CN107558788B - 一种抗震耗能墙体及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗震耗能墙体及其施工方法，本发明包括由梁和柱组成的方形框架，所述的方形框架的两个相对的角部之间设置有减震耗能构件，所述的减震耗能构件的一端与其中一个角部固定连接，减震耗能构件的另一端通过连接部件与另一个角部连接。本发明还涉及一种抗震耗能墙体的施工方法，本发明在由梁和柱的方形框架的对角之间设置有减震耗能构件，在发生地震时，方形框架发生变形，方形框架将震动和变形传递到减震耗能构件上，使减震耗能构件吸收一部分地震能量，降低对方形框架的影响，保持墙体整体的稳定性。本发明的施工方法简单易于操作，施工速度快，工期短，能够方便工作人员对快速安全的对耗能件进行安装。

Description

一种抗震耗能墙体及其施工方法

技术领域

本发明涉及一种抗震耗能墙体及其施工方法。

背景技术

我国是陆地地震多发国家之一，特别是近几年来，大地震频繁发生，地震造成的建筑物震害也越来越严重，减少结构破坏带来的人员伤亡和经济损失是结构工程师的责任和义务。对于高层以及超高层建筑物，设计人员会设置一些附加构件来增强建筑物的抗震能力。普通支撑受压屈曲后，刚度和承载力急剧下降；受拉时，支撑的内力及刚度接近零；为防止钢芯支撑结构局部或整体失稳，在钢芯外部设置约束。日本学者进行了改进，在外部约束和钢芯工作段之间填充无粘结材料，并采用低屈服刚度，高延性材料作为核心钢支撑。防屈曲支撑由核心受力单元和外部约束单元以及两者之间设置的无粘结材料三部分组成。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种抗震性能好的抗震耗能墙体，还提供一种便于施工的抗震耗能墙体的施工方法。

为了解决上述问题，本发明包括由梁和柱组成的方形框架，所述的方形框架的两个相对的角部之间设置有减震耗能构件，所述的减震耗能构件的一端与其中一个角部固定连接，减震耗能构件的另一端通过连接部件与另一个角部连接，所述的连接部件包括两组滑动元件，所述的每组滑动元件均包括限位耳板、滑动杆、限位杆和挡块，所述的两个限位耳板分别固定在工字钢的腹板的两侧面上，限位耳板所在的平面垂直于工字钢的腹板所在的平面，限位耳板上设置有限位孔，滑动杆滑动设置在限位孔内，所述的挡块和限位杆的直径均大于限位孔的直径，滑动杆的杆长大于限位耳板的厚度2-4mm，挡块固定连接在滑动杆靠近工字钢的一端，限位杆的一端固定连接在滑动杆远离工字钢的一端，限位杆的另一端与端板固定连接。

为了便于设置减震耗能构件，让减震耗能构件能够具有较好的减震耗能效果，本发明所述的减震耗能构件包括两块平行设置的夹板和位于两块夹板之间的芯板，所述的两块夹板与芯板之间均设置有间隙，所述的芯板的长度方向的上下两侧面上均设置连接板，所述的芯板与连接板之间设置有耗能件，芯板与连接板均与耗能件固定连接，所述的芯板的长度方向的左右两立面上固定连接有限位板，所述的两块夹板上与芯板相对的立面上均设置有与限位板相对应的限位槽，所述的限位板沿芯板的长度方向滑动设置在限位槽中，所述的连接板上沿连接板的长度方向设置有一排连接孔，所述的连接孔为长条孔，所述的长条孔包括第一长条孔和第二长条孔，所述的第一长条孔的孔径大于第二长条孔的孔径，第一长条孔与第二长条孔间隔排列设置，所述的连接螺栓包括与第一长条孔对应的第一连接螺栓和与第二长条孔对应的第二连接螺栓，所述的夹板通过连接螺栓与连接板活动连接，所述的芯板长度方向的一端通过工字钢与方形框架的一个角部固定连接，芯板的另一端通过工字钢与连接部件连接，当第二连接螺栓位于第二长条孔中的任意一端时，所述的第一连接螺栓均未到达第一长条孔的任意一端。

为了便于将减震耗能构件的两端连接在方形框体上，本发明所述的方形框架的四个角部处均固定连接有端板，所述的工字钢和连接部件均通过端板与方形框架的角部连接。

为了让耗能件在承受剪力时易于断裂，本发明所述的耗能件包括两个固定连接的棱台体，所述的两个棱台体的上底面互相固定连接，两个棱台体的下底面分别与芯板和连接板固定连接。

本发明还涉及一种抗震耗能墙体的施工方法，采用上述所述的抗震耗能墙体，包括如下步骤：a、搭建方形框架：将梁和柱连接搭建起方形框架，并在方形框架的四个角部均焊接端板；b、安装减震耗能构件：b1、在芯板的两个立面上间隔焊接限位板；b2、在夹板上钻凿限位槽，并使限位槽与限位板相对应；b3、将耗能件安装在安装叉的相邻棱台体之间的间隙中，通过滑动套将所有耗能件调整整齐后，将耗能件的其中一个下底面放置在芯板上，并将连接板放置在耗能件的另一个下底面上，用电焊设备将耗能件焊接在芯板和连接板上，抽出安装叉；b4、在连接板上钻凿两种不同规格的长条孔，通过两种粗细不同的连接螺栓将两块夹板安装到芯板两侧，使限位板插入到限位槽中且处于限位槽的中部，通过螺栓连接夹板与连接板；c、在步骤b的减震耗能构件的两端均焊接工字钢；d、在其中一个工字钢的腹板两侧上分别焊接带有限位孔的限位耳板，将滑动杆穿过限位孔且滑动杆的两端分别与挡块和限位杆焊接；e、将未安装限位耳板的一端的工字钢直接焊接在方形框架的其中一个角部的端板上，将两个限位杆的另一端均焊接在对角的端板上。

本发明的有益效果是：本发明在由梁和柱的方形框架的对角之间设置有减震耗能构件，在发生地震时，方形框架发生变形，方形框架将震动和变形传递到减震耗能构件上，使减震耗能构件吸收一部分地震能量，降低对方形框架的影响，保持墙体整体的稳定性。本发明的施工方法简单易于操作，施工速度快，工期短，能够方便工作人员对快速安全的对耗能件进行安装。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的侧视示意图；

图3为减震耗能组件的结构示意图（未包含夹板）；

图4为图4中A-A剖视示意图；

图5为夹板内侧面的正视示意图（包含有限位板）；

图6为本发明的连接孔处的放大示意图；

图7为连接部件的结构示意图；

图8为安装叉的俯视示意图；

图9为安装叉的正视示意图。

其中：1、梁，2、柱，3、减震耗能构件，4、端板，5、工字钢，6、连接板，7、连接孔，8、耗能件，9、芯板，10、限位板，11、夹板，12、连接螺栓，13、橡胶垫，14、限位槽，15、第一长条孔，16、第二长条孔，17、限位杆，18、滑动杆，19、限位耳板，20、挡块，21、棱台体，22、滑动套，23、连接手柄。

具体实施方式

如图1所示的抗震耗能墙体，包括由梁1和柱2组成的方形框架，所述的方形框架的两个相对的角部之间设置有减震耗能构件3，所述的方形框架的四个角部处均固定连接有端板4，所述的减震耗能构件3的一端与其中一个角部的端板4固定连接，减震耗能构件3的另一端通过连接部件与另一个角部的端板4连接，如图2-6所示，所述的减震耗能构件3包括两块平行设置的夹板11和位于两块夹板11之间的芯板9，所述的两块夹板11与芯板9之间均设置有间隙，所述的芯板9的长度方向的上下两侧面上均设置连接板6，所述的芯板9与连接板6之间设置有耗能件8，芯板9与连接板6均与耗能件8固定连接，所述的芯板9长度方向的左右两立面上固定连接有限位板10，所述的两块夹板11上与芯板9相对的立面上均设置有与限位板10相对应的限位槽14，所述的限位板10沿芯板9的长度方向滑动设置在限位槽14中，即限位槽14平行于芯板9长度方向的边长大于限位板10平行于芯板9长度方向的边长，所述的连接板6上沿连接板6的长度方向设置有一排连接孔7，所述的连接孔7为长条孔，所述的长条孔包括第一长条孔15和第二长条孔16，所述的第一长条孔15的孔径大于第二长条孔16的孔径，第一长条孔15与第二长条孔16间隔排列设置，所述的连接螺栓12包括与第一长条孔15对应的第一连接螺栓和与第二长条孔16对应的第二连接螺栓，所述的芯板9长度方向的一端通过工字钢5与方形框架的一个角部固定连接，芯板9的另一端通过工字钢5与连接部件连接。

如图7所示，本实施例所述的连接部件包括两组滑动元件，所述的每组滑动元件均包括限位耳板19、滑动杆18、限位杆17和挡块20，所述的两个限位耳板19分别固定在工字钢5的腹板的两侧面上，限位耳板19所在的平面垂直于工字钢5的腹板所在的平面，限位耳板19上设置有限位孔，滑动杆18滑动设置在限位孔内，所述的挡块20和限位杆17的直径均大于限位孔的直径，滑动杆18的杆长大于限位耳板19的厚度2-4mm，挡块20固定连接在滑动杆18靠近工字钢5的一端，限位杆17的一端固定连接在滑动杆18远离工字钢5的一端，限位杆17的另一端与端板4固定连接。

工作原理：当发生低等级地震时，梁1和柱2的震动幅度较小，引起方形框架的微小变形，方形框架通过端板4推动滑动杆18与限位耳板19发生相对运动，滑动杆18在限位耳板19的限位孔中存在一定的运动余量，方形框体微小的形变并不会影响到减震耗能组件3。芯板9与夹板11之间的连接均为活动性连接，且芯板9的两端分别连接在方形框架的对角上，在发生较大的地震时，方形框架将震动传递到芯板9与夹板11上，芯板9与夹板11之间产生震动，震动会逐渐使得耗能件承受夹板11与芯板9之间震动产生的冲击力逐渐被破坏，即在芯板9与夹板11震动过程中耗能件会吸收一部分震动能量，连接螺栓12存在粗细之分，第一长条孔15的长度大于第二长条孔16长度，在耗能件8被破坏后，连接在第二长条孔16内的较细的第二连接螺栓起到减震作用，而第一长条孔15的长度大于第二长条孔16的长度，芯板9与夹板11之间震动幅度受到第二长条孔16长度的限制，不会达到第一长条孔15的长度，使得较粗的第一连接螺栓不会受到震动影响，第二连接螺栓也充当了一个耗能件的效果，只有全部第二连接螺栓因震动被破坏时，第一连接螺栓才会起到支撑作用，第一连接螺栓被破坏时，还有限位板10与限位槽14的连接结构的支撑作用。多级减震耗能能够增强构件的结构稳定性，使得抗震效果更好，减震耗能效果更佳。

本实施例还涉及一种抗震耗能墙体的施工方法，采用上述所述的抗震耗能墙体，包括如下步骤：a、搭建方形框架：将梁1和柱2连接搭建起方形框架，并在方形框架的四个角部均焊接端板4；b、安装减震耗能构件3：b1、在芯板9的两个立面上间隔焊接限位板10；b2、在夹板11上钻凿限位槽14，并使限位槽14与限位板10相对应；b3、将耗能件8安装在安装叉相邻棱台体21之间的间隙中，通过滑动套22将所有耗能件8调整整齐后，将耗能件8的其中一个下底面放置在芯板9上，并将连接板6放置在耗能件8的另一个下底面上，用电焊设备将耗能件8焊接在芯板9和连接板6上，抽出安装叉；b4、在连接板6钻凿两种规格的长条孔，通过两种规格的连接螺栓将两块夹板11安装到芯板9两侧，使限位板10插入到限位槽14中且处于限位槽14的中部，通过螺栓连接夹板11与连接板6；c、在芯板9长度方向的一端焊接一个工字钢5，在夹板远离芯板的一侧焊接另一个工字钢5；d、在其中一个工字钢5的腹板两侧上分别焊接带有限位孔的限位耳板19，将滑动杆18穿过限位孔且滑动杆18的两端分别与挡块20和限位杆17焊接；e、将未安装限位耳板19的一端的工字钢5直接焊接在方形框架的其中一个角部的端板4上，将两个限位杆17的另一端均焊接在对角的端板4上。

如图8所示，为了便于安装耗能件8，本实施所述的安装叉包括多个安装单元，所述的每个安装单元均包括棱台体21、连接手柄23和滑动设置在棱台体21上的滑动套22，所述的连接手柄23的两侧设置有连接结构，所述的两个安装单元通过连接结构连接，当两个安装单元连接在一起时，相邻棱台体21之间的间隙与所述的耗能件8相匹配，所述的两个安装单元的滑动套22也连接在一起，如图9所示，所述的连接结构可以设置成在两个安装单元的连接手柄23上的设置菱形孔，通过插接菱形柱连接两个安装单元，所述的滑动套22的一侧设置有单层板，滑动套22的另一侧设置为中间留有间隙的双层板，当两个安装单元连接时，其中一个滑动套22的单层板插入到另一个滑动套22的双层板中，实现安装叉所有滑动套22的同时移动。该安装叉能够通过根据安装耗能件8的数量自行对安装叉上的安装单元的数量进行调整，适用范围更广。

Claims (4)

1.一种抗震耗能墙体，包括由梁和柱组成的方形框架，其特征在于：所述的方形框架的两个相对的角部之间设置有减震耗能构件，所述的减震耗能构件的一端与其中一个角部固定连接，减震耗能构件的另一端通过连接部件与另一个角部连接，所述的连接部件包括两组滑动元件，所述的每组滑动元件均包括限位耳板、滑动杆、限位杆和挡块，所述的两个限位耳板分别固定在工字钢的腹板的两侧面上，限位耳板所在的平面垂直于工字钢的腹板所在的平面，限位耳板上设置有限位孔，滑动杆滑动设置在限位孔内，所述的挡块和限位杆的直径均大于限位孔的直径，滑动杆的杆长大于限位耳板的厚度2-4mm，挡块固定连接在滑动杆靠近工字钢的一端，限位杆的一端固定连接在滑动杆远离工字钢的一端，限位杆的另一端与端板固定连接。

2.根据权利要求1所述的抗震耗能墙体，其特征在于：所述的减震耗能构件包括两块平行设置的夹板和位于两块夹板之间的芯板，所述的两块夹板与芯板之间均设置有间隙，所述的芯板的长度方向的上下两侧面上均设置连接板，所述的芯板与连接板之间设置有耗能件，芯板与连接板均与耗能件固定连接，所述的芯板的长度方向的左右两立面上固定连接有限位板，所述的两块夹板上与芯板相对的立面上均设置有与限位板相对应的限位槽，所述的限位板沿芯板的长度方向滑动设置在限位槽中，所述的连接板上沿连接板的长度方向设置有一排连接孔，所述的连接孔为长条孔，所述的长条孔包括第一长条孔和第二长条孔，所述的第一长条孔的孔径大于第二长条孔的孔径，第一长条孔与第二长条孔间隔排列设置，所述的连接螺栓包括与第一长条孔对应的第一连接螺栓和与第二长条孔对应的第二连接螺栓，所述的夹板通过连接螺栓与连接板活动连接，所述的芯板长度方向的一端通过工字钢与方形框架的一个角部固定连接，芯板的另一端通过工字钢与连接部件连接，当第二连接螺栓位于第二长条孔中的任意一端时，所述的第一连接螺栓均未到达第一长条孔的任意一端。

3.根据权利要求2所述的抗震耗能墙体，其特征在于：所述的方形框架的四个角部处均固定连接有端板，所述的工字钢和连接部件均通过端板与方形框架的角部连接。

4.根据权利要求3所述的抗震耗能墙体，其特征在于：所述的耗能件包括两个固定连接的棱台体，所述的两个棱台体的上底面互相固定连接，两个棱台体的下底面分别与芯板和连接板固定连接。