CN110777970A - 一种用于摇摆墙墙角的摩擦耗能保护装置和摇摆墙 - Google Patents

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潘志宏
应辉
沈中祥
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Abstract

本发明公开了一种用于摇摆墙墙角摩擦耗能保护装置和摇摆墙。在摇摆墙本体两侧墙角与底座之间分别安装2组摩擦耗能保护装置,该装置包括:盖板、摩擦材料、开槽钢板。本发明还提供了一种摇摆墙、其中开槽钢板与底座固定,盖板与摇摆墙本体一面通过特种胶水与摩擦材料粘贴固定,之后在通过高强度螺栓施加预紧力将各个部分组装起来。本发明通过非对称摩擦原理,为摇摆墙提供附加耗能机制,摩擦装置成为抗震保险丝元件。同时,摩擦装置加上墙角切角构造,很好地解决了在地震作用下摇摆墙墙角的保护问题。由于构造简单,震后摩擦装置方便维修更换,有利于结构功能的快速恢复。

Description

一种用于摇摆墙墙角的摩擦耗能保护装置和摇摆墙
技术领域
本发明属于本发明属于土木工程结构技术领域,涉及一种用于摇摆墙墙角的摩擦耗能保护装置和摇摆墙。
背景技术
早期的震害调研结果表明,基础的适当抬起有助于减少上部结构的地震作用,由此揭示了摇摆结构的减震机制。摇摆墙作为摇摆结构的一种实现形式,可与预应力筋或其它自复位元件相结合形成自复位摇摆墙,减少结构地震损伤和残余变形。
由于摇摆墙结构本身不具备耗能能力,目前主要采用两种途径提供耗能:一种在靠近墙角部位配置低屈服点钢筋,利用钢筋屈服耗能;另一种方式在墙两侧通过阻尼器或其它耗能元件与主体结构连接,利用耗能元件耗散地震能量。
摇摆墙主要实现形式可分为基于无粘结预应力的自复位摇摆墙和基于铰接连接的耗能摇摆墙两类,前者存在的摇摆幅度有限、墙趾易发生碰撞破坏等尚难以克服,而后者残余变形影响结构直接使用,需进行震后处理。
目前我国的汽车数量与日俱增,从而使汽车上淘汰下的废旧零件也大量出现,大多这些废旧零部件都随意丢弃,废旧零部件的处理也成为一大难题。
发明内容
1、所要解决的技术问题:
现有的摇摆墙存在着摇摆幅度有限、墙趾易发生碰撞破坏、残余变形影响结构直接使用等问题。
2、技术方案:
为了解决以上问题,本发明基于传统的预应力自复位的基础上,通过非对称摩擦耗能能较好地保护摇摆墙墙角避免地震而带来的损伤,同时也可以很好地帮助摇摆墙消散一部分的能量。具体方案如下:一种用于摇摆墙墙角的摩擦耗能保护装置,包括盖板、摩擦材料、开槽钢板,从外到内为四层固定连接,依次为盖板、摩擦材料、开槽钢板、摩擦材料,所述开槽钢板上设有竖直的开槽孔洞,其余每个所述层上都设有螺栓孔洞,所述开槽孔洞和螺栓孔洞位置对应,使螺栓能够穿过螺栓孔洞和开槽孔洞。
所述摩擦材料为废旧刹车片。
所述盖板和摩擦材料通过胶水粘结固定。
所述开槽钢板为矩形。
一种摇摆墙,包括底座,所述底座设置在基础上,摇摆墙本体两侧墙角所述底座之间分别安装二组所述的摩擦耗能保护装置,最内层的摩擦材料和摇摆墙本体固定连接,所述开槽钢板与所述底座固定,所述盖板与所述底座之间存在间隙,所述摇摆墙本体上设置螺栓孔道和螺栓孔洞、开槽孔洞对应,设有螺栓穿过螺栓孔洞、开槽孔洞到螺栓孔道,施加预紧力使所述摩擦耗能保护装置和摇摆墙加紧。
所述摇摆墙本体的两边墙角均有切口。
螺栓的螺母与垫圈之间加入碟形弹簧。
所述最内层摩擦材料和摇摆墙本体通过胶水固定连接。
所述的底座由钢板组成。
所述基础是钢筋混凝土组成。
3、有益效果:
本发明针对摇摆自重大、延性差等缺点,基于结构控制的概念,突破了传统中依靠结构本身的延性来消耗地震能量的抗震方法,通过在结构中加入非对称的耗能装置,与摇摆墙相比,初始刚度和承载力均较大,有利于地震作用下的位移和承载力的控制,耗能装置在摇摆墙在地震作用下,可以保护墙角同时吸收一部分地震能量,减轻主体结构的损害。
此外,本发明采用安装较为方便的螺栓连接,耗能元件施工工艺简单,可在工厂中实现其模数化、标准化、规模化生产,而且易于拆卸更换,可降低建筑物震后修复费用,具有重要的科学意义和经济价值。
附图说明
图1为本发明平面结构图。
图2为发明结构立体结构图。
图3为装置的侧视结构图。
图4为装置的工作示意图。
图5为装置的俯视结构图。
图6为装置的摩擦材料固定图。
图7为开槽钢板图。
图8为摇摆墙开孔、墙角切口图。
附图标记说明
1-摇摆墙本体,2-盖板,3-摩擦材料,4-开槽钢板,5-螺栓,6-底座,7-基础,9-碟形弹簧,10-螺栓孔洞,11-开槽孔洞。
具体实施方式
下面结合附图来对本发明进行详细说明。
一种用于摇摆墙墙角的摩擦耗能保护装置,包括盖板2、摩擦材料3、开槽钢板4,从外到内为四层固定连接,依次为盖板2、摩擦材料3、开槽钢板4、摩擦材料3,所述开槽钢板4上设有竖直的开槽孔洞11,其余每个所述层上都设有螺栓孔洞10,如图6所示。所述开槽孔洞11和螺栓孔洞10位置对应,使螺栓能够穿过螺栓孔洞10和开槽孔洞11。
所述摩擦材料3为废旧刹车片。采用废旧刹车片作为摩擦材料,回收利用,有利于环境保护。
如图1-5所示,一种摇摆墙,包括底座6,所述底座6设置在基础7上,摇摆墙本体1两侧墙角所述底座6之间分别安装二组所述的摩擦耗能保护装置,最内层的摩擦材料3和摇摆墙本体1固定连接,所述开槽钢板4与所述底座6固定,所述盖板2与所述底座6之间存在间隙,所述摇摆墙本体1上设置螺栓孔道和螺栓孔洞10、开槽孔洞11对应,设有螺栓5穿过螺栓孔洞10、开槽孔洞11到螺栓孔道,施加预紧力使所述摩擦耗能保护装置和摇摆墙加紧。
其中盖板2和摇摆墙本体1与摩擦材料3通过胶水粘结固定,整个构件通过螺栓施加预紧力组装起来。通过螺栓5施加预紧力,从而产生摩擦力。其中事先在摇摆墙本体1中预埋螺栓孔道,开槽钢板4与底座6固定,盖板与底座之间存在间隙,以便盖板2能在地震作用下能相应的移动。
本发明中,底座6是由钢板组成的,基础7是钢筋混凝土组成的。
其主要摩擦运动方向为上下运动,如图7所示本发明的开槽钢板4与底座6固定连接,开槽的形状为矩形,装置工作时的摩擦耗能方向为上下,沿着开槽孔洞11的长边方向运动。
本发明采用非对称摩擦,区别于对称摩擦,垫片在开槽钢板4板两侧不对称滑动,可以很好地分两阶段实现耗能。为摇摆墙提供附加耗能机制,在摩擦耗能的同时,很好地解决了在地震作用下墙角的保护问题。墙角容易在地震作用下发生碰撞磨损或破坏,该装置在地震作用下很大程度的削弱了地震作用。在极限状态条件下,将通过其关键耗能部件也就是非对称摩擦连接的稳定滑动。
摇摆墙在预制时,两边墙角支模放一个坡度形成切口,避免棱角的破损。如图8所示。
螺栓5的螺母与垫圈之间加入碟形弹簧9。采用碟形弹簧,用来保护被连接件的表面不受螺母擦伤,分散螺母对被连接件的压力,减少振动带来的脱离,减少预紧力的损失,以及降低摩擦升温带来的不利影响。
墙角容易在地震作用下发生碰撞磨损或破坏,本发明的摇摆强在摇摆墙本体1两侧墙角所述底座6之间分别安装二组所述的摩擦耗能保护装置,在地震作用下很大程度的削弱了地震作用,同时也可以参与地震时的耗能。
本发明摩擦耗能保护装置安装方便,便于损坏后的跟换和维修。
本发明摩擦耗能保护装置螺栓安装,需事先在摇摆墙预埋螺栓孔道,之后采用对穿螺栓,两边同时拧紧,以施加预紧力。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上,但它们并不是用来限定本发明的,任何熟习此技艺者,在不脱离本发明之精神和范围内,自当可作各种变化或润饰,因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。

Claims (8)

1.一种用于摇摆墙墙角的摩擦耗能保护装置,其特征在于:包括盖板(2)、摩擦材料(3)、开槽钢板(4),从外到内为四层固定连接,依次为盖板(2)、摩擦材料(3)、开槽钢板(4)、摩擦材料(3),所述开槽钢板(4)上设有竖直的开槽孔洞(11),其余每个所述层上都设有螺栓孔洞(10),所述开槽孔洞(11)和螺栓孔洞(10)位置对应,使螺栓能够穿过螺栓孔洞(10)和开槽孔洞(11)。
2.如权利要求1所述的用于摇摆墙墙角的摩擦耗能保护装置,其特征在于:所述摩擦材料(3)为废旧刹车片。
3.如权利要求1或2所述的用于摇摆墙墙角的摩擦耗能保护装置,其特征在于:所述盖板(2)和摩擦材料(3)通过胶水粘结固定。
4.如权利要求1或2所述的用于摇摆墙墙角的摩擦耗能保护装置,其特征在于:所述开槽钢板(4)为矩形。
5.一种摇摆墙,包括底座(6),所述底座(6)设置在基础(7)上,其特征在于:摇摆墙本体(1)两侧墙角所述底座(6)之间分别安装二组如权利要求1-4任一权利要求所述的摩擦耗能保护装置,最内层的摩擦材料(3)和摇摆墙本体(1)固定连接,所述开槽钢板(4)与所述底座(6)固定,所述盖板(2)与所述底座(6)之间存在间隙,所述摇摆墙本体(1)上设置螺栓孔道和螺栓孔洞(10)、开槽孔洞(11)对应,设有螺栓(5)穿过螺栓孔洞(10)、开槽孔洞(11)到螺栓孔道,施加预紧力使所述摩擦耗能保护装置和摇摆墙加紧。
6.如权利要求5所述的摇摆墙,其特征在于:所述摇摆墙本体(1)的两边墙角均有切口。
7.如权利要求5所述的摇摆墙,其特征在于:螺栓(5)的螺母与垫圈之间加入碟形弹簧(9)
如权利要求5所述的摇摆墙,其特征在于:所述最内层摩擦材料(3)和摇摆墙本体(1)通过胶水固定连接。
8.如权利要求5所述的摇摆墙,其特征在于:所述的底座(6)由钢板组成,
如权利要求5所述的摇摆墙,其特征在于:所述基础(7)是钢筋混凝土组成。
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