CN109057075A - 单层钢板贴合型摩擦-粘滞阻尼墙 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种单层钢板贴合型摩擦‑粘滞阻尼墙，包括单层内钢板、竖向钢板、底部端板、摩擦阻尼材料、外钢箱、粘滞阻尼材料。单层内钢板插置于外钢箱的空腔中，单层内钢板上焊有半圆柱高强钢条。竖向钢板部分区域开凹槽，凹槽与半圆柱钢条对应，两者表面留有一定间隙。摩擦阻尼材料放置于竖向钢板与内钢板之间，三者通过螺栓相连。竖向钢板与底部端板焊接，底部端板与外钢箱相连。外钢箱与单层内钢板之间填充粘滞阻尼材料。本发明利用粘滞阻尼墙与摩擦装置的组合，在地震作用下同时发挥作用。在小震时粘滞阻尼墙与摩擦装置的摩擦部分共同发挥作用，中震大震时粘滞阻尼墙与摩擦装置的摩擦部分以及碰撞部分一起工作，减小结构的地震响应。

Description

单层钢板贴合型摩擦-粘滞阻尼墙

技术领域

本发明涉及建筑工程技术的新型耗能减震领域，特别是涉及一种单层钢板贴合型摩擦-粘滞阻尼墙。

背景技术

粘滞阻尼墙是一种速度相关型阻尼装置可以很好的控制结构在地震作用下的加速度响应，但是单一类型的阻尼器无法同时高效的控制结构的位移和加速度响应。另外粘滞阻尼墙在大震下提供给结构的阻尼力不足。为解决上述问题，将粘滞阻尼器与其他类型的阻尼器组合使用是一个好的解决办法。小震下不需要很大的阻尼力，因此不需要所有的阻尼装置都发生作用。中震大震下却需要阻尼墙提供较大的阻尼力。如何在大震下提供做够的阻尼力以及如何利用构造去控制阻尼墙的各个阻尼装置的工作状态是一个技术难点。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术的不足，提供一种单层钢板贴合型摩擦-粘滞阻尼墙，其加工简单，成本较低，可以使多种阻尼机制同时工作，在各种地震作用下都提供足够的阻尼力，并有效的同时控制结构的加速度以及位移响应。且通过设计构造来控制阻尼墙的各个阻尼装置的工作状态。

为了实现上述目标，本发明提供了如下技术方案：

一种单层钢板贴合型摩擦-粘滞阻尼墙，包括内钢板、竖向钢板、底部端板、摩擦阻尼材料、外钢箱、粘滞阻尼材料，所述外钢箱上部开口，所述内钢板上部连接有一块顶板，所述内钢板插置于外钢箱的空腔中，所述内钢板底部与所述外钢箱内底面留有一小段间隙，避免两者接触产生较大摩擦力。

所述内钢板预先开有螺栓孔，与所述水平拉板上预开的螺栓孔对应，所述内钢板与所述水平拉板用螺栓连接。所述外钢箱顶部留有端板，端板预开螺栓孔。

所述单层内钢板上部有预开螺栓孔，且焊有半圆柱高强钢条。所述竖向钢板为高强钢，开有水平长圆孔，并与所述单层内钢板的预开螺栓孔对应，所述竖向钢板在局部开有凹槽，与所述单层内钢板上的半圆柱钢条对应，两者留有间隙。所述摩擦阻尼材料开有水平长圆孔，并与所述内钢板的预开螺栓孔对应。所述摩擦阻尼材料放置在所述竖向钢板与所述单层内钢板之间，三者通过螺栓连接。

所述竖向钢板与所述底部端板焊接在一起。所述底部端板上有预开螺栓孔，所述底部端板与所述外钢箱通过螺栓相连，如果需要可以在所述竖向钢板与所述底部端板连接部位设置加劲肋。

所述内钢板顶板与上层楼面梁连接，所述外钢箱底面与下层楼面梁连接。

所述的外钢箱与所述内钢板之间填充所述粘滞阻尼材料，其为高粘度粘滞液体，可选的如高分子化合物。

鉴于单一类型阻尼器无法高效的同时满足结构的位移和加速度响应，以及粘滞阻尼墙无法在较大地震下为结构提供足够的阻尼力。本发明将摩擦阻尼装置与粘滞阻尼墙组合使用，实现了位移和加速度响应有效的控制。

通过设计构造控制粘滞阻尼墙各个阻尼装置在不同地震激励下的工作状态。在小震时摩擦阻尼装置的碰撞部分处于间隙阶段。摩擦装置摩擦部位与粘滞阻尼墙共同工作，提供足够的阻尼力，减小结构的地震响应。在中震、大震时摩擦装置的摩擦部位以及碰撞部位与粘滞阻尼墙共同工作，提供足够的阻尼力，减小结构的地震响应。

本发明包括三种耗能机制，即粘滞阻尼耗能、碰撞耗能、摩擦耗能。在小震下摩擦和粘滞阻尼墙耗能，中震大震下，碰撞、摩擦、粘滞阻尼墙耗能。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明是一种将摩擦装置和粘滞阻尼墙组合使用的粘滞阻尼墙，实现了在不同类型的阻尼器在地震时同时工作，利用各自不同的性能高效的同时控制结构的位移和加速度响应。通过构造控制各个阻尼装置的工作状态。让粘滞阻尼墙可以在小震时可以通过摩擦装置的摩擦部位与粘滞阻尼墙共同耗能，在中震大震时通过摩擦装置做的摩擦部位，以及摩擦装置上的碰撞部位与粘滞阻尼墙共同发挥作用，增加阻尼墙的阻尼力，并且增加耗能，一同控制结构的地震响应。

附图说明

图1显示为本发明实施例提供的单层钢板贴合型摩擦-粘滞阻尼墙的正视图。

图2显示为本发明实施例提供的图1的1-1剖面示意图

图3显示为本发明的实施例提供的图1的2-2剖面示意图

图4显示为本发明实施例提供的外钢箱的正视图。

图5显示为本发明实施例提供的图4的3-3剖面的示意图。

图6显示为本发明实施例提供的内钢板的正视图。

图7显示为本发明实施例提供的图6的4-4剖面的示意图。

图8显示为本发明实施例提供的底部端板的俯视图。

图9显示为本发明实施例提供的竖向钢板的正视图。

图10显示为本发明实施例提供的图9的5-5剖面的示意图。

图11显示为本发明实施例提供的摩擦阻尼材料的示意图。

图12显示为本发明实施例提供的图11的6-6剖面的示意图。

附图标记说明

1单层内钢板、11内钢板螺栓孔、12半圆柱高强钢条，2竖向钢板、21第一水平长圆孔、22凹槽，3底部端板、31底部端板螺栓孔，4摩擦阻尼材料、41第二水平长圆孔，5外钢箱，6粘滞阻尼材料，7上层楼面梁，8下层楼面梁。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“顶部”、“底部”、“上”、“下”、“一”、“两”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

以下将通过具体实施例来对本发明的单层钢板贴合型摩擦-粘滞阻尼墙进行详细说明。

实施例

如图1至图12所示，一种单层钢板贴合型摩擦-粘滞阻尼墙，包括：单层内钢板1、竖向钢板2、底部端板3、摩擦阻尼材料4、外钢箱5、粘滞阻尼材料6。

单层内钢板1的顶部连接有一块水平顶板，外钢箱5为上部设有开口的空腔结构，单层内钢板1的下部插置于外钢箱5的空腔中，且单层内钢板1的底部与外钢箱5的内底面留有一小段间隙，以避免两者接触产生较大摩擦力。

的外钢箱5与单层内钢板1之间填充粘滞阻尼材料6，其为高粘度粘滞液体，可选的如高分子化合物聚异丁烯。

单层内钢板1上部的前后两侧各设置有一个竖向钢板2；竖向钢板2与单层内钢板1之间在水平方向上并列设置有两块摩擦阻尼材料4。单层内钢板1上焊有若干半圆柱高强钢条12，在水平方向若干半圆柱高强钢条12位于两块摩擦阻尼材料4之间。

单层内钢板1的上部开设有两列内钢板螺栓孔11，两列内钢板螺栓孔11之间焊若干半圆柱高强钢条12；作为举例而非限定，在本实施例中，半圆柱高强钢条12并列设置有三个。竖向钢板2的两列第一水平长圆孔21之间开设有与半圆柱高强钢条12数量相等、位置相对应的凹槽22，且凹槽22与半圆柱高强钢条12之间留有间隙。

竖向钢板2上开设有两列与内钢板螺栓孔11的位置相对应的第一水平长圆孔21，摩擦阻尼材料4上开设有两列与内钢板螺栓孔11对应的第二水平长圆孔41。摩擦阻尼材料4位于在竖向钢板2与单层内钢板1之间，三者通过螺栓连接。

竖向钢板2的底部焊接有底部端板3；底部端板3上开设有底部端板螺栓孔31，外钢箱5的顶部设置有钢箱端板，钢箱端板上开设有钢箱端板螺栓孔，底部端板3与钢箱顶板通过螺栓相连；在优选的实施方式中，可以在底部端板3与竖向钢板2的连接部位附加加劲肋。

单层内钢板1通过水平顶板与上层楼面梁7连接，外钢箱5底面与下层楼面梁8连接。

进一步，在单层内钢板1的上端部的前后两侧各设置有若干加劲肋；同时，为了保证单层内钢板1在水平方向运动时不出平面运动，在单层内钢板1下部的前后两侧还设置有铁片来约束单层内钢板1。

作为举例而非限定，在本实施例中，外钢箱尺寸750mm×875mm，内钢板尺寸660mm×1000m。

小震下，当该粘滞阻尼墙工作时，上下层梁产生相对位移，竖向钢板与单层内钢板的相对运动，摩擦力阻尼器的摩擦部位与粘滞阻尼墙同时发生作用。单层内钢板与竖向钢板发生相对运动，摩擦阻尼材料与内钢板和竖向钢板发生滑移，产生摩擦，由于小震下层间相对位移小于竖向钢板凹槽与半圆柱高强钢之间的间隙，因此摩擦装置的碰撞部位不工作。中震，大震下，上下层梁的相对位移大于竖向钢板凹槽与半圆柱高强钢之间的间隙，摩擦装置的碰撞部分发生作用，与粘滞阻尼墙，摩擦装置摩擦部分一同工作。

与传统粘滞阻尼墙相比，该发明可以有效同时控制结构的位移和加速度响应，并可以在小震、中震、大震作用下为结构提供足够的阻尼力，并增加结构的能量消耗。上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (4)

1.一种单层钢板贴合型摩擦-粘滞阻尼墙，其特征在于：包括单层内钢板(1)、竖向钢板(2)、底部端板(3)、摩擦阻尼材料(4)、外钢箱(5)、粘滞阻尼材料(6)；

所述外钢箱(5)为上部设有开口的空腔结构，所述单层内钢板(1)的下部插置于外钢箱(5)的空腔中，且所述单层内钢板(1)的底部与所述外钢箱(5)的内底面留有一小段间隙；所述的外钢箱(5)与所述单层内钢板(1)之间填充所述粘滞阻尼材料(6)；

所述单层内钢板(1)上部的前后两侧各安装一个竖向钢板(2)，所述竖向钢板(2)与单层内钢板(1)之间在水平方向上并列设置有两块摩擦阻尼材料(4)；

所述单层内钢板(1)上焊有若干半圆柱高强钢条(12)，在水平方向上若干半圆柱高强钢条(12)位于两块摩擦阻尼材料(4)之间；所述竖向钢板(2)上开设有与所述半圆柱高强钢条(12)数量相等、位置相对应的凹槽(22)，所述凹槽(22)与半圆柱高强钢条(12)之间留有间隙；

所述竖向钢板(2)的底部焊接有底部端板(3)，所述底部端板(3)与外钢箱(5)的顶部连接。

2.根据权利要求1所述的单层钢板贴合型摩擦-粘滞阻尼墙，其特征在于：所述单层内钢板(1)的上部开设有内钢板螺栓孔(11)，所述竖向钢板(2)上开设有与所述内钢板螺栓孔(11)对应的第一水平长圆孔(21)，所述摩擦阻尼材料(4)上开设有与所述内钢板螺栓孔(11)对应的第二水平长圆孔(41)，所述单层内钢板(1)、竖向钢板(2)、摩擦阻尼材料(4)三者之间通过螺栓连接。

3.根据权利要求1所述的单层钢板贴合型摩擦-粘滞阻尼墙，其特征在于：所述底部端板(3)上开设有底部端板螺栓孔(31)，所述外钢箱(5)的顶部设置有钢箱端板，所述钢箱端板上开设有钢箱端板螺栓孔，所述底部端板(3)与钢箱顶板通过螺栓连接。

4.根据权利要求1所述的单层钢板贴合型摩擦-粘滞阻尼墙，其特征在于：所述单层内钢板(1)的顶部连接有一块水平顶板；

所述单层钢板贴合型摩擦-粘滞阻尼墙通过水平顶板与上层楼面梁(7)连接，通过所述外钢箱(5)的底面与下层楼面梁(8)连接。