CN111794366B - 一种预制装配式建筑物、施工方法、工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种预制装配式建筑物、施工方法、工作方法,设计要点在于,第一半程阻尼单元的竖向转动杆的的螺纹方向、与第二半程阻尼单元的竖向转动杆的螺纹方向一致,第一半程阻尼单元、第二半程阻尼单元的齿条放置于转动竖向杆的不同侧:或者,第一半程阻尼单元、第二半程阻尼单元的齿条均置于转动竖向杆的同侧,第一半程阻尼单元的竖向转动杆的的螺纹方向、与第二半程阻尼单元的竖向转动杆的螺纹方向一致,此时,第一半程阻尼单元、第二半程阻尼单元的竖向转动杆转动方向相同。
Description
技术领域
本发明涉及预制装配式结构这一领域,具体涉及一种预制装配式建筑物、施工方法、工作方法。
背景技术
预制结构中设置阻尼器(例如:CN106049956A公开了一种预制结构节点耗能减震T型阻尼器,包括位于工型钢腹板两侧呈镜面对称设置的两个L型钢和位于预制混凝土柱侧壁上的预制钢板,L型钢包括腹板和翼缘,腹板的两侧分别设有贯穿腹板的上、下端面的凹槽,翼缘包括两个分别与预制钢板平行的钢板,两个钢板之间设有粘弹性材料层)是预制结构常见的设计。
而对于预制结构节点而言,随振动幅值大小来调节阻尼是现今阻尼器发展的趋势之一。然而,还缺乏可有效的应用于一种预制装配式建筑物的可调阻尼的阻尼器。
发明内容
本发明的目的是提供一种预制装配式建筑物、施工方法、工作方法,能够提高预制装配式建筑物的抗震效果。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:
一种预制装配式建筑物,包括预制上梁、预制下梁、在预制上梁与预制下梁之间安装有振幅调节阻尼器;
振幅调节阻尼器,包括:第一半程阻尼单元、第二半程阻尼单元;
其中,第一、第二半程阻尼单元均包括:预制上梁固定的齿条、至少2个竖向转动杆、摩擦阻尼部、导向柱;所述的竖向转动杆均与预制下梁2通过轴承转动连接;所述的竖向转动杆的上部均设置有水平齿轮,在预制上梁上设置有与所述的竖向转动杆的上部的水平齿轮对应的齿条;第一半程阻尼单元的所述的竖向转动杆的转动方向保持一致;在第一半程阻尼单元的每个竖向转动杆的中间部位固接有转动摩擦耗能盘,在转动摩擦耗能盘的表面的两侧设置有橡胶摩擦层;所述摩擦阻尼部包括:上部压力板、下部摩擦板、弹簧组件;所述上部压力板与下部摩擦板之间连接有若干组弹簧组件;导向柱6的数量为至少3根,下部摩擦板的边部设置有若干导向孔,所述导向柱穿过所述导向孔;所述导向柱与导向孔的大小适配;同时,在下部摩擦板还设置有用于穿过竖向转动杆的通过孔,所述通过孔较竖向转动杆的截面大,以防止下部摩擦板与竖向转动杆发生碰撞;竖向转动杆3上设置有螺纹,在上部压力板设置有螺纹孔;
第二半程阻尼单元的竖向转动杆的转动方向,与第一半程阻尼单元的竖向转动杆的转动方向相反。
进一步,所述齿条沿着预制上梁的长度方向设置。
进一步,第一半程阻尼单元的竖向转动杆的的螺纹方向、与第二半程阻尼单元的竖向转动杆的螺纹方向一致,第一半程阻尼单元、第二半程阻尼单元的齿条放置于转动竖向杆的不同侧。
进一步,第一半程阻尼单元、第二半程阻尼单元的齿条均置于转动竖向杆的同侧,第一半程阻尼单元的竖向转动杆的的螺纹方向、与第二半程阻尼单元的竖向转动杆的螺纹方向一致。
进一步,竖向转动杆的数量为4个,上部压力板与4个竖向转动杆通过螺纹-螺纹孔上下转动。
进一步,在初始条件下,上部压力板与下部摩擦板的距离为:弹簧组件在无受力条件下的长度+下部摩擦板的自重/弹簧组件的弹性系数。
一种预制装配式建筑物的工作方法,如下:
第一半程阻尼单元的作用过程:当预制上梁与预制下梁从平衡位置,移动到第一远离点时,上部压力板下移,通过弹簧组件,对下部摩擦板的压力逐渐增大,进而使得下部摩擦板与转动摩擦耗能盘的压力增大,即在从平衡位置到第一远离点的过程中,阻尼逐渐增大;当从第一远离点回到平衡位置时,上部压力板上移,通过弹簧组件,其对下部摩擦板的压力逐渐减小,进而使得下部摩擦板与转动摩擦耗能盘的压力减小,即在从第一远离点到平衡位置到的过程中,阻尼逐渐减小;与此对应的,橡胶摩擦层具有一定的弹性,能够适应下部摩擦板与转动摩擦耗能盘的压力增大的情形;而当预制上梁与预制下梁从平衡位置,移动到第二远离点时,上部压力板继续上移,上部压力板通过弹簧组件提升上部摩擦板;上部摩擦板与转动摩擦耗能盘分离;当预制上梁与预制下梁从第二远离点回到平衡位置时,上部摩擦板与转动耗能盘分离。
第二半程阻尼单元的作用过程:当预制上梁与预制下梁从平衡位置,移动到第一远离点时,上部压力板上移,上部压力板通过弹簧组件提升上部摩擦板;上部摩擦板与转动摩擦耗能盘分离;当从第一远离点回到平衡位置时,在此过程中,上部摩擦板与转动摩擦耗能盘始终分离,上部压力板下移,待到平衡位置时,上部摩擦板与转动摩擦耗能盘接触;
而当预制上梁与预制下梁从平衡位置移动到第二远离点时,上部压力板下移,通过弹簧组件,带着下部摩擦板的压力逐渐增大,进而使得下部摩擦板与转动摩擦耗能盘的压力增大,即在从平衡位置到第二远离点的过程中,阻尼逐渐增大;
当从第二远离点回到平衡位置时,上部压力板上移,通过弹簧组件,其对下部摩擦板的压力逐渐减小,进而使得下部摩擦板与转动摩擦耗能盘的压力减小,即在从第二远离点到平衡位置到的过程中,阻尼逐渐减小。
一种预制装配式建筑物的安装方法,其包括以下步骤:
第一,在预制下梁安装第一半程阻尼单元、第二半程阻尼单元的导向柱;
第二,在预制上梁的下侧安装固定齿条;
第三,在预制下梁下方安装第一半程阻尼单元、第二半程阻尼单元的轴承以及竖向转动杆;
在安装第一半程阻尼单元、第二半程阻尼单元的竖向转动杆时,预先将摩擦阻尼部5的上部压力板、下部摩擦板套入竖向转动杆内;
第四,调节第一半程阻尼单元以及第二半程阻尼单元各自的上部压力板与下部摩擦板之间的间距、且上部压力板与下部摩擦板保持水平,在上部压力板、下部摩擦板之间安装弹簧组件。
本发明与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:
1)本申请给出了三组独立权利要求,即一种预制装配式建筑物、施工方法、工作方法。
2)本申请给出了两个设计思想之一是:第一半程阻尼单元的竖向转动杆的的螺纹方向、与第二半程阻尼单元的竖向转动杆的螺纹方向一致,第一半程阻尼单元、第二半程阻尼单元的齿条放置于转动竖向杆的不同侧(即第一半程阻尼单元的齿条在预制上梁的左侧,第二半程阻尼单元的齿条在预制上梁的右侧,或者,第一半程阻尼单元的齿条在预制上梁的右侧,第二半程阻尼单元的齿条在预制上梁的左侧);此时,第一半程阻尼单元、第二半程阻尼单元的竖向转动杆转动方向相反。
3)本申请给出了两个设计思想之一是:第一半程阻尼单元、第二半程阻尼单元的齿条均置于转动竖向杆的同侧,第一半程阻尼单元的竖向转动杆的的螺纹方向、与第二半程阻尼单元的竖向转动杆的螺纹方向一致,此时,第一半程阻尼单元、第二半程阻尼单元的竖向转动杆转动方向相同。
附图说明
下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的详细说明,但并不构成对本发明的任何限制。
图1是实施例一的第一半程阻尼单元的设计示意图。
图2是实施例一的第二半程阻尼单元的设计示意图。
图3是实施例一的一种摩擦阻尼部的设计示意图。
图4是实施例一的另外一种摩擦阻尼部的设计示意图。
图5是实施例一的第一半程阻尼单元的下部摩擦板的俯视图。
图6是实施例一的第一半程阻尼单元的另外一种的下部摩擦板的俯视图。
具体实施方式
实施例一,对于摩擦阻尼器而言,其耗能与摩擦物之间的压力、摩擦物之间的摩擦系数、摩擦距离三个参数相关。
一种预制装配式建筑物,包括预制上梁1、预制下梁2、在预制上梁1与预制下梁2之间安装有振幅调节阻尼器;
振幅调节阻尼器,包括:第一半程阻尼单元、第二半程阻尼单元;
第一半程阻尼单元包括:至少2个竖向转动杆3、摩擦阻尼部5、导向柱6;
所述的竖向转动杆均与预制下梁2通过轴承转动连接;
所述的竖向转动杆的上部均设置有水平齿轮,在预制上梁1上设置有与所述的竖向转动杆的上部的水平齿轮对应的齿条;
第一半程阻尼单元的所述的竖向转动杆的转动方向保持一致;
在第一半程阻尼单元的每个竖向转动杆的中间部位固接有转动摩擦耗能盘,在转动摩擦耗能盘的表面的两侧设置有橡胶摩擦层;
所述摩擦阻尼部5包括:上部压力板5-1、下部摩擦板5-2、弹簧组件5-3;所述上部压力板5-1与下部摩擦板5-2之间连接有若干组弹簧组件5-3;
还包括:至少3根导向柱6,下部摩擦板5-2的边部设置有若干导向孔,所述导向柱6穿过所述导向孔;所述导向柱6与导向孔的大小适配;
同时,在下部摩擦板5-2还设置有用于穿过竖向转动杆的通过孔,所述通过孔较竖向转动杆的截面大,以防止下部摩擦板5-2与竖向转动杆发生碰撞(下部摩擦板5-2与竖向转动杆不接触);
竖向转动杆3上设置有螺纹,在上部压力板5-1设置有螺纹孔;在竖向转动杆3转动时,通过两个竖向转动杆的螺纹-上部压力板5-1的螺纹孔,带动上部压力板上升或者下降,进而通过上部压力板5-1与下部摩擦板5-2之间的压(拉)力(上部压力板5-1有2个螺纹孔,使得上部压力板只能上下移动而不能转动);
优选的,竖向转动杆的数量为4个,上部压力板5-1与4个竖向转动杆通过螺纹-螺纹孔上下转动。
第二半程阻尼单元的结构与第一半程阻尼单元的结构相同;
第二半程阻尼单元的竖向转动杆的转动方向,与第一半程阻尼单元的竖向转动杆的转动方向相反。
例如,图1与图2的方案,由于齿条放置的位置不同,在第一结构物与第二结构物发生相对位移时,第一半程阻尼单元的竖向转动杆的转动方向,与第二半程阻尼单元的竖向转动杆的转动方向,相反。
第一半程阻尼单元的竖向转动杆的的螺纹方向、与第二半程阻尼单元的竖向转动杆的螺纹方向一致。
第一半程阻尼单元的作用过程如下:当预制上梁1与预制下梁2从平衡位置,移动到第一远离点时,上部压力板下移,通过弹簧组件,对下部摩擦板的压力逐渐增大,进而使得下部摩擦板与转动摩擦耗能盘的压力增大,即在从平衡位置到第一远离点(位移逐渐增大)的过程中,阻尼逐渐增大;
当从第一远离点回到平衡位置时,上部压力板上移,通过弹簧组件,其对下部摩擦板的压力逐渐减小,进而使得下部摩擦板与转动摩擦耗能盘的压力减小,即在从第一远离点到平衡位置到的过程中,阻尼逐渐减小;
与此对应的,橡胶摩擦层具有一定的弹性,可以适应下部摩擦板与转动摩擦耗能盘的压力增大的情形;
而当预制上梁1与预制下梁2从平衡位置,移动到第二远离点时(第一远离点与第二远离点对应,在平衡位置的反方向),上部压力板继续上移,上部压力板通过弹簧组件提升上部摩擦板;上部摩擦板与转动摩擦耗能盘分离;
当预制上梁1与预制下梁2从第二远离点回到平衡位置时,上部摩擦板与转动耗能盘分离。
第二半程阻尼单元的作用过程如下:当预制上梁1与预制下梁2从平衡位置,移动到第一远离点时,上部压力板上移,上部压力板通过弹簧组件5-3提升上部摩擦板;上部摩擦板与转动摩擦耗能盘分离;
当从第一远离点回到平衡位置时,在此过程中,上部摩擦板与转动摩擦耗能盘始终分离,上部压力板下移,待到平衡位置时,上部摩擦板与转动摩擦耗能盘;
而当预制上梁1与预制下梁2从平衡位置,移动到第二远离点时(第一远离点与第二远离点对应,在平衡位置的反方向),上部压力板下移,通过弹簧组件,带着下部摩擦板的压力逐渐增大,进而使得下部摩擦板与转动摩擦耗能盘的压力增大,即在从平衡位置到第二远离点(位移逐渐增大)的过程中,阻尼逐渐增大;
当从第二远离点回到平衡位置时,上部压力板上移,通过弹簧组件,其对下部摩擦板的压力逐渐减小,进而使得下部摩擦板与转动摩擦耗能盘的压力减小,即在从第二远离点到平衡位置到的过程中,阻尼逐渐减小。
即第二半程阻尼单元、与第一半程阻尼单元的设置相同,其不同仅仅是齿条-齿轮的位置不同。
在初始条件下,上部压力板与下部摩擦板的距离为:弹簧组件在无受力条件下的长度+ 下部摩擦板的自重/弹簧组件5-3的弹性系数(在初始条件下,下部摩擦板与第一转动摩擦耗能盘、第二转动摩擦耗能盘的压力为0)(弹簧处于拉伸状态)。在工程实际中,弹簧组件5-3 的弹性系数较高时(多个弹簧串联),在初始条件下,保持0作用力也可。
实施例二:
第二种设计:第一半程阻尼单元的竖向转动杆、第二半程阻尼单元的竖向转动杆的转动方向相同。
第一半程阻尼单元的竖向转动杆的螺纹方向、与第二半程阻尼单元的竖向转动杆的螺纹方向相反。
其工作方法,即第一半程阻尼单元的作用过程,第二半程阻尼单元的作用同实施例二的第一种设计相同。
一种预制装配式建筑物的安装方法,其包括以下步骤:
第一,在预制下梁2安装第一半程阻尼单元、第二半程阻尼单元的导向柱;
第二,在预制上梁1的下侧安装固定齿条;
第三,在预制下梁2下方安装第一半程阻尼单元、第二半程阻尼单元的轴承以及竖向转动杆;
在安装第一半程阻尼单元、第二半程阻尼单元的竖向转动杆时,预先将摩擦阻尼部5的上部压力板、下部摩擦板套入竖向转动杆内;
第四,调节第一半程阻尼单元以及第二半程阻尼单元各自的上部压力板与下部摩擦板之间的间距、且上部压力板与下部摩擦板保持水平,在上部压力板、下部摩擦板之间安装弹簧组件。
以上所举实施例为本发明的较佳实施方式,仅用来方便说明本发明,并非对本发明作任何形式上的限制,任何所属技术领域中具有通常知识者,若在不脱离本发明所提技术特征的范围内,利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例,并且未脱离本发明的技术特征内容,均仍属于本发明技术特征的范围内。
Claims (7)
1. 一种预制装配式建筑物,其特征在于,包括预制上梁、预制下梁、 在预制上梁与预制下梁之间安装有振幅调节阻尼器;
振幅调节阻尼器,包括:第一半程阻尼单元、第二半程阻尼单元;
其中,第一、第二半程阻尼单元均包括:预制上梁固定的齿条、至少2个竖向转动杆、摩擦阻尼部、导向柱;所述的竖向转动杆均与预制下梁通过轴承转动连接;所述的竖向转动杆的上部均设置有水平齿轮,在预制上梁上设置有与所述的竖向转动杆的上部的水平齿轮对应的齿条;第一半程阻尼单元的所述的竖向转动杆的转动方向保持一致;在第一半程阻尼单元的每个竖向转动杆的中间部位固接有转动摩擦耗能盘,在转动摩擦耗能盘的表面的两侧设置有橡胶摩擦层;所述摩擦阻尼部包括:上部压力板、下部摩擦板、弹簧组件; 所述上部压力板与下部摩擦板之间连接有若干组弹簧组件;导向柱的数量为至少3根,下部摩擦板的边部设置有若干导向孔,所述导向柱穿过所述导向孔;所述导向柱与导向孔的大小适配;同时,在下部摩擦板还设置有用于穿过竖向转动杆的通过孔,所述通过孔较竖向转动杆的截面大,以防止下部摩擦板与竖向转动杆发生碰撞;竖向转动杆上设置有螺纹,在上部压力板设置有螺纹孔;
第二半程阻尼单元的竖向转动杆的转动方向,与第一半程阻尼单元的竖向转动杆的转动方向相反;
所述的预制装配式建筑物的工作方法为:第一半程阻尼单元的作用过程:当预制上梁与预制下梁从平衡位置,移动到第一远离点时,上部压力板下移,通过弹簧组件,对下部摩擦板的压力逐渐增大,进而使得下部摩擦板与转动摩擦耗能盘的压力增大,即在从平衡位置到第一远离点的过程中,阻尼逐渐增大;当从第一远离点回到平衡位置时,上部压力板上移,通过弹簧组件,其对下部摩擦板的压力逐渐减小,进而使得下部摩擦板与转动摩擦耗能盘的压力减小,即在从第一远离点到平衡位置到的过程中,阻尼逐渐减小;与此对应的,橡胶摩擦层具有一定的弹性,能够适应下部摩擦板与转动摩擦耗能盘的压力增大的情形;而当预制上梁与预制下梁从平衡位置,移动到第二远离点时,上部压力板继续上移,上部压力板通过弹簧组件提升上部摩擦板;上部摩擦板与转动摩擦耗能盘分离;当预制上梁与预制下梁从第二远离点回到平衡位置时,上部摩擦板与转动耗能盘分离;
第二半程阻尼单元的作用过程:当预制上梁与预制下梁从平衡位置,移动到第一远离点时,上部压力板上移,上部压力板通过弹簧组件提升上部摩擦板;上部摩擦板与转动摩擦耗能盘分离;当从第一远离点回到平衡位置时,在此过程中,上部摩擦板与转动摩擦耗能盘始终分离,上部压力板下移,待到平衡位置时,上部摩擦板与转动摩擦耗能盘接触;
而当预制上梁与预制下梁从平衡位置移动到第二远离点时,上部压力板下移,通过弹簧组件,带着下部摩擦板的压力逐渐增大,进而使得下部摩擦板与转动摩擦耗能盘的压力增大,即在从平衡位置到第二远离点的过程中,阻尼逐渐增大;
当从第二远离点回到平衡位置时,上部压力板上移,通过弹簧组件,其对下部摩擦板的压力逐渐减小,进而使得下部摩擦板与转动摩擦耗能盘的压力减小,即在从第二远离点到平衡位置到的过程中,阻尼逐渐减小。
2.如权利要求1所述的一种预制装配式建筑物,其特征在于,所述齿条沿着预制上梁的长度方向设置。
3.如权利要求1所述的一种预制装配式建筑物,其特征在于,第一半程阻尼单元的竖向转动杆的螺纹方向、与第二半程阻尼单元的竖向转动杆的螺纹方向一致,第一半程阻尼单元、第二半程阻尼单元的齿条放置于转动竖向杆的不同侧。
4.如权利要求1所述的一种预制装配式建筑物,其特征在于,第一半程阻尼单元、第二半程阻尼单元的齿条均置于转动竖向杆的同侧,第一半程阻尼单元的竖向转动杆的螺纹方向、与第二半程阻尼单元的竖向转动杆的螺纹方向一致。
5.如权利要求1所述的一种预制装配式建筑物,其特征在于,竖向转动杆的数量为4个,上部压力板与4个竖向转动杆通过螺纹-螺纹孔上下转动。
6.如权利要求1所述的一种预制装配式建筑物,其特征在于,在初始条件下,上部压力板与下部摩擦板的距离为:弹簧组件在无受力条件下的长度+下部摩擦板的自重/弹簧组件的弹性系数。
7.如权利要求1至6任意一项所述的一种预制装配式建筑物的安装方法,其特征在于,其包括以下步骤:
第一,在预制下梁安装第一半程阻尼单元、第二半程阻尼单元的导向柱;
第二,在预制上梁的下侧固定安装齿条;
第三,在预制下梁下方安装第一半程阻尼单元、第二半程阻尼单元的轴承以及竖向转动杆;
在安装第一半程阻尼单元、第二半程阻尼单元的竖向转动杆时,预先将摩擦阻尼部的上部压力板、下部摩擦板套入竖向转动杆内;
第四,调节第一半程阻尼单元以及第二半程阻尼单元各自的上部压力板与下部摩擦板之间的间距、且上部压力板与下部摩擦板保持水平,在上部压力板、下部摩擦板之间安装弹簧组件。
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