CN107740508B - 一种抗震墙体及其施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗震墙体及其施工方法，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

一种抗震墙体及其施工方法
技术领域
本发明涉及一种抗震墙体及其施工方法。
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墙体，还提供一种便于施工的抗震墙体的施工方法。
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。
为了便于设置减震耗能构件，让减震耗能构件具有较佳的减震耗能效果，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，所述的夹板通过连接螺栓与连接板固定连接，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，所述的两个夹板远离芯板的一端通过工字钢与连接部件连接，所述的靠近夹板处的工字钢不阻碍芯板向靠近连接部件的方向滑动。
为了便于设置减震耗能构件，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，所述的夹板通过连接螺栓与连接板固定连接，所述的芯板的延展性大于连接板和夹板的延展性，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。
为了便于设置连接部件，本发明所述的连接部件包括两组滑动元件，两组滑动元件连接在工字钢腹板的两个侧面上，所述的滑动元件包括梯形滑槽和与梯形滑槽相对应的梯形滑块，所述的梯形滑块的上底面与下底面之间的间距小于梯形滑槽的上底面与下底面之间的间距，所述的梯形滑块的滑动方向沿梯形滑槽上、下底面之间连线的方向，所述的梯形滑槽的上底面位于下底面远离芯板的一侧。
为了便于将减震耗能构件的两端连接在方形框架上，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。
为了便于耗能件在承受剪力时容易断裂，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。
本发明一种抗震墙体的施工方法，采用上述所述的抗震墙体，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柱体之间的间隙中，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、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梯形滑槽，并将与梯形滑槽相对应梯形滑块放置在梯形滑槽中；e、将未安装梯形滑槽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，将两个梯形滑槽内的梯形滑块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为实施例一的侧视示意图；
图3为实施例二的侧视示意图；
图4为减震耗能组件的结构示意图（未包含夹板）；
图5为图4中A-A剖视示意图；
图6为夹板内侧面的正视示意图（包含有限位板）；
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、梯形滑块，16、梯形滑槽，17、棱柱体，18、滑动套，19、连接手柄。
具体实施方式
实施例一
如图1所示的抗震墙体，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和图4-6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，所述的夹板11通过连接螺栓12与连接板6固定连接，即连接板6上的连接孔7与连接螺栓12的公称直径相匹配，为了避免芯板9发生偏斜，可以在夹板11与连接板6之间的间隙中填塞橡胶垫13，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，所述的两个夹板11远离芯板9的一端通过工字钢5与连接部件连接，所述的靠近夹板11的工字钢5不阻碍芯板9向靠近连接部件的方向滑动。
如图8所示，本实施例所述的连接部件包括两组滑动元件，两组滑动元件连接在工字钢5腹板的两个侧面上，所述的滑动元件包括梯形滑槽16和与梯形滑槽16相对应的梯形滑块15，所述的梯形滑块15的上底面与下底面之间的间距小于梯形滑槽16的上底面与下底面之间的间距，即当梯形滑块15的两个侧面分别贴在梯形滑槽16的两个侧面上时，梯形滑块15的下底面与梯形滑槽16的下底面存在一定的间隙，所述的梯形滑块15的滑动方向沿梯形滑槽16上、下底面之间垂线的方向，所述的上下底面均指梯形的所有梯形横截面的上下底所组成的平面，所述的梯形滑槽16的上底面位于下底面远离芯板9的一侧，所述的梯形滑块的上底面与所述的端板固定连接。
工作原理：当发生小的地震时，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推动梯形滑块15与梯形滑槽16发生相对运动，梯形滑块15在梯形滑槽16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构件3。而当发生较大的地震时，梯形滑块15与梯形滑槽16之间的相对运动距离较大，梯形滑块15到达梯形滑槽16的下底面时通过工字钢5将运动传递到夹板11上，方形框架对角之间的相对位移会使芯板9与夹板11之间产生相对移动，芯板9与夹板11之间的相对移动会使耗能件破坏，用来消耗地震能量，而芯板9与夹板11之间的限位板10与限位槽14仍存在连接，起到支撑作用，避免墙体垮塌。
本实施例还涉及一种抗震墙体的施工方法，采用上述所述的抗震墙体，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柱体17之间的间隙中，通过滑动套18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、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梯形滑槽16，并将与梯形滑槽16相对应梯形滑块15放置在梯形滑槽16中；e、将未安装梯形滑槽16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，将安装梯形滑槽16的两个梯形滑块15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柱体17、连接手柄19和滑动设置在棱柱体17上的滑动套18，所述的连接手柄19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，相邻棱柱体17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18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19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18的一侧设置有单层板，滑动套18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18的单层板插入到另一个滑动套18的双层板中，实现安装叉所有滑动套18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。
实施例二
如图3所示，实施例二与实施例一相比，实施例二的主要区别在于所述的夹板通过连接螺栓12与连接板6固定连接，所述的芯板9的延展性大于连接板6和夹板11的延展性，所述的芯板9在制造时可以选择铝、铜等延展性较好的金属，而连接板6和夹板11选择延展性相对较差的钢铁，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。
工作原理：芯板9的两端分别连接方形框架的两端，当发生较大的地震时，梯形滑块15将运动传递到芯板9上，芯板9的延展性好，易于发生拉伸或压缩，使得芯板9与夹板11在微观上存在相对移动，而它们之间的相对移动会使耗能件8先被破坏，起到减震耗能的效果。
本实施例的抗震墙体的施工方法中，与实施例一的主要区别在于，在步骤c中，将两个工字钢5分别焊接在芯板9长度方向的两端，芯板9采用铝板制造，夹板11和连接板6采用钢板制造。

Claims (5)

1.一种抗震墙体，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，所述的夹板通过连接螺栓与连接板固定连接，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，所述的两个夹板远离芯板的一端通过工字钢与连接部件连接，所述的靠近夹板处的工字钢不阻碍芯板向靠近连接部件的方向滑动。
2.根据权利要求1所述的抗震墙体，其特征在于：所述的连接部件包括两组滑动元件，两组滑动元件连接在工字钢腹板的两个侧面上，所述的滑动元件包括梯形滑槽和与梯形滑槽相对应的梯形滑块，所述的梯形滑块的上底面与下底面之间的间距小于梯形滑槽的上底面与下底面之间的间距，所述的梯形滑块的滑动方向沿梯形滑槽上、下底面之间连线的方向，所述的梯形滑槽的上底面位于下底面远离芯板的一侧。
3.根据权利要求2所述的抗震墙体，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。
5.一种抗震墙体的施工方法，采用如权利要求4所述的抗震墙体，其特征在于，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柱体之间的间隙中，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、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梯形滑槽，并将与梯形滑槽相对应梯形滑块放置在梯形滑槽中；e、将未安装梯形滑槽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，将两个梯形滑槽内的梯形滑块均焊接在对角的端板上。
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