）一端与砌体外墙的侧立面之间安装有橡胶垫块（4）。
2.根据权利要求1所述的可抵抗泥石流冲击的新型砌体结构装置，其特征在于：钢格栅网（1）通过拉索方式分别与楼层板和基础连接，固定于砌体外墙的侧立面，能直接抵抗泥石流的冲击，避免了对砌体外墙横向的猛烈冲击；由于钢格栅网（1）承受巨大的冲击力而产生变形，钢格栅网（1）挤压非线性阻尼合金片（3）和阻尼夹心层（2），非线性阻尼合金片（3）发生屈曲而吸收大量能量，同时由于非线性阻尼合金片（3）屈曲而刚度骤减，对砌体外墙起到缓冲作用；阻尼夹心层（2）在钢格栅网（1）的挤压作用下，发生变形而吸收能量；通过钢格栅网（1）的抗冲击，非线性阻尼合金片（3）及阻尼夹心层（2）的能量吸收，该装置对砌体外墙起到了良好的保护作用，使得砌体外墙的抗冲击性能显著提高。
3.根据权利要求1所述的可抵抗泥石流冲击的新型砌体结构装置，其特征在于：阻尼夹心层（2）用于消耗冲击能量，采用橡胶塑料阻尼板、橡胶泡沫塑料阻尼板或泡沫铝阻尼板中任一种；非线性阻尼合金片（3）通过屈曲消耗冲击能量，同时非线性阻尼合金片（3）屈曲会使刚度骤减，对砌体结构起到缓冲保护作用，非线性阻尼合金片采用阻尼铝合金或阻尼镁合金。
4.根据权利要求1所述的可抵抗泥石流冲击的新型砌体结构装置，其特征在于：所述非线性阻尼合金片（3）的长度、宽度与阻尼夹心层（2）上的方形孔尺寸相匹配，非线性阻尼合金片（3）的厚度为其宽度的1/10。
5.根据权利要求1所述的可抵抗泥石流冲击的新型砌体结构装置，其特征在于：阻尼夹心层（2）上等间距交叉开有方形孔。
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