CN111335718B - 一种密缀板耗能格构柱结构及使用方法 - Google Patents
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Abstract
一种密缀板耗能格构柱结构，涉及抗震及减隔震装置技术领域，包括双肢格构柱、第一密缀板、阻尼器、弧形板、第二密缀板、固定板、橡胶层、混凝土，所述的一种密缀板耗能格构柱结构的使用方法，包括：包括步骤1、地基加固；步骤2、双肢格构柱定位于安装地点；步骤3、安装阻尼器；步骤4、安装固定板；步骤5、混凝土浇灌。本发明设有三重耗能结构，不占用室内空间，能够应对各种类型地震对框架式建筑的损害。
Description
技术领域
本发明涉及抗震及减隔震装置技术领域，具体涉及一种密缀板耗能格构柱结构及使用方法。
背景技术
框架式建筑的基本特征是由柱、梁和楼板承重，墙板仅作为围护和分隔空间的构件。框架之间的墙叫填充墙，不承重。框架式建筑的主要优点是空间分隔灵活，自重轻，有利于抗震，节省材料；其缺点是钢材和水泥用量较大，构件的总数量多，吊装次数多，接头工作量大，工序多。框架式建筑适合于要求具有较大空间的多层、高层民用建筑，多层工业厂房，地基较软弱的建筑和地震区的建筑。
汶川大地震之后，很多框架式建筑受到破坏，为了预防地震，有必要对框架式建筑进行抗震加固，在专利文献中也陆续出现了一些针对框架式建筑的抗震加固技术的文献，然而这些专利文献大多存在如下的问题：
1、结构复杂，施工周期长，导致经济成本过高；
2、加固结构处于室内，占用室内空间；
3、对框架式建筑的本身结构针对性不强，抗震效果不佳；
4、多仅具有单一的抗震减震结构，难以抵御连续性的地震冲击。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明公开了结构简单、造价低、针对框架式结构的自身特点、具有多重减震抗震功能的一种密缀板耗能格构柱结构，并公开了其使用方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种密缀板耗能格构柱结构，包括双肢格构柱，所述的双肢格构柱包括左柱肢和右柱肢，所述的左柱肢和右柱肢之间连接有水平设置的第一密缀板，所述的第一密缀板位于框架式建筑楼板之间的高度范围内，在楼板所在的楼层标高处且位于左柱肢和右柱肢之间还连接有连接板，所述的第一密缀板的左右端分别与左柱肢、右柱肢的壁表面刚性连接，所述的连接板的左右端分别与左柱肢、右柱肢的壁表面铰接，所述的左柱肢和右柱肢内均灌注有混凝土，所述的混凝土形成混凝土柱、并与地基固定连接，所述的左柱肢和右柱肢的底端与地基铰接，在右柱肢右表面与框架式建筑的左墙面之间还连接有阻尼器，所述的阻尼器左端与右柱肢铰接、右端与楼板所在的楼层标高处铰接。
优选的，所述的左柱肢和右柱肢为相同的结构，且任一柱肢的横截面均为“日”字形，所述的左柱肢和右柱肢由Q345或Q390高屈服点钢材制成；所述的第一密缀板由Q235低屈服点钢材制成，所述的第一密缀板的侧截面为“H”形。
优选的，所述的连接板由Q345高屈服点钢材制成，且所述的连接板的侧截面为“H”形，所述的第一密缀板由若干缀板构成，所述的连接板的侧截面的面积大于缀板的侧截面的面积。
优选的，所述的阻尼器为剪切型阻尼器。
优选的，所述的混凝土为高标号无收缩混凝土。
优选的，所述的右柱肢的右端面与框架式建筑的左墙面之间还设有纵截面为弧形的弧形板，所述的弧形板的两端分别与右柱肢的右端面刚性连接，在弧形板的内侧还设有由若干缀板构成的第二密缀板，所述的第二密缀板的左端与右柱肢的右端面刚性连接，第二密缀板的右端与弧形板的内表面刚性连接，所述的弧形板的外侧还铰接有固定板，所述的固定板的右端面还粘接有橡胶层，所述的橡胶层紧贴框架式建筑的墙面，所述的固定板和橡胶层通过螺栓与框架式建筑的墙体固定连接，所述的弧形板、第二密缀板均采用Q235低屈服点钢材制成。
优选的，所述的一种密缀板耗能格构柱结构的使用方法，包括步骤1、地基加固；步骤2、双肢格构柱定位于安装地点；步骤3、安装阻尼器；步骤4、安装固定板；步骤5、混凝土浇灌。
优选的，所述的一种密缀板耗能格构柱结构的使用方法，还包括将多个一种密缀板耗能格构柱结构并排安装于框架式建筑的墙面一侧的步骤。
本发明一种密缀板耗能格构柱结构及使用方法具有如下有益效果：
1、具有三重耗能结构：本发明针对框架式建筑的特点，设有针对框架结构的加固结构，即阻尼器，同时也设有针对填充墙体的加固结构，即固定板、弧形板、第二密缀板，在此基础上，使上述加固结构连接带有第一密缀板的双肢格构柱，从而通过三重耗能减震结构，可有效抵御地震对框架式建筑的损害。
2、不占用室内空间，可应对不同类型的地震：本发明设置于框架式建筑的外部，不占用室内使用空间，在多遇地震作用下，本发明的第一密缀板、弧形板、阻尼器、第二密缀板保持弹性状态，仅为框架式建筑提供弹性刚度支撑；而在设防地震和罕遇地震作用下，弧形板、第二密缀板、阻尼器、第一密缀板依次作用，消耗地震输入能量，对框架式建筑提供保护。
附图说明
图1：为本发明的结构示意图；
图2：为本发明的A-A1处的剖视结构示意图；
图3：为本发明设有弧形板的实施例的结构示意图；
1：框架式建筑，2：阻尼器，3：右柱肢，4：连接板，5：第一密缀板，6：左柱肢，7：混凝土柱，8：地基，9：第二密缀板，10：弧形板，11：螺栓，12：固定板，13：橡胶层。
具体实施方式
以下所述，是以阶梯递进的方式对本发明的实施方式详细说明，该说明仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”“下”“左”“右”“顶”“底”“内”“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1、图2、图3所示：
在一个实施例中，本发明一种密缀板耗能格构柱结构，包括双肢格构柱，所述的双肢格构柱包括左柱肢6和右柱肢3，所述的左柱肢6和右柱肢3之间连接有水平设置的第一密缀板5，所述的第一密缀板5位于框架式建筑1楼板之间的高度范围内，在楼板所在的楼层标高处且位于左柱肢6和右柱肢3之间还连接有连接板4，所述的第一密缀板5的左右端分别与左柱肢6、右柱肢3的壁表面刚性连接，所述的连接板4的左右端分别与左柱肢6、右柱肢3的壁表面铰接，所述的左柱肢6和右柱肢3内均灌注有混凝土，所述的混凝土形成混凝土柱7、并与地基8固定连接，所述的左柱肢6和右柱肢3的底端与地基8铰接，在右柱肢3右表面与框架式建筑1的左墙面之间还连接有阻尼器2，所述的阻尼器2左端与右柱肢3的右端面铰接、右端与楼板所在的楼层标高处铰接；本实施例给出了本发明的最基本结构，地震发生且框架式建筑1发生水平变形时，由于框架式建筑1的主要受力点集中在楼板所在的标高处，故本发明将阻尼器2设置于此，以加固梁柱与楼板的交接点，以免梁柱断裂；在此基础上，阻尼器会2带动双肢格构柱与框架式建筑1共同变形，由于双肢格构柱在楼层标高处铰接刚性连接板4，对双肢格构柱的水平变形起不到阻止作用，而沿竖向在两个连接板4之间的第一密缀板5由于与柱肢采用刚性连接，因此被框架式建筑1带动的水平变形会由第一密缀板5发生变形去抵抗，在抵抗中消耗地震能量。
在进一步的实施例中，所述的左柱肢6和右柱肢3为相同的结构，且任一柱肢的横截面均为“日”字形，所述的左柱肢6和右柱肢3由Q345或Q390高屈服点钢材制成；所述的第一密缀板5由Q235低屈服点钢材制成，所述的第一密缀板的侧截面为“H”形；本实施例中，由于柱肢的钢屈服点更高，因此，相对而言，密缀板5会起到耗能减震的作用。
在进一步的实施例中，所述的连接板4由Q345高屈服点钢材制成，且所述的连接板4的侧截面为“H”形，所述的第一密缀板5由若干缀板构成，所述的连接板4的侧截面的面积大于任一缀板的侧截面的面积；连接板4采用高屈服点钢材，可以有效避免左柱肢6和右柱肢3受外力左右分开。
在进一步的实施例中，所述的阻尼器2为剪切型阻尼器。
在进一步的实施例中，所述的混凝土为高标号无收缩混凝土。
在进一步的实施例中，所述的右柱肢3的右端面与框架式建筑1的左墙面之间还设有纵截面为弧形的弧形板10，所述的弧形板10的两端分别与右柱肢3的右端面刚性连接，在弧形板10的内侧还设有由若干缀板构成的第二密缀板9，所述的第二密缀板9的左端与右柱肢3的右端面刚性连接，第二密缀板9的右端与弧形板10的内表面刚性连接，所述的弧形板10的外侧还铰接有固定板12，所述的固定板12的右端面还粘接有橡胶层13，所述的橡胶层紧贴框架式建筑1的墙面，所述的固定板12和橡胶层13通过螺栓11与框架式建筑1的墙体固定连接，所述的弧形板10、第二密缀板9均采用Q235低屈服点钢材制成；本实施例做出了进一步改进，当地震发生时框架式建筑1水平变形，弧形板10和第二密缀板9可以进一步起到耗能减震的作用，固定板12受到墙体的挤压，使弧形板10受力，第二密缀板9及弧形板10剪切变形，进而屈服耗能，消耗地震能量，避免填充墙体从框架式建筑1上脱落。
在进一步的实施例中，所述的一种密缀板耗能格构柱结构的使用方法，包括步骤1、地基8加固；步骤2、双肢格构柱定位于安装地点；步骤3、安装阻尼器2；步骤4、安装固定板12；步骤5、混凝土浇灌。
在进一步的实施例中，所述的一种密缀板耗能格构柱结构的使用方法，还包括将多个一种密缀板耗能格构柱结构并排安装于框架式建筑1的墙面一侧的步骤。
本发明的使用原理：
本发明针对框架式建筑1的特点，设有针对框架结构的加固结构，即阻尼器2，同时也设有针对填充墙体的加固结构，即固定板12、弧形板10、第二密缀板9，在此基础上，使上述加固结构连接带有第一密缀板5的双肢格构柱，从而通过三重耗能减震结构，可有效抵御地震对框架式建筑1的损害。
本发明设置于框架式建筑1的外部，不占用室内使用空间，在多遇地震作用下，本发明的第一密缀板5、弧形板10、阻尼器2、第二密缀板9保持弹性状态，仅为框架式建筑1提供弹性刚度支撑；而在设防地震和罕遇地震作用下，弧形板10、第二密缀板9、阻尼器2、第一密缀板5依次作用，消耗地震输入能量，对框架式建筑1提供保护。
Claims (3)
1.一种密缀板耗能格构柱结构，其特征为：包括双肢格构柱，所述的双肢格构柱包括左柱肢和右柱肢，所述的左柱肢和右柱肢之间连接有水平设置的第一密缀板，所述的第一密缀板位于框架式建筑楼板之间的高度范围内，在楼板所在的楼层标高处且位于左柱肢和右柱肢之间还连接有连接板，所述的第一密缀板的左右端分别与左柱肢、右柱肢的壁表面刚性连接，所述的连接板的左右端分别与左柱肢、右柱肢的壁表面铰接，所述的左柱肢和右柱肢内均灌注有混凝土，所述的混凝土形成混凝土柱、并与地基固定连接，所述的左柱肢和右柱肢的底端与地基铰接，在右柱肢右表面与框架式建筑的左墙面之间还连接有阻尼器，所述的阻尼器左端与右柱肢铰接、右端与楼板所在的楼层标高处铰接；所述的左柱肢和右柱肢为相同的结构，且任一柱肢的横截面均为“日”字形，所述的左柱肢和右柱肢由Q345或Q390高屈服点钢材制成；所述的第一密缀板由Q235低屈服点钢材制成，所述的第一密缀板的侧截面为“H”形；所述的连接板由Q345高屈服点钢材制成，且所述的连接板的侧截面为“H”形，所述的第一密缀板由若干缀板构成，所述的连接板的侧截面的面积大于缀板的侧截面的面积；所述的阻尼器为剪切型阻尼器；所述的混凝土为高标号无收缩混凝土；所述的右柱肢的右端面与框架式建筑的左墙面之间还设有纵截面为弧形的弧形板，所述的弧形板的两端分别与右柱肢的右端面刚性连接，在弧形板的内侧还设有由若干缀板构成的第二密缀板，所述的第二密缀板的左端与右柱肢的右端面刚性连接，第二密缀板的右端与弧形板的内表面刚性连接，所述的弧形板的外侧还铰接有固定板，所述的固定板的右端面还粘接有橡胶层，所述的橡胶层紧贴框架式建筑的墙面，所述的固定板和橡胶层通过螺栓与框架式建筑的墙体固定连接，所述的弧形板、第二密缀板均采用Q235低屈服点钢材制成。
2.如权利要求1所述的一种密缀板耗能格构柱结构的使用方法，其特征为：包括步骤1、地基加固；步骤2、双肢格构柱定位于安装地点；步骤3、安装阻尼器；步骤4、安装固定板；步骤5、混凝土浇灌。
3.如权利要求2所述的一种密缀板耗能格构柱结构的使用方法，其特征为：还包括将多个一种密缀板耗能格构柱结构并排安装于框架式建筑的墙面一侧的步骤。
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