CN109914635A - 一种转动型摩擦耗能墙 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种转动型摩擦耗能墙，涉及建筑结构的减震控制领域。本发明的目的是提供一种在地震作用下可利用结构内部的位移变形来实现耗能减震的摩擦耗能墙。为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，将活动框架连接在建筑上下梁之间，在所述活动框架内设置若干横向摩擦钢板组和若干纵向摩擦钢板组，所述横向摩擦钢板组和纵向摩擦钢板组交叉叠合，在叠合处设置活动摩擦节点。当建筑结构受到水平地震作用时，所述活动框架变形，所述摩擦节点转动，利用所述横向摩擦钢板和纵向摩擦钢板的相互摩擦实现能量的耗散。所述摩擦节点内的摩擦片可维持摩擦钢板间摩擦力的稳定性，所述摩擦节点内的硬垫圈可防止摩擦钢板被破坏，从而延长使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及建筑结构的减震控制领域。
背景技术
我国地震灾害分布广，破坏强度大，往往给社会和国家造成了难以估量的损失。通过在建筑结构中引入消能装置，增加建筑结构的刚度和(或)阻尼可以达到减少结构位移和破坏的目的。因此，消能减震技术作为一种有效、经济、安全的工程控制技术越来越受到工程界青睐。
摩擦耗能阻尼器具有高耗能、低成本、易于安装和维护等特点，利用结构在地震或强风荷载作用下结构产生的相对位移,驱动耗能减震器消耗结构震动所产生的能量,达到减震和吸振的目的,可有效地保护建筑结构,减小建筑由地震或强风作用引起的破坏,提高建筑结构的使用安全性。但是，传统摩擦型阻尼器面压很高，多次摩擦后摩擦副材料磨耗严重，导致输出力的显著下降。摩擦型阻尼器经常有残余变形，不能满足一些重要结构震后立即投入使用的要求。
因此，建筑结构的减震控制领域亟需发明一种新型减震耗能结构。
发明内容
本发明的目的是提供一种在地震作用下可利用结构内部的位移变形来实现耗能减震的摩擦耗能墙。
为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种转动型摩擦耗能墙，包括横向外包型钢、纵向外包型钢、若干横向摩擦钢板组、若干纵向摩擦钢板组、若干摩擦节点和建筑框架结构，所述横向外包型钢和纵向外包型钢的两端均连接有铰接件，两个所述横向外包型钢和两个纵向外包型钢相互铰接形成矩形框，两个所述横向外包型钢分别与建筑框架结构的上梁和下梁连接。
两个所述横向外包型钢相对的板面上均设置有若干焊接钢板Ⅰ，所述焊接钢板Ⅰ的一个板面与横向外包型钢连接，另一板面上连接有若干间隔布置的隔离钢板Ⅰ。两个所述纵向外包型钢相对的板面上均设置有若干焊接钢板Ⅱ，所述焊接钢板Ⅱ的一个板面与纵向外包型钢连接，另一板面上连接有若干间隔布置的隔离钢板Ⅱ。
两个所述纵向外包型钢之间连接有若干横向摩擦钢板组，所述横向摩擦钢板组包括两块平行布置的横向摩擦钢板，所述横向摩擦钢板的板面与若干隔离钢板Ⅱ的板面平行。两块所述横向摩擦钢板的两端夹设在若干隔离钢板Ⅱ的空隙中，所述横向摩擦钢板组的两端通过摩擦节点与若干隔离钢板Ⅱ连接。所述摩擦节点Ⅰ包括螺栓、摩擦片、硬垫圈、蝶形弹簧垫圈和螺母，所述摩擦片、硬垫圈和蝶形弹簧垫圈均设置在螺栓上。所述螺栓穿过横向摩擦钢板组和若干隔离钢板Ⅱ，拧上所述螺母。所述横向摩擦钢板与隔离钢板Ⅱ之间设置有摩擦片，若干所述隔离钢板Ⅱ的组合体两侧均设置有硬垫圈，所述硬垫圈与螺栓顶部之间设置有蝶形弹簧垫圈，所述硬垫圈与螺母之间设置有蝶形弹簧垫圈。
两个相邻所述横向摩擦钢板组之间连接有若干纵向摩擦钢板组，所述纵向摩擦钢板组包括三块平行布置的纵向摩擦钢板，两块所述横向摩擦钢板夹设在三块纵向摩擦钢板的间隙中。所述横向摩擦钢板组与纵向摩擦钢板组的连接处设置有摩擦节点。所述螺栓穿过横向摩擦钢板组和纵向摩擦钢板组，拧上所述螺母。所述横向摩擦钢板与纵向摩擦钢板之间设置有摩擦片，所述纵向摩擦钢板组两侧均设置有硬垫圈，所述硬垫圈与螺栓顶部之间设置有蝶形弹簧垫圈，所述硬垫圈与螺母之间设置有蝶形弹簧垫圈。
最上端的所述横向摩擦钢板组与上端的横向外包型钢之间连接有若干纵向摩擦钢板组。最下端的所述横向摩擦钢板组与下端的横向外包型钢之间连接有若干纵向摩擦钢板组。所述纵向摩擦钢板的板面与若干隔离钢板Ⅰ的板面平行，三块所述纵向摩擦钢板与隔离钢板Ⅰ连接端夹设在若干隔离钢板Ⅰ的空隙中。若干所述纵向摩擦钢板组通过摩擦节点与若干隔离钢板Ⅰ连接。所述螺栓穿过纵向摩擦钢板组和若干隔离钢板Ⅰ，拧上所述螺母。所述纵向摩擦钢板与隔离钢板Ⅰ之间设置有摩擦片，若干所述隔离钢板Ⅰ的组合体两侧均设置有硬垫圈，所述硬垫圈与螺栓顶部之间设置有蝶形弹簧垫圈，所述硬垫圈与螺母之间设置有蝶形弹簧垫圈。
一种转动型摩擦耗能墙，包括横向外包型钢、纵向外包型钢、若干横向摩擦钢板组、若干纵向摩擦钢板组、若干摩擦节点、建筑框架结构和钢板，所述横向外包型钢和纵向外包型钢的两端均连接有铰接件，两个所述横向外包型钢和两个纵向外包型钢相互铰接形成矩形框。两个所述横向外包型钢分别与建筑框架结构的上梁和下梁连接。
两个所述横向外包型钢相对的板面上均设置有若干焊接钢板Ⅰ，所述焊接钢板Ⅰ的一个板面与横向外包型钢连接，另一板面上连接有若干间隔布置的隔离钢板Ⅰ。两个所述纵向外包型钢相对的板面上均设置有若干焊接钢板Ⅱ，所述焊接钢板Ⅱ的一个板面与纵向外包型钢连接，另一板面上连接有若干间隔布置的隔离钢板Ⅱ。
两个所述纵向外包型钢之间连接有若干横向摩擦钢板组，所述横向摩擦钢板组包括两块平行布置的横向摩擦钢板，所述横向摩擦钢板的板面与若干隔离钢板Ⅱ的板面平行。两块所述横向摩擦钢板的两端夹设在若干隔离钢板Ⅱ的空隙中，所述横向摩擦钢板组的两端通过摩擦节点与若干隔离钢板Ⅱ连接。所述摩擦节点Ⅰ包括螺栓、摩擦片、硬垫圈、蝶形弹簧垫圈和螺母，所述摩擦片、硬垫圈和蝶形弹簧垫圈均设置在螺栓上。所述螺栓穿过横向摩擦钢板组和若干隔离钢板Ⅱ，拧上所述螺母。所述横向摩擦钢板与隔离钢板Ⅱ之间设置有摩擦片，若干所述隔离钢板Ⅱ的组合体两侧均设置有硬垫圈，所述硬垫圈与螺栓顶部之间设置有蝶形弹簧垫圈，所述硬垫圈与螺母之间设置有蝶形弹簧垫圈。
两个所述横向外包型钢之间连接有若干纵向摩擦钢板组，所述纵向摩擦钢板组包括三块平行布置的纵向摩擦钢板，所述纵向摩擦钢板的板面与若干隔离钢板Ⅰ的板面平行。三块所述纵向摩擦钢板的两端夹设在若干隔离钢板Ⅰ的空隙中，所述纵向摩擦钢板组的两端通过摩擦节点与若干隔离钢板Ⅰ连接。所述螺栓穿过纵向摩擦钢板组和若干隔离钢板Ⅰ，拧上所述螺母。所述纵向摩擦钢板与隔离钢板Ⅰ之间设置有摩擦片，若干所述隔离钢板Ⅰ的组合体两侧均设置有硬垫圈，所述硬垫圈与螺栓顶部之间设置有蝶形弹簧垫圈，所述硬垫圈与螺母之间设置有蝶形弹簧垫圈。
两块所述横向摩擦钢板夹设在三块纵向摩擦钢板的两个间隙中。所述横向摩擦钢板组与纵向摩擦钢板组的连接处设置有摩擦节点。所述螺栓穿过横向摩擦钢板组和纵向摩擦钢板组，拧上所述螺母。所述横向摩擦钢板与纵向摩擦钢板之间设置有摩擦片，若干所述纵向摩擦钢板组两侧均设置有硬垫圈，所述硬垫圈与螺栓顶部之间设置有蝶形弹簧垫圈，所述硬垫圈与螺母之间设置有蝶形弹簧垫圈。
进一步，所述横向外包型钢和纵向外包型钢的截面均为工字形或者H形。
进一步，所述隔离钢板Ⅰ与纵向摩擦钢板连接的一端呈半圆状，每个所述隔离钢板Ⅰ上均设置有螺栓通孔。
进一步，所述隔离钢板Ⅱ与横向摩擦钢板连接的一端呈半圆状，每个所述隔离钢板Ⅱ上均设置有螺栓通孔。
进一步，所述横向摩擦钢板的两端呈半圆状，所述横向摩擦钢板的两端设置有螺栓通孔。
进一步，所述纵向摩擦钢板的两端呈半圆状，所述纵向摩擦钢板的两端设置有螺栓通孔。所述横向摩擦钢板与纵向摩擦钢板在两者的叠合处均设置有螺栓通孔。
进一步，所述螺栓为可调节式预应力螺栓。
进一步，每个所述横向外包型钢通过钢板与建筑框架结构横梁连接。
进一步，所述钢板为工字型钢板。
本发明的技术效果是毋庸置疑的，在框架建筑结构内安装可转动的摩擦耗能装置，在转动型摩擦耗能装置内设置若干横纵叠合的摩擦钢板，横、纵摩擦钢板通过活动的摩擦节点连接。地震发生时，通过横向摩擦钢板、纵向摩擦钢板和摩擦片的相互摩擦实现能量的耗散。摩擦片可维持摩擦钢板间的摩擦力稳定性，且摩擦节点内设置有硬垫圈，可保护摩擦钢板，防止摩擦钢板的破坏导致摩擦系数改变，从而延长耗能装置的使用寿命。
附图说明
图1为新型摩擦耗能墙与框架梁连接图；
图2为新型摩擦耗能墙示意图；
图3为隔离钢板Ⅱ与横向摩擦钢板连接处的摩擦节点示意图；
图4为纵向摩擦钢板与横向摩擦钢板连接处的摩擦节点示意图；
图5为隔离钢板Ⅰ与纵向摩擦钢板连接处的摩擦节点示意图；
图6为隔离钢板Ⅰ侧视图；
图7为隔离钢板Ⅱ侧视图。
图中：横向外包型钢1、焊接钢板Ⅰ101、隔离钢板Ⅰ102、纵向外包型钢2、焊接钢板Ⅱ201、隔离钢板Ⅱ202、横向摩擦钢板组3、横向摩擦钢板301、纵向摩擦钢板组4、纵向摩擦钢板401、摩擦节点5、螺栓501、摩擦片502、硬垫圈503、蝶形弹簧垫圈504、螺母505、建筑框架结构6和钢板7。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。
实施例1：
本实施例公开了一种转动型摩擦耗能墙，包括横向外包型钢1、纵向外包型钢2、若干横向摩擦钢板组3、若干纵向摩擦钢板组4、若干摩擦节点5和建筑框架结构6。所述横向外包型钢1和纵向外包型钢2的截面均为工字形或者H形，所述横向外包型钢1和纵向外包型钢2的两端均连接有铰接件，两个所述横向外包型钢1和两个纵向外包型钢2相互铰接形成矩形框，两个所述横向外包型钢1分别与建筑框架结构6的上梁和下梁连接。
两个所述横向外包型钢1相对的板面上均设置有若干焊接钢板Ⅰ101，所述焊接钢板Ⅰ101的一个板面与横向外包型钢1连接，另一板面上连接有若干间隔布置的隔离钢板Ⅰ102。参见图5或6，若干所述隔离钢板Ⅰ102相互平行，所述隔离钢板Ⅰ102远离焊接钢板Ⅰ101的一端呈半圆状，所述隔离钢板Ⅰ102远离焊接钢板Ⅰ101的一端设置有螺栓通孔，所述螺栓通孔贯穿隔离钢板Ⅰ102的板面。
两个所述纵向外包型钢2相对的板面上均设置有若干焊接钢板Ⅱ201，所述焊接钢板Ⅱ201的一个板面与纵向外包型钢2连接，另一板面上连接有若干间隔布置的隔离钢板Ⅱ202。参见图3或7，若干所述隔离钢板Ⅱ202相互平行，所述隔离钢板Ⅱ202远离焊接钢板Ⅱ201的一端呈半圆状，所述隔离钢板Ⅱ202远离焊接钢板Ⅱ201的一端设置有螺栓通孔，所述螺栓通孔贯穿隔离钢板Ⅱ202的板面。
参见图2，两个所述纵向外包型钢2之间连接有若干横向摩擦钢板组3，所述横向摩擦钢板组3包括两块平行布置的横向摩擦钢板301，所述横向摩擦钢板301的板面与隔离钢板Ⅱ202的板面平行。所述横向摩擦钢板301的两端呈半圆状，所述横向摩擦钢板301的两端设置有螺栓通孔。参见图3，两块所述横向摩擦钢板301的两端夹设在三块隔离钢板Ⅱ202的空隙中，所述横向摩擦钢板组3的两端通过摩擦节点5与三块隔离钢板Ⅱ202连接。
参见图3、4或5，所述摩擦节点Ⅰ5包括螺栓501、摩擦片502、硬垫圈503、蝶形弹簧垫圈504和螺母505，所述摩擦片502、硬垫圈503和蝶形弹簧垫圈504均设置在螺栓501上。所述螺栓501为可调节式预应力螺栓，所述螺栓501穿过横向摩擦钢板组3和三块隔离钢板Ⅱ202，拧上所述螺母505。参见图3，所述横向摩擦钢板301与隔离钢板Ⅱ202之间设置有摩擦片502，若干所述隔离钢板Ⅱ202的组合体两侧均设置有硬垫圈503，所述硬垫圈503与螺栓501顶部之间设置有蝶形弹簧垫圈504，所述硬垫圈503与螺母505之间设置有蝶形弹簧垫圈504。
参见图2，两个相邻所述横向摩擦钢板组3之间连接有若干纵向摩擦钢板组4，所述纵向摩擦钢板组4包括三块平行布置的纵向摩擦钢板401。所述纵向摩擦钢板401的两端呈半圆状，所述纵向摩擦钢板401的两端设置有螺栓通孔。两块所述横向摩擦钢板301夹设在三块纵向摩擦钢板401的两个间隙中，所述横向摩擦钢板301与纵向摩擦钢板401在两者的叠合处均设置有螺栓通孔。
所述横向摩擦钢板组3与纵向摩擦钢板组4的连接处设置有摩擦节点5。所述螺栓501穿过横向摩擦钢板组3和纵向摩擦钢板组4，拧上所述螺母505。参见图4，所述横向摩擦钢板301与纵向摩擦钢板401之间设置有摩擦片502，所述纵向摩擦钢板组4两侧均设置有硬垫圈503，所述硬垫圈503与螺栓501顶部之间设置有蝶形弹簧垫圈504，所述硬垫圈503与螺母505之间设置有蝶形弹簧垫圈504。
最上端的所述横向摩擦钢板组3与上端的横向外包型钢1之间连接有若干纵向摩擦钢板组4。最下端的所述横向摩擦钢板组3与下端的横向外包型钢1之间连接有若干纵向摩擦钢板组4。所述纵向摩擦钢板401的板面与隔离钢板Ⅰ102的板面平行，三块所述纵向摩擦钢板401的连接端夹设在四块隔离钢板Ⅰ102的空隙中。所述纵向摩擦钢板组4通过摩擦节点5与若干隔离钢板Ⅰ102连接。所述螺栓501穿过纵向摩擦钢板组4和四块隔离钢板Ⅰ102，拧上所述螺母505。参见图5，所述纵向摩擦钢板401与隔离钢板Ⅰ102之间设置有摩擦片502，若干所述隔离钢板Ⅰ102的组合体两侧均设置有硬垫圈503，所述硬垫圈503与螺栓501顶部之间设置有蝶形弹簧垫圈504，所述硬垫圈503与螺母505之间设置有蝶形弹簧垫圈504。
安装时，先将两个所述横向外包型钢1和两个纵向外包型钢2相互铰接形成矩形活动框架。在上端的所述横向外包型钢1的下表面焊接三块焊接钢板Ⅰ101，三块所述焊接钢板Ⅰ101的间距相等，在下端的所述横向外包型钢1的上表面焊接两块焊接钢板Ⅰ101。在每块所述焊接钢板Ⅰ101背向所连接的横向外包型钢1的板面上垂直焊接四块隔离钢板Ⅰ102，确保所述隔离钢板Ⅰ102的板面均与矩形活动框架所在平面平行。在每个所述纵向外包型钢2面向另一个纵向外包型钢2的板面上焊接五块焊接钢板Ⅱ201，五块所述焊接钢板Ⅱ201的间距相等。在每块所述焊接钢板Ⅱ201背向所连接的纵向外包型钢2的板面上垂直焊接三块隔离钢板Ⅱ202，确保所述隔离钢板Ⅱ202的板面均与矩形活动框架所在平面平行。
将五个所述横向摩擦钢板组3安装在矩形活动框架内，即把所述两块横向摩擦钢板301的两端放置在三块隔离钢板Ⅱ202的间隙中。每个所述横向摩擦钢板301的中间位置均设置有五个螺栓通孔，每个所述螺栓通孔对应连接一个纵向摩擦钢板组4。将所述纵向摩擦钢板组4的三块纵向摩擦钢板401与横向摩擦钢板组3的横向摩擦钢板301交替叠放。在安装最上端或最下端的纵向摩擦钢板组4时，将三块所述纵向摩擦钢板401夹设在四块隔离钢板Ⅰ102的间隙中。
在每个所述螺栓通孔的重叠处安装摩擦节点5，将所述螺栓501依次穿过各个构件，最后拧上所述螺母505。
当所述建筑框架结构6受到水平地震作用时，所述横向外包型钢1主要产生平动，所述纵向外包型钢2主要产生转动。所述摩擦节点5发生转动，利用所述横向摩擦钢板301、纵向摩擦钢板401和摩擦片502的相互摩擦实现能量的耗散。所述摩擦片502用来维持装置内的干摩擦力，以确保所述横向摩擦钢板301和纵向摩擦钢板401之间摩擦力的稳定。所述硬垫圈503作用是避免蝶形弹簧垫圈504在受到挤压时对两侧的纵向摩擦钢板401表面产生划痕导致摩擦系数的改变。所述蝶形弹簧垫圈504用来维持螺栓501预应力的恒定。
实施例2：
本实施例公开了一种转动型摩擦耗能墙，包括横向外包型钢1、纵向外包型钢2、若干横向摩擦钢板组3、若干纵向摩擦钢板组4、若干摩擦节点5、建筑框架结构6和钢板7。所述横向外包型钢1和纵向外包型钢2的截面均为工字形或者H形，所述横向外包型钢1和纵向外包型钢2的两端均连接有铰接件，两个所述横向外包型钢1和两个纵向外包型钢2相互铰接形成矩形框。参见图1，一个所述横向外包型钢1与建筑框架结构6的上梁之间连接有钢板7，另一个所述横向外包型钢1与建筑框架结构6的下梁之间连接有钢板7。所述钢板7为工字型钢板。
两个所述横向外包型钢1相对的板面上均设置有若干焊接钢板Ⅰ101，所述焊接钢板Ⅰ101的一个板面与横向外包型钢1连接，另一板面上连接有若干间隔布置的隔离钢板Ⅰ102。参见图5或6，若干所述隔离钢板Ⅰ102相互平行，所述隔离钢板Ⅰ102远离焊接钢板Ⅰ101的一端呈半圆状，所述隔离钢板Ⅰ102远离焊接钢板Ⅰ101的一端设置有螺栓通孔，所述螺栓通孔贯穿隔离钢板Ⅰ102的板面。
两个所述纵向外包型钢2相对的板面上均设置有若干焊接钢板Ⅱ201，所述焊接钢板Ⅱ201的一个板面与纵向外包型钢2连接，另一板面上连接有若干间隔布置的隔离钢板Ⅱ202。参见图3或7，若干所述隔离钢板Ⅱ202相互平行，所述隔离钢板Ⅱ202远离焊接钢板Ⅱ201的一端呈半圆状，所述隔离钢板Ⅱ202远离焊接钢板Ⅱ201的一端设置有螺栓通孔，所述螺栓通孔贯穿隔离钢板Ⅱ202的板面。
两个所述纵向外包型钢2之间连接有若干横向摩擦钢板组3，所述横向摩擦钢板组3包括两块平行布置的横向摩擦钢板301，所述横向摩擦钢板301的板面与若干隔离钢板Ⅱ202的板面平行。所述横向摩擦钢板301的两端呈半圆状，所述横向摩擦钢板301的两端设置有螺栓通孔。参见图3，两块所述横向摩擦钢板301的两端夹设在三块隔离钢板Ⅱ202的空隙中，所述横向摩擦钢板组3的两端通过摩擦节点5与三块隔离钢板Ⅱ202连接。
参见图3、4或5，所述摩擦节点Ⅰ5包括螺栓501、摩擦片502、硬垫圈503、蝶形弹簧垫圈504和螺母505，所述摩擦片502、硬垫圈503和蝶形弹簧垫圈504均设置在螺栓501上。所述螺栓501为可调节式预应力螺栓，所述螺栓501穿过横向摩擦钢板组3和若干隔离钢板Ⅱ202，拧上所述螺母505。参见图3，所述横向摩擦钢板301与隔离钢板Ⅱ202之间设置有摩擦片502，若干所述隔离钢板Ⅱ202的组合体两侧均设置有硬垫圈503，所述硬垫圈503与螺栓501顶部之间设置有蝶形弹簧垫圈504，所述硬垫圈503与螺母505之间设置有蝶形弹簧垫圈504。
两个所述横向外包型钢1之间连接有若干纵向摩擦钢板组4，所述纵向摩擦钢板组4包括三块平行布置的纵向摩擦钢板401，所述纵向摩擦钢板401的板面与若干隔离钢板Ⅰ102的板面平行。所述纵向摩擦钢板401的两端呈半圆状，所述纵向摩擦钢板401的两端设置有螺栓通孔。参见图5，三块所述纵向摩擦钢板401的两端夹设在若干隔离钢板Ⅰ102的空隙中，所述纵向摩擦钢板组4的两端通过摩擦节点5与若干隔离钢板Ⅰ102连接。
所述螺栓501穿过纵向摩擦钢板组4和若干隔离钢板Ⅰ102，拧上所述螺母505。参见图5，所述纵向摩擦钢板401与隔离钢板Ⅰ102之间设置有摩擦片502，若干所述隔离钢板Ⅰ102的组合体两侧均设置有硬垫圈503，所述硬垫圈503与螺栓501顶部之间设置有蝶形弹簧垫圈504，所述硬垫圈503与螺母505之间设置有蝶形弹簧垫圈504。
两块所述横向摩擦钢板301夹设在三块纵向摩擦钢板401的两个间隙中，所述横向摩擦钢板301与纵向摩擦钢板401在两者的叠合处均设置有螺栓通孔。所述横向摩擦钢板组3与纵向摩擦钢板组4的连接处设置有摩擦节点5。所述螺栓501穿过横向摩擦钢板组3和纵向摩擦钢板组4，拧上所述螺母505。参见图4，所述横向摩擦钢板301与纵向摩擦钢板401之间设置有摩擦片502，若干所述纵向摩擦钢板组4两侧均设置有硬垫圈503，所述硬垫圈503与螺栓501顶部之间设置有蝶形弹簧垫圈504，所述硬垫圈503与螺母505之间设置有蝶形弹簧垫圈504。
安装时，先将两个所述横向外包型钢1和两个纵向外包型钢2相互铰接形成矩形活动框架。在每个所述横向外包型钢1面向另一个横向外包型钢1的板面上焊接三块焊接钢板Ⅰ101，三块所述焊接钢板Ⅰ101的间距相等。在每块所述焊接钢板Ⅰ101背向所连接的横向外包型钢1的板面上垂直焊接四块隔离钢板Ⅰ102，确保所述隔离钢板Ⅰ102的板面均与矩形活动框架所在平面平行。在每个所述纵向外包型钢2面向另一个纵向外包型钢2的板面上焊接五块焊接钢板Ⅱ201，五块所述焊接钢板Ⅱ201的间距相等。在每块所述焊接钢板Ⅱ201背向所连接的纵向外包型钢2的板面上垂直焊接三块隔离钢板Ⅱ202，确保所述隔离钢板Ⅱ202的板面均与矩形活动框架所在平面平行。
将五个所述横向摩擦钢板组3安装在矩形活动框架内，即把所述两块横向摩擦钢板301的两端放置在三块隔离钢板Ⅱ202的间隙中。每个所述横向摩擦钢板301的中间位置均设置有三个螺栓通孔。将所述纵向摩擦钢板组4的三块纵向摩擦钢板401与横向摩擦钢板组3的两块横向摩擦钢板301交替叠放，每个所述纵向摩擦钢板401的中间位置设置有五个螺栓通孔。安装纵向摩擦钢板组4时，将三块所述纵向摩擦钢板401夹设在四块隔离钢板Ⅰ102的间隙中。
在每个所述螺栓通孔的重叠处安装摩擦节点5，将所述螺栓501依次穿过各个构件，最后拧上所述螺母505。
当所述建筑框架结构6受到水平地震作用时，所述横向外包型钢1主要产生平动，所述纵向外包型钢2主要产生转动。所述摩擦节点5发生转动，利用所述横向摩擦钢板301、纵向摩擦钢板401和摩擦片502的相互摩擦实现能量的耗散。所述摩擦片502用来维持装置内的干摩擦力，以确保所述横向摩擦钢板301和纵向摩擦钢板401之间摩擦力的稳定。所述硬垫圈503作用是避免蝶形弹簧垫圈504在受到挤压时对两侧的纵向摩擦钢板401表面产生划痕导致摩擦系数的改变。所述蝶形弹簧垫圈504用来维持螺栓501预应力的恒定。
Claims (10)
1.一种转动型摩擦耗能墙，其特征在于：包括横向外包型钢(1)、纵向外包型钢(2)、若干横向摩擦钢板组(3)、若干纵向摩擦钢板组(4)、若干摩擦节点(5)和建筑框架结构(6)，所述横向外包型钢(1)和纵向外包型钢(2)的两端均连接有铰接件，两个所述横向外包型钢(1)和两个纵向外包型钢(2)相互铰接形成矩形框，两个所述横向外包型钢(1)分别与建筑框架结构(6)的上梁和下梁连接；
两个所述横向外包型钢(1)相对的板面上均设置有若干焊接钢板Ⅰ(101)，所述焊接钢板Ⅰ(101)的一个板面与横向外包型钢(1)连接，另一板面上连接有若干间隔布置的隔离钢板Ⅰ(102)；两个所述纵向外包型钢(2)相对的板面上均设置有若干焊接钢板Ⅱ(201)，所述焊接钢板Ⅱ(201)的一个板面与纵向外包型钢(2)连接，另一板面上连接有若干间隔布置的隔离钢板Ⅱ(202)；
两个所述纵向外包型钢(2)之间连接有若干横向摩擦钢板组(3)，所述横向摩擦钢板组(3)包括两块平行布置的横向摩擦钢板(301)，所述横向摩擦钢板(301)的板面与若干隔离钢板Ⅱ(202)的板面平行；两块所述横向摩擦钢板(301)的两端夹设在若干隔离钢板Ⅱ(202)的空隙中，所述横向摩擦钢板组(3)的两端通过摩擦节点(5)与若干隔离钢板Ⅱ(202)连接；所述摩擦节点Ⅰ(5)包括螺栓(501)、摩擦片(502)、硬垫圈(503)、蝶形弹簧垫圈(504)和螺母(505)，所述摩擦片(502)、硬垫圈(503)和蝶形弹簧垫圈(504)均设置在螺栓(501)上；所述螺栓(501)穿过横向摩擦钢板组(3)和若干隔离钢板Ⅱ(202)，拧上所述螺母(505)；所述横向摩擦钢板(301)与隔离钢板Ⅱ(202)之间设置有摩擦片(502)，若干所述隔离钢板Ⅱ(202)的组合体两侧均设置有硬垫圈(503)，所述硬垫圈(503)与螺栓(501)顶部之间设置有蝶形弹簧垫圈(504)，所述硬垫圈(503)与螺母(505)之间设置有蝶形弹簧垫圈(504)；
两个相邻所述横向摩擦钢板组(3)之间连接有若干纵向摩擦钢板组(4)，所述纵向摩擦钢板组(4)包括三块平行布置的纵向摩擦钢板(401)，两块所述横向摩擦钢板(301)夹设在三块纵向摩擦钢板(401)的间隙中；所述横向摩擦钢板组(3)与纵向摩擦钢板组(4)的连接处设置有摩擦节点(5)；所述螺栓(501)穿过横向摩擦钢板组(3)和纵向摩擦钢板组(4)，拧上所述螺母(505)；所述横向摩擦钢板(301)与纵向摩擦钢板(401)之间设置有摩擦片(502)，所述纵向摩擦钢板组(4)两侧均设置有硬垫圈(503)，所述硬垫圈(503)与螺栓(501)顶部之间设置有蝶形弹簧垫圈(504)，所述硬垫圈(503)与螺母(505)之间设置有蝶形弹簧垫圈(504)；
最上端的所述横向摩擦钢板组(3)与上端的横向外包型钢(1)之间连接有若干纵向摩擦钢板组(4)；最下端的所述横向摩擦钢板组(3)与下端的横向外包型钢(1)之间连接有若干纵向摩擦钢板组(4)；所述纵向摩擦钢板(401)的板面与若干隔离钢板Ⅰ(102)的板面平行，三块所述纵向摩擦钢板(401)与隔离钢板Ⅰ(102)连接端夹设在若干隔离钢板Ⅰ(102)的空隙中；若干所述纵向摩擦钢板组(4)通过摩擦节点(5)与若干隔离钢板Ⅰ(102)连接；所述螺栓(501)穿过纵向摩擦钢板组(4)和若干隔离钢板Ⅰ(102)，拧上所述螺母(505)；所述纵向摩擦钢板(401)与隔离钢板Ⅰ(102)之间设置有摩擦片(502)，若干所述隔离钢板Ⅰ(102)的组合体两侧均设置有硬垫圈(503)，所述硬垫圈(503)与螺栓(501)顶部之间设置有蝶形弹簧垫圈(504)，所述硬垫圈(503)与螺母(505)之间设置有蝶形弹簧垫圈(504)。
2.一种转动型摩擦耗能墙，其特征在于：包括横向外包型钢(1)、纵向外包型钢(2)、若干横向摩擦钢板组(3)、若干纵向摩擦钢板组(4)、若干摩擦节点(5)和建筑框架结构(6)，所述横向外包型钢(1)和纵向外包型钢(2)的两端均连接有铰接件，两个所述横向外包型钢(1)和两个纵向外包型钢(2)相互铰接形成矩形框；两个所述横向外包型钢(1)分别与建筑框架结构(6)的上梁和下梁连接；
两个所述横向外包型钢(1)相对的板面上均设置有若干焊接钢板Ⅰ(101)，所述焊接钢板Ⅰ(101)的一个板面与横向外包型钢(1)连接，另一板面上连接有若干间隔布置的隔离钢板Ⅰ(102)；两个所述纵向外包型钢(2)相对的板面上均设置有若干焊接钢板Ⅱ(201)，所述焊接钢板Ⅱ(201)的一个板面与纵向外包型钢(2)连接，另一板面上连接有若干间隔布置的隔离钢板Ⅱ(202)；
两个所述纵向外包型钢(2)之间连接有若干横向摩擦钢板组(3)，所述横向摩擦钢板组(3)包括两块平行布置的横向摩擦钢板(301)，所述横向摩擦钢板(301)的板面与若干隔离钢板Ⅱ(202)的板面平行；两块所述横向摩擦钢板(301)的两端夹设在若干隔离钢板Ⅱ(202)的空隙中，所述横向摩擦钢板组(3)的两端通过摩擦节点(5)与若干隔离钢板Ⅱ(202)连接；所述摩擦节点Ⅰ(5)包括螺栓(501)、摩擦片(502)、硬垫圈(503)、蝶形弹簧垫圈(504)和螺母(505)，所述摩擦片(502)、硬垫圈(503)和蝶形弹簧垫圈(504)均设置在螺栓(501)上；所述螺栓(501)穿过横向摩擦钢板组(3)和若干隔离钢板Ⅱ(202)，拧上所述螺母(505)；所述横向摩擦钢板(301)与隔离钢板Ⅱ(202)之间设置有摩擦片(502)，若干所述隔离钢板Ⅱ(202)的组合体两侧均设置有硬垫圈(503)，所述硬垫圈(503)与螺栓(501)顶部之间设置有蝶形弹簧垫圈(504)，所述硬垫圈(503)与螺母(505)之间设置有蝶形弹簧垫圈(504)；
两个所述横向外包型钢(1)之间连接有若干纵向摩擦钢板组(4)，所述纵向摩擦钢板组(4)包括三块平行布置的纵向摩擦钢板(401)，所述纵向摩擦钢板(401)的板面与若干隔离钢板Ⅰ(102)的板面平行；三块所述纵向摩擦钢板(401)的两端夹设在若干隔离钢板Ⅰ(102)的空隙中，所述纵向摩擦钢板组(4)的两端通过摩擦节点(5)与若干隔离钢板Ⅰ(102)连接；所述螺栓(501)穿过纵向摩擦钢板组(4)和若干隔离钢板Ⅰ(102)，拧上所述螺母(505)；所述纵向摩擦钢板(401)与隔离钢板Ⅰ(102)之间设置有摩擦片(502)，若干所述隔离钢板Ⅰ(102)的组合体两侧均设置有硬垫圈(503)，所述硬垫圈(503)与螺栓(501)顶部之间设置有蝶形弹簧垫圈(504)，所述硬垫圈(503)与螺母(505)之间设置有蝶形弹簧垫圈(504)；
两块所述横向摩擦钢板(301)夹设在三块纵向摩擦钢板(401)的两个间隙中；所述横向摩擦钢板组(3)与纵向摩擦钢板组(4)的连接处设置有摩擦节点(5)；所述螺栓(501)穿过横向摩擦钢板组(3)和纵向摩擦钢板组(4)，拧上所述螺母(505)；所述横向摩擦钢板(301)与纵向摩擦钢板(401)之间设置有摩擦片(502)，若干所述纵向摩擦钢板组(4)两侧均设置有硬垫圈(503)，所述硬垫圈(503)与螺栓(501)顶部之间设置有蝶形弹簧垫圈(504)，所述硬垫圈(503)与螺母(505)之间设置有蝶形弹簧垫圈(504)。
3.根据权利要求1或2所述的一种转动型摩擦耗能墙，其特征在于：所述横向外包型钢(1)和纵向外包型钢(2)的截面均为工字形或者H形。
4.根据权利要求1或2所述的一种转动型摩擦耗能墙，其特征在于：所述隔离钢板Ⅰ(102)与纵向摩擦钢板(401)连接的一端呈半圆状，每个所述隔离钢板Ⅰ(102)上均设置有螺栓通孔。
5.根据权利要求1或2所述的一种转动型摩擦耗能墙，其特征在于：所述隔离钢板Ⅱ(202)与横向摩擦钢板(301)连接的一端呈半圆状，每个所述隔离钢板Ⅱ(202)上均设置有螺栓通孔。
6.根据权利要求1或2所述的一种转动型摩擦耗能墙，其特征在于：所述横向摩擦钢板(301)的两端呈半圆状，所述横向摩擦钢板(301)的两端设置有螺栓通孔。
7.根据权利要求1或2所述的一种转动型摩擦耗能墙，其特征在于：所述纵向摩擦钢板(401)的两端呈半圆状，所述纵向摩擦钢板(401)的两端设置有螺栓通孔；所述横向摩擦钢板(301)与纵向摩擦钢板(401)在两者的叠合处均设置有螺栓通孔。
8.根据权利要求1或2所述的一种转动型摩擦耗能墙，其特征在于：所述螺栓(501)为可调节式预应力螺栓。
9.根据权利要求2所述的一种转动型摩擦耗能墙，其特征在于：每个所述横向外包型钢(1)通过钢板(7)与建筑框架结构(6)横梁连接。
10.根据权利要求2所述的一种转动型摩擦耗能墙，其特征在于：所述钢板(7)为工字型钢板。
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