CN107299697A - 新型耗能型剪力墙墙脚 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种新型耗能型剪力墙墙脚，属于减震装置。它主要由平板式黏弹性阻尼器、弹簧装置以及锚固装置构成，在剪力墙平面内，由新型耗能型剪力墙墙脚中的平板式黏弹性阻尼器进行耗能，平板式黏弹性阻尼器通过两块钢板之间的黏弹性材料发生剪切变形耗散输入结构中的地震能量。当剪力墙墙脚发生平面外转动时，由安装在平板式黏弹性阻尼器上的弹簧装置承受由于剪力墙平面外转动而产生的轴向力以及变形，并在一定程度上起到限制剪力墙墙脚发生平面外转动的作用。本发明通过安装在平板式黏弹性阻尼器上的弹簧装置保证平板式黏弹性阻尼器在平面外的稳定性，防止平板式黏弹性阻尼器的钢板与黏弹性材料之间发生粘结撕裂破坏。

Description

新型耗能型剪力墙墙脚
技术领域
本发明属于建筑结构隔震减震装置领域，具体涉及一种新型耗能型剪力墙墙脚。
背景技术
剪力墙是高层结构中重要的抗侧力构件，能提供较大的抗侧刚度。在地震作用下，剪力墙结构通过在剪力墙底部形成塑形铰区耗散能量，因此两侧墙脚的混凝土被压碎，钢筋被压屈。现有的试验研究以及震后震害报告也已证明，剪力墙在地震时的破坏集中于底部塑性铰区，而底部塑性铰区在震后往往很难修复，这会增加建筑结构恢复其使用功能的时间，并且剪力墙底部塑性铰区的修复费用也会增加建筑结构在地震后的间接经济损失。为了实现剪力墙结构在震后的快速可恢复功能性，需研发一种新型耗能型剪力墙墙脚装置来替换传统的钢筋混凝土墙脚，通过新型墙脚耗散地震输入的能量，以保护剪力墙主体结构不发生破坏。
黏弹性阻尼器是一种广泛应用于建筑结构的耗能减震装置，它通过黏弹性材料的剪切变形耗散能量。常用的黏弹性阻尼器为平板式黏弹性阻尼器，由钢板和黏弹性材料层叠合而成，当钢板发生相对运动时，将带动黏弹性材料层发生往复剪切变形，实现对结构构件减震耗能的目标。因此，新型耗能型剪力墙墙脚可采用平板式黏弹性阻尼器作为主要的耗能装置。然而，现有的平板式黏弹性阻尼器如果受到平面外的大变形时，黏弹性材料与钢板之间会发生粘结撕裂破坏，继而不能继续发挥黏弹性材料的功能。因此，需改善平板式黏弹性阻尼器在平面外的受力性能以及与其他结构构件的变形协调能力，继而避免黏弹性材料与钢板之间发生粘结撕裂破坏。
综上所述，为了实现剪力墙在震后的快速可恢复功能性，需研制开发一种能够在剪力墙平面内有效耗散地震能量，并且能适应剪力墙平面外转动的新型耗能型剪力墙墙脚。
发明内容
为了实现剪力墙在震后的快速可恢复功能性，本发明研发了一种能够在剪力墙平面内有效耗散地震能量，并且能适应剪力墙平面外转动的新型耗能型剪力墙墙脚。
本发明提出的一种新型耗能型剪力墙墙脚，由平板式黏弹性阻尼器、弹簧装置和锚固装置组成，其中：
平板式黏弹性阻尼器由第一外钢板和黏弹性材料层组成，第一外钢板位于黏弹性材料层两侧；弹性材料层通过硫化方式与两外侧第一外钢板相连；
锚固装置由上部锚固板、下部L形锚固板、垫块以及螺栓连接装置组成，螺栓连接装置包括螺杆与螺母；所述平板式黏弹性阻尼器的一侧第一外钢板与上部剪力墙通过上部锚固板、垫块和螺栓连接装置连接，平板式黏弹性阻尼器的另一侧外钢板下部与基础通过下部L形锚固板和螺栓连接装置进行连接；
弹簧装置由钢弹簧和第二外钢板组成，第二外钢板位于钢弹簧两侧；所述弹簧装置有两组，安装在平板式黏弹性阻尼器上部的一组弹簧装置的第二外钢板与平板式黏弹性阻尼器另一侧外钢板通过螺栓连接装置进行连接，该组弹簧装置一侧钢板与上部剪力墙通过上部锚固板和螺栓连接装置进行连接；安装在平板式黏弹性阻尼器下部的另一组弹簧装置的一侧外钢板与平板式黏弹性阻尼器一侧的第一外钢板通过螺栓连接装置连接，另一侧第二外钢板与基础通过L形锚固板和螺栓连接装置进行连接。
当剪力墙墙脚在平面内与基础发生相对运动时，通过平板式黏弹性阻尼器发生剪切变形耗散地震能量，弹簧装置在剪力墙墙脚发生平面外转动时提供拉/压力，避免平板式黏弹性阻尼器的钢板与黏弹性材料层之间发生粘结撕裂破坏。
本发明的有益效果在于：
（1）可增强剪力墙在平面内的耗能能力，在剪力墙平面内，地震能量将主要由平板式黏弹性阻尼器耗散，这样就可以减轻剪力墙主体结构的破坏。
（2）安装在平板式黏弹性阻尼器上的弹簧装置可起到保护黏弹性阻尼器不发生粘结撕裂破坏的作用，也可限制剪力墙的平面外转动。
（3）本发明中的装置均采用螺栓连接，方便墙脚的拆换，有利于实现剪力墙在震后的快速可恢复功能性。
附图说明
图1是本发明实施例1的主视图；
图2是本发明实施例1的俯视图；
图3是本发明实施例1的弹簧装置主视图；
图4是本发明实施例1的弹簧装置俯视图。
图中标号：1-第一外钢板；2-平板式黏弹性阻尼器的黏弹性材料层；3-弹簧装置中的钢弹簧；4-第二外钢板；5-上部锚固板；6-下部L形锚固板；7-螺栓连接装置，包括螺杆与螺母；8-上部剪力墙；9-基础；10-垫块。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细的说明。
实施例1：如图1和图2所示，本发明是一种新型耗能型剪力墙墙脚，由平板式黏弹性阻尼器、弹簧装置以及锚固装置构成，所述的平板式黏弹性阻尼器包括两块外侧第一外钢板1以及中间的黏弹性材料层2，黏弹性材料层2硫化连接于两块外侧第一外钢板1，第一外钢板1预先设置若干螺栓孔，所述的弹簧装置包括位于中间的钢弹簧3以及位于两块外侧第一外钢板4，钢弹簧3焊接于两块外侧第二外钢板4，外侧第二外钢板4预先设置若干螺栓孔，所述的锚固装置包括上部锚固板5、下部L形锚固板6、垫块10以及螺栓连接装置7，上部锚固板5、下部L形锚固板6以及垫块10预留有螺栓孔。
平板式黏弹性阻尼器的一侧第一外钢板1与上部剪力墙8通过上部锚固板5、垫块10和螺栓连接装置7进行连接，另一侧第一外钢板1与基础9通过下部L形锚固板6和螺栓连接装置7进行连接，安装在平板式黏弹性阻尼器外侧第一外钢板1上部的弹簧装置的一侧第二外钢板4与平板式黏弹性阻尼器第一外钢板1通过螺栓连接装置7连接，另一侧第二外钢板4与上部剪力墙8通过上部锚固板5和螺栓连接装置7进行连接，安装在平板式黏弹性阻尼器第一外钢板1下部的弹簧装置的一侧的第二外钢板4与平板式黏弹性阻尼器第一外钢板1通过螺栓连接装置7连接，另一侧第二外钢板4与基础9通过下部L形锚固板6和螺栓连接装置7进行连接。
本发明概念清晰，能够在强震时有效防止剪力墙主体结构发生破坏，使得地震能量集中耗散于平板式黏弹性阻尼器中，并且通过弹簧装置防止平板式黏弹性阻尼器发生粘结撕裂破坏，并可限制剪力墙发生平面外转动，可广泛应用于高烈度地震区的高层建筑剪力墙结构中。

Claims (1)

1.一种新型耗能型剪力墙墙脚，其特征是：由平板式黏弹性阻尼器、弹簧装置和锚固装置组成，其中：
平板式黏弹性阻尼器由第一外钢板和黏弹性材料层组成，第一外钢板位于黏弹性材料层两侧；弹性材料层通过硫化方式与两外侧第一外钢板相连；
锚固装置由上部锚固板、下部L形锚固板、垫块以及螺栓连接装置组成，螺栓连接装置包括螺杆与螺母；所述平板式黏弹性阻尼器的一侧第一外钢板与上部剪力墙通过上部锚固板、垫块和螺栓连接装置连接，平板式黏弹性阻尼器的另一侧外钢板下部与基础通过下部L形锚固板和螺栓连接装置进行连接；
弹簧装置由钢弹簧和第二外钢板组成，第二外钢板位于钢弹簧两侧；所述弹簧装置有两组，安装在平板式黏弹性阻尼器上部的一组弹簧装置的第二外钢板与平板式黏弹性阻尼器另一侧外钢板通过螺栓连接装置进行连接，该组弹簧装置一侧钢板与上部剪力墙通过上部锚固板和螺栓连接装置进行连接；安装在平板式黏弹性阻尼器下部的另一组弹簧装置的一侧外钢板与平板式黏弹性阻尼器一侧的第一外钢板通过螺栓连接装置连接，另一侧第二外钢板与基础通过L形锚固板和螺栓连接装置进行连接；当剪力墙墙脚在平面内与基础发生相对运动时，通过平板式黏弹性阻尼器发生剪切变形耗散地震能量，弹簧装置在剪力墙墙脚发生平面外转动时提供拉/压力，避免平板式黏弹性阻尼器的钢板与黏弹性材料层之间发生粘结撕裂破坏。
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