CN208105561U - 自复位摩擦墙 - Google Patents

Abstract

本实用新型专利涉及一种自复位摩擦墙，用于房屋建筑的消能减震。本实用新型的摆式摩擦墙由上下横梁、摩擦片、一对拉索、一对预应力索、橡胶体构成。本实用新型的自复位摩擦墙可作为建筑功能的分割元件安装在结构中，不承担竖向荷载；在遭受到风荷载或者地震荷载作用时，摩擦摆摆动时产生的摩擦耗散风荷载或者地震荷载输入的能量，从而保护结构的主要构件；摩擦面多，耗能能力强，特别适用于高层建筑；面压较低，降低摩擦副的损耗；其自复位功能可以减少建筑结构的残余变形。

Description

自复位摩擦墙

技术领域

本发明属于结构工程抗震技术领域，涉及一种利用摩擦机制耗散振动能量的、可以减少结构残余变形的自复位摩擦墙。

背景技术

现代土木工程结构经常采用一些机械装置耗散风振和地震作用引入的能量，从而达到保护主要承重构件的目的，这就是结构控制的概念。目前，结构控制的研究和应用主要分为被动控制、半主动控制、主动控制和混合控制几种。其中，被动控制技术因其构造简单可靠、耗能性能稳定、价格低廉、维护方便而被广泛应用于工程建设，或用于改善已有老旧建筑物的抗震或抗风性能之中。结构的被动耗能减震技术是指在结构的某些部位设置耗能装置，例如阻尼器，通过耗能装置产生的摩擦、弯曲、弹塑性滞回变形来耗散或吸收地震输入结构中的能量，以减小主体结构的地震反应，从而避免结构产生破坏或倒塌，达到减震控制的目的。目前结构体系中采用的被动耗能减震装置主要可分为：粘滞阻尼器、金属阻尼器、粘弹性阻尼器以及摩擦阻尼器。

其中，摩擦阻尼器以其刚塑性的力学特性而受到人们的普遍青睐，极高的初始刚度保证了结构在小震作用和风荷载作用下具备足够的刚度限制结构的变形，较小的屈服（起滑）位移保证其在钢筋混凝土结构中同样可以得到很好的推广。研究结果表明，相比于油阻尼器、黏滞阻尼器及黏弹性阻尼器，摩擦阻尼器在控制结构层间位移角方面，具有显著优势。同时，与软钢阻尼器相比，在相同的地震位移响应条件下，摩擦阻尼器受力和结构层间剪力可进一步降低。此外，摩擦阻尼器也是这五种类型阻尼器中价格最低廉的。目前国内外研究人员已经开发出多种摩擦阻尼器：1982年保罗（Pall）等设计出一种安装在X型支撑中央的双向摩擦耗能装置；1990年艾肯（Aiken）和凯利（Kelly）设计出一种可复位的单向摩擦阻尼器。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。

发明内容

本发明为了克服以上技术的不足，提出一种新型自复位式摩擦墙。本发明可以作为建筑分割构件（非承重墙）安装在结构中；工作时具备耗散风荷载或者地震荷载输入的能量，保护结构主要构件的功能；该新型自复位摩擦墙摩擦面多，耗能能力强，特别适用于高层结构。

本发明是通过以下措施来实现的：

本发明的自复位摩擦墙，主要由下横梁1，上横梁2，摩擦片3，碟形弹簧4，拉索5，预应力索6，橡胶体8，拉锁孔9，约束轴10构成。其特别之处在于：一系列摩擦片平行放置，并用拉索串联起来，拉索5提供初始面压；交叉布置的一对预应力索6提供回复力。

所述下横梁1，其特征在于：采用横梁1由槽钢制作而成，与楼层下楼板连接，槽钢内填充橡胶体8，橡胶体8为摩擦片3的转动位移提供空间。

所述上横梁2，其特征在于：采用横梁2由槽钢制作而成，与楼层上楼板连接，槽钢内填充橡胶体8，橡胶体8为摩擦片3的转动位移提供空间。

所述摩擦片3其特征在于：摩擦片3采用轻质混凝土制作，接触面做抗磨处理，摩擦片3平行放置，上下端分别嵌入到上下横梁的槽内，摩擦片3上的约束轴10防止摩擦片从槽内脱出。

所述碟形弹簧4其特征在于：碟形弹簧4布置咋拉索两端，可以有效的减少拉索5的预紧力的松弛。

所述拉索5，其特征在于：拉索5穿过拉索孔9将一系列摩擦片3串联起来，拉索5提供预紧力，在摩擦片3的接触面上形成初始面压，拉索两端具有碟形弹簧4装置，可以有效的减少拉索5预紧力的松弛。

所述预应力索6，其特征在于：预应力索6呈交叉布置，两端分别连接在下横梁1和上横梁2的连接孔7，提供自复位能力。

本发明的工作原理：

本发明不工作时，可作为建筑功能分割体系应用，即可应用于新建筑，也可用于既有建筑的加固改造。本发明在工作时，上下横梁之间发生水平错动，带动摩擦片3的倾斜，摩擦片3间沿接触面有相互滑动，滑动摩擦耗散风振或者地震引入结构的能量。预应力索6的变形产生水平回复力，使摩擦墙具有自复位能力。

本发明的有益效果：

可以作为建筑功能的分割元件安装在结构中；具备耗散地震作用和风荷载引入的振动能量，保护主要承重构件的能力；可以作为消能减震装置安装在既有结构中，增加既有结构的抗震能力；摩擦面面压低，可有效降低磨耗；摩擦面多，耗能能力强，特别适用于高层结构；

附图说明：

图1为本发明的立面图

图2为图1的侧视图

图3为一个摩擦片的侧视图

图4为本发明的实施例二

图5为本发明的实施例三

图中，1下横梁，2上横梁，3摩擦片，4碟形弹簧，5拉索，6预应力索，7连接孔，8橡胶体，9拉索孔，10约束轴

具体实施方式：

实施例1

图1、图2和图3是本实施例的具体结构示意图。本实施例是由下横梁1，上横梁2，摩擦片3，碟形弹簧4，拉索5，预应力索6，橡胶体8组成。本发明安装在楼层之间，上横梁2、下横梁1分别固定在楼层的上下楼板上，通常采用槽钢制作。一系列摩擦片3采用轻质混凝土制作，接触面做抗磨处理，摩擦片3平行放置，上下端分别嵌入到上下横梁的槽内，槽内填充橡胶体8，可容许摩擦片3的转动位移，摩擦片3上的约束轴10防止摩擦片从槽内脱出。摩擦片通过一对拉索5串联起来，拉索提供预紧力，在摩擦片的接触面上形成初始面压，拉索两端具有碟形弹簧4装置，可以有效的减少预紧力的松弛。一对预应力索6呈交叉布置，分别联系到上下横梁的两端，预应力索6提供自复位能力。

实施例2

图4是本实施例的具体结构示意图。不采用预应力索，其它结构与实施例1基本相同，本实施例可作为普通消能减震装置使用。

实施例3

图5是本实施例的具体结构示意图。本实施例采用摩擦片分组布置的方式，可以有效的避开门窗洞口。其它结构与实施例2基本相同。

Claims (7)

1.一种自复位摩擦墙，由下横梁（1），上横梁（2），摩擦片（3），碟形弹簧（4），拉索（5），预应力索（6），橡胶体（8），拉锁孔（9），约束轴（10）构成；其特征在于：一系列摩擦片平行放置，并用拉索串联起来，拉索（5）提供初始面压；交叉布置的一对预应力索(6)提供回复力。

2.根据权利要求1所述自复位摩擦墙，其特征在于：下横梁(1)由槽钢制作而成，与楼层下楼板连接，槽钢内填充橡胶体（8），橡胶体（8）为摩擦片（3）的转动位移提供空间。

3.根据权利要求1所述自复位摩擦墙，其特征在于：上横梁（2）采用槽钢制作而成，与楼层上楼板连接，槽钢内填充橡胶体（8），橡胶体（8）为摩擦片（3）的转动位移提供空间。

4.根据权利要求1所述自复位摩擦墙，其特征在于：摩擦片（3）采用轻质混凝土制作，接触面做抗磨处理，摩擦片（3）平行放置，上下端分别嵌入到上下横梁的槽内，摩擦片（3）上的约束轴（10）防止摩擦片从槽内脱出。

5.根据权利要求1所述自复位摩擦墙，其特征在于：碟形弹簧（4）布置在拉索两端，可以有效的减少拉索（5）的预紧力的松弛。

6.根据权利要求1所述自复位摩擦墙，其特征在于：拉索（5）穿过拉索孔（9）将一系列摩擦片（3）串联起来，拉索（5）提供预紧力，在摩擦片（3）的接触面上形成初始面压，拉索两端具有碟形弹簧（4）装置，可以有效的减少拉索（5）预紧力的松弛。

7.根据权利要求1所述自复位摩擦墙，其特征在于：预应力索（6）呈交叉布置，两端分别连接在下横梁（1）和上横梁（2）的连接孔（7），提供自复位能力。