CN206784668U - 一种填充体与框架主体半柔性连接阻尼耗能装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种填充体与框架主体半柔性连接阻尼耗能装置，它包括弯钩、拉结筋、直螺纹套筒和加肋套筒；直螺纹套筒伸入加肋套筒内并通过连接装置与加肋套筒连接；拉结筋一端设置弯钩，另一端设置螺纹端头，拉结筋与直螺纹套筒螺纹连接；加肋套筒开口处设置有阻尼橡胶塞。本实用新型在中、小震作用下充分利用填充墙刚度的有利影响，大震作用下保证填充墙平面外稳定性；装置能实现批量化生产，减少施工工序，同时还具有优越的抗震性能，在实际工程中可推广应用。

Description

一种填充体与框架主体半柔性连接阻尼耗能装置

技术领域

本实用新型涉及一种填充体与框架主体半柔性连接阻尼耗能装置。

背景技术

近年来，随着装饰工程的发展，框架结构中非结构构件的造价占到了建筑总造价的一半以上，填充墙的破坏意味着建筑价值的严重损失，且破坏后修复极为困难；因此，关注填充墙等非结构构件的抗震能力显得尤为重要。

目前由于考虑到墙体与框架之间的可靠连接以及施工上的便利，框架主体与填充墙的连接方式广泛采用刚性连接，而刚性连接的做法又包括预埋拉结筋和化学植筋。而刚性连接也存在着诸多问题，如增加结构刚度，使整个结构的地震作用显著增加；使结构楼层刚度变化不均匀而形成薄弱层；墙梁作用形成框架短梁，使预期的“强柱弱梁”机制实现困难，导致结构倒塌；在地震作用下，填充墙约束框架柱部分柱段的侧移变形，使得局部抗侧刚度过大，分担的地震剪力突然增大，往往导致短柱破坏；刚性连接时，填充墙参与主体结构受力，其自身抗侧移刚度大，所分配到的地震力也大，而填充墙的砌块和砂浆的抗拉强度都较低，其界面的粘结强度也较低，使得填充墙在地震作用下很容易开裂甚至倒塌。

为克服刚性连接的弊端，西南15G701《混凝土结构轻质填充墙构造图集》给出的做法是：在填充墙与框架之间留出不小于20mm的间隙，缝隙用发泡聚氨酯材料填充，并用弹性密封材料封缝。但该方式连接处的处理比较复杂，一般需要专业施工队施工，成本较高、工期较长，所以一般施工企业很少采用。所以一种既能保证填充墙在中小地震作用下具有一定刚度，同时确保墙体平面外稳定性、易于施工、造价低的连接装置的研发势在必行。

10SG614-2《填充墙填充墙构造详图(二)(与主体结构柔性连接)》给出构造方案A(与框架柱完全脱开)和构造方案B(与框架柱脱开但仍有水平钢筋连接)，两种方案均需在填充墙内设置填充墙组合柱，组合柱底部为固端连接，顶端与主体的梁或板铰接。该图集将填充墙组合柱引入，这对平面外抗弯相当有利，但钢筋施工繁琐，增加了工程造价和施工难度，所以应用较少。

西南15G701《混凝土结构轻质填充墙构造图集》给出的做法是：在填充墙与框架之间留出不小于20mm的间隙，缝隙用发泡聚氨酯材料填充，并用弹性密封材料封缝。该方式较10SG614-2给出的方式安全性高，但连接处的处理比较复杂，一般需要专业施工队施工，成本较高、工期较长，所以一般施工企业不愿意采用该方式。

北京地方标准DB11T/742-2010《框架填充墙(轻集料砌块)设计及施工技术规程》给出的做法是：水平方向与框架柱采用柔性连接(即用水平系梁代替填充墙与柱的拉结筋)，竖向与框架梁板采用刚性连接。该方式可谓是“刚柔并济”，比前两种方式更简便和更经济，但其使用范围小，目前仅适用于北京地区的轻集料填充墙，能否在其他地区应用还有待理论研究和实践检验。目前，无论是国家标准还是地方标准，给出的柔性连接方式都比刚性连接方式的工艺更复杂、造价更高、施工周期更长，这是我国实际施工中为什么柔性连接方式难以推广的根本原因。

梁炜宇，傅忠民等人提出一种填充墙与框架新的柔性连接方式：通过连接件连接拉结钢筋,并用聚苯乙烯或其他柔性材料填缝，连接件上开椭圆孔与拉结钢筋连接，保证地震力作用下有一定的位移,不会直接对框架产生影响。但是，当位移超出一定范围导致拉结筋与连接件脱开时，则无法保证墙体的出平面稳定性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种降低框架填充墙初始刚度，提高框架填充墙平面外稳定性的填充体与框架主体半柔性连接阻尼耗能装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种填充体与框架主体半柔性连接阻尼耗能装置，它包括弯钩、拉结筋、直螺纹套筒和加肋套筒；

直螺纹套筒伸入加肋套筒内并通过连接装置与加肋套筒连接；

拉结筋一端设置弯钩，另一端设置螺纹端头，拉结筋与直螺纹套筒螺纹连接；

加肋套筒开口处设置有阻尼橡胶塞。

作为优选方式，连接装置为连杆，连杆的一端连接直螺纹套筒，另一端固定在加肋套筒内。

作为优选方式，直螺纹套筒端部设置有4个扇形板，扇形板之间相隔2mm。

作为优选方式，加肋套筒内设置有四根加劲肋，加劲肋截面为矩形，加劲肋的宽为2mm，使用时可以嵌入扇形板之间的空隙与扇形板配合使用。

作为优选方式，加肋套筒开口处为外小内大，阻尼橡胶塞为空心圆台，也为外小内大，阻尼橡胶塞与加肋套筒开口处通过胶粘剂粘合。

作为优选方式，弯钩弯折角为135°。

作为优选方式，加肋套筒外壁设置有弧形锚固齿。

作为优选方式，弧形锚固齿的端部为向加肋套筒方向凹的弧形。

本实用新型的有益效果是：本实用新型在中、小震作用下充分利用填充墙刚度的有利影响，大震作用下保证填充墙平面外稳定性；装置能实现批量化生产，减少施工工序，同时还具有优越的抗震性能，在实际工程中可推广应用。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型弯钩示意图；

图3为本实用新型螺纹端头示意图；

图4为本实用新型直螺纹套筒示意图；

图5为图4中1-1剖视示意图；

图6为本实用新型阻尼橡胶塞示意图之一；

图7为本实用新型阻尼橡胶塞示意图之二；

图8为本实用新型加肋套筒示意图；

图9为图8中2-2剖视示意图；

图10为本实用新型弧形锚固齿示意图；

图中，1-弯钩，2-拉结筋，3-螺纹端头，4-直螺纹套筒，5-阻尼橡胶塞，6-加肋套筒，7-弧形锚固齿。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

如图1～图10所示，一种填充体与框架主体半柔性连接阻尼耗能装置，它包括弯钩1、拉结筋2、直螺纹套筒4和加肋套筒6；

直螺纹套筒4伸入加肋套筒6内并通过连接装置与加肋套筒6连接；

拉结筋2一端设置弯钩1，另一端设置螺纹端头3，拉结筋2与直螺纹套筒4螺纹连接；拉结筋2与弯钩1一体成型。

加肋套筒6开口处设置有阻尼橡胶塞5。如图3所示，螺纹端头3的长度为45mm，内径为5mm，外径为6mm。直螺纹套筒4的直径为8mm，直螺纹套筒4内设置内螺纹，内螺纹的内径为5mm，外径为6mm。

优选地，连接装置为连杆，连杆的一端连接直螺纹套筒4，另一端固定在加肋套筒6内。

优选地，直螺纹套筒4端部设置有4个扇形板，扇形板之间相隔2mm。如图4和图5所示，扇形板的外边缘在同一个圆上，该圆的直径为16mm。扇形板厚度为3mm。

优选地，加肋套筒6内设置有四根加劲肋，加劲肋截面为矩形，加劲肋的宽为2mm，如图9所示，加劲肋的高度为4mm，使用时可以嵌入扇形板之间的空隙与扇形板配合使用。

优选地，加肋套筒6开口处为外小内大，阻尼橡胶塞5为空心圆台，也为外小内大，阻尼橡胶塞5与加肋套筒6开口处通过胶粘剂粘合。如图6和图7所示，阻尼橡胶塞5下底为16mm，上底为12mm，高为7mm。阻尼橡胶塞5内部的空心圆柱直径为8mm。加肋套筒6的内径为16mm，开口处的最小直径为12mm，加肋套筒6开口处的最厚壁厚为4mm，开口处由小到大的一段长为7mm。加肋套筒6内形成的圆柱形空腔的长度为51mm，加肋套筒6尾部和侧壁的厚度为2mm。加肋套筒6的尾部直径为20mm(2mm+7mm+2mm+7mm+2mm＝20mm)。

优选地，弯钩1弯折角为135°。如图2所示，弯钩1包括弧形段和直杆段，弧形段形成小圆和大圆，小圆的半径为12mm，大圆的半径为18mm，直杆段的长度为24mm，直径为6mm。

优选地，加肋套筒6外壁设置有弧形锚固齿7。

优选地，如图10所示，弧形锚固齿7的端部为向加肋套筒6方向凹的弧形，弧形的曲率半径为5mm。弧形锚固齿7宽5mm，高3mm。

下面再对本实用新型各部分进行详细描述：

(1)弯钩1：加强拉结筋2对填充墙的约束和拉接，避免填充墙发生平面外失稳，弯钩1弯折角为135°。

(2)拉结筋2：起到拉结填充墙体的作用，在墙体砌筑时，预埋在填充墙体内。

(3)螺纹端头3：事先将45mm长的拉结筋2端头预制螺纹，与直螺纹套筒4拧紧，相互咬合，形成一个闭合整体，防止在地震作用下拉结筋2脱离装置，同时施工简便快捷，如图3所示。

(4)直螺纹套筒4：加肋套筒6与拉结筋2间重要的联系部件，在地震作用下，填充墙中拉结筋2所受作用力通过直螺纹套筒4传给加肋套筒6，套筒再传至框架主体，如图4、5所示。

(5)阻尼橡胶塞5：阻尼橡胶塞5与加肋套筒6通过胶粘剂粘合。在轻微至中等程度的地震作用下，阻尼橡胶塞5利用自身阻力作用吸收地震能量，同时作为一个“传力”元素，将地震力传递给填充墙，从而充分利用填充墙的刚度效应减少地震作用下的层间位移；而在大震作用下，其阻力不足以抵抗地震作用，橡胶塞破坏失效使填充墙和框架主体不能相互作用，从而消除填充墙与框架主体的相互影响。阻尼橡胶塞5为一圆台。作用：地震作用达到一定程度造成阻尼橡胶塞5破坏后，填充墙自身的地震力导致墙体与框架主体有脱开的趋势时，圆台状的阻尼橡胶塞5外小里大，可防止拉结筋2从加肋套筒6中滑脱。

(6)加肋套筒6：具有一定壁厚的空心圆筒，内径为16mm，外径20mm，壁厚2mm。前端开楔形口，开口直径外侧12mm，内侧16mm，筒内四周加2mm宽肋，贯通加肋套筒6全长，后端封闭。

拉结筋2通过直螺纹套筒4与加肋套筒6连接，阻尼橡胶塞5破坏前，拉结筋2、直螺纹套筒4和加肋套筒6由阻尼橡胶塞5连接为一个整体，二者之间不能自由滑动，可以将框架主体的地震力传递给拉结筋2，继而传递给填充墙；阻尼橡胶塞5破坏后，直螺纹套筒4与加肋套筒6之间的连接断开，直螺纹套筒4可以沿加肋套筒6内的肋条自由滑动，框架主体的地震力不再通过直螺纹套筒4传递给拉结筋2，继而保护填充墙；当填充墙自身的地震力过大导致墙体与框架主体有脱开的趋势时，阻尼橡胶塞5外小内大的设计可防止直螺纹套筒4从加肋套筒6中滑脱，拉结筋2和直螺纹套筒4通过螺纹紧密咬合限制了拉结筋2的位移，继而防止墙体倒塌。该加肋套筒6全长预埋在框架主体内，拉结筋2破坏前不允许加肋套筒6被拔出。

(7)弧形锚固齿7：为了增加加肋套筒6与框架主体间的咬合力和锚固承载力，避免加肋套筒6从框架主体中拔出，在加肋套筒6外表面布置弧形锚固齿7。

本实用新型所有部件均在工厂制作成型，采用钢材的屈服强度335N/mm²,极限强度420N/mm²，钢材的弹性模量2.06×10e5MPa,泊松比0.3，套筒用胶粘剂的粘结强度420N/mm²。本实用新型发明旨在针对目前框架填充墙连接方式存在的诸多弊端，提出一种用于填充墙与框架主体间的半柔性连接技术装置。利用该装置自身的附加阻尼，使其在小震或中震作用下作为一个刚性“传力”元件，将地震作用从框架主体传至填充墙，填充墙由于存在一定的刚度，可以分担部分地震作用，保证框架填充墙不破坏；在大震作用下，该装置由于部件的破坏失效，使框架主体和填充墙断开连接，此时地震作用主要由框架主体承担，保证了填充墙的完整和平面外稳定性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，应当指出的是，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种填充体与框架主体半柔性连接阻尼耗能装置，其特征在于：它包括弯钩、拉结筋、直螺纹套筒和加肋套筒；

直螺纹套筒伸入加肋套筒内并通过连接装置与加肋套筒连接；

拉结筋一端设置弯钩，另一端设置螺纹端头，拉结筋与直螺纹套筒螺纹连接；

加肋套筒开口处设置有阻尼橡胶塞。

2.根据权利要求1所述的一种填充体与框架主体半柔性连接阻尼耗能装置，其特征在于：连接装置为连杆，连杆的一端连接直螺纹套筒，另一端固定在加肋套筒内。

3.根据权利要求1或2所述的一种填充体与框架主体半柔性连接阻尼耗能装置，其特征在于：直螺纹套筒端部设置有4个扇形板，扇形板之间相隔2mm。

4.根据权利要求3所述的一种填充体与框架主体半柔性连接阻尼耗能装置，其特征在于：加肋套筒内设置有四根加劲肋，加劲肋截面为矩形，加劲肋的宽为2mm，使用时可以嵌入扇形板之间的空隙与扇形板配合使用。

5.根据权利要求1所述的一种填充体与框架主体半柔性连接阻尼耗能装置，其特征在于：加肋套筒开口处为外小内大，阻尼橡胶塞为空心圆台，也为外小内大，阻尼橡胶塞与加肋套筒开口处通过胶粘剂粘合。

6.根据权利要求1所述的一种填充体与框架主体半柔性连接阻尼耗能装置，其特征在于：弯钩弯折角为135°。

7.根据权利要求1所述的一种填充体与框架主体半柔性连接阻尼耗能装置，其特征在于：加肋套筒外壁设置有弧形锚固齿。

8.根据权利要求7所述的一种填充体与框架主体半柔性连接阻尼耗能装置，其特征在于：弧形锚固齿的端部为向加肋套筒方向凹的弧形。