CN211447320U - 分段式钢板粘滞阻尼墙 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种分段式钢板粘滞阻尼墙，属于建筑抗震技术领域。本实用新型包括相互配合连接的内钢板与外钢板，内钢板两侧分别与外钢板配合粘滞液体连接，内钢板通过连接件与上部连接板连接，上部连接板通过高强螺栓与上层框架梁相连接，内钢板为多段，每一段之间设有预留缝；外钢板呈U型并与下层框架梁相连接。本实用新型加工制造简便、质量稳定、安装方便，不需复杂的装置和特殊的材料，施工速度快，运输方便，可吸收较多的地震能量，不仅可作为建筑结构的耗能减震部件，还能用于结构的抗震加固和震后修复。

Description

分段式钢板粘滞阻尼墙

技术领域

本发明属于建筑抗震技术领域，特别是涉及一种分段式钢板粘滞阻尼墙。

背景技术

地震灾害具有突发性和毁灭性，严重威胁着人类生命、财产的安全。世界上每年发生破坏性地震近千次，一次大地震可引起上千亿美元的经济损失，导致几十万人死亡或严重伤残。我国地处世界上两个最活跃的地震带上，是遭受地震灾害最严重的国家之一，地震造成的人员伤亡居世界首位，经济损失也十分巨大。地震中建筑物的大量破坏与倒塌，是造成地震灾害的直接原因。地震发生时，地面振动引起结构的地震反应，对于基础固接于地面的建筑结构物，其反应沿着高度从下到上逐层放大。由于结构物某部位的地震反应如加速度、速度或位移过大，使主体承重结构严重破坏甚至倒塌或虽然主体结构未破坏，但建筑饰面、装修或其它非结构配件等毁坏而导致严重损失或室内昂贵仪器、设备破坏导致严重的损失或次生灾害。为了避免上述灾害的发生，人们必须对结构体系的地震反应进行控制，并消除结构体系的“放大器”作用。

20世纪初，日本大森房吉教授提出的计算方法以及佐野利器博士提出的地震系数法均没有考虑结构的动力特性，后来人称之为抗震设计的静力理论，为了抗御地震，多倾向于采用刚强的建筑结构，即“刚性结构体系”，但是这种结构体系很难真正实现，也不经济，只有极少数的重要建筑物采用这种结构体系。随着社会的发展，建筑物越来越庞大、复杂，人们对建筑物的安全性有了更高的要求，因此要在合理的经济范围内达到预期的设防目标更加困难，在安全性与经济性之间，人们面临两难选择。其次，人们对地震的认识还不够，预测结构物地震反应与其实际地震反应还有一定距离，因而所采取的抗震措施也不完全合理。抗震理论发展的第一次突破是在20世纪50年代初，美国的M A Biot等人提出抗震设计的反应谱理论。这时人们开始考虑地震动和建筑物之间的动力特性关系，提出了“延性结构体系”。同最早的设计方法相比，延性设计方法已经带有对能量进行“疏导”的思想，因此它具有一定的科学性。然而，结构物要终止振动反应，必然要进行能量转换或消耗。这种抗震结构体系，容许结构及承重构件如柱、梁、节点等在地震中出现损坏，即依靠结构及承重构件的损坏消耗大部分能量，往往导致结构构件在地震中严重破坏甚至倒塌，这在一定程度上是不合理也是不安全的。随着社会的进步和经济的发展，人们对抗震减震、抗风的要求也越来越高，某些重要的建筑物如纪念性建筑、装饰昂贵的现代建筑和核电站等，不允许结构构件进入非弹性状态，使“延性结构体系”的应用日益受到限制，这些都成为结构工程技术人员面临的现实而重大的课题。各国学者积极致力于新的抗震结构体系的探索和研究，1972年美籍华裔学者姚治平教授第一次明确提出了土木工程结构振动控制的概念。姚治平教授认为结构的性能能够通过控制手段加以控制，以使它们在环境荷载作用下能保持在一个指定的范围内。为确保安全，结构位移需要限制，从居住者的舒适方面考虑，加速度需要限制。土木工程结构振动控制可以有效地减轻结构在地震、风、车辆、浪、流、冰等动力作用下的反应和损伤积累，有效地提高结构的抗震能力和抗灾性能。这样抗震理论又进入一个新的发展阶段。

消能减震技术是被动控制技术的一种，它是把结构的某些非承重构件设计成消能构件，或在结构的某些部位设置消能部件。小震作用下，结构具有足够的承载力和刚度，能满足正常使用的要求。大震作用下，消能部件产生较大的阻尼力，吸收和耗散大量的地震能量，使主体结构的动力反应减小，达到减少结构损伤的目的。消能减震技术被广泛用于高层建筑、高耸构筑物和大跨桥梁的抗震和抗风，以及现有建筑物的抗震加固等方面。目前已经开发和运用的消能装置主要可以分为两大类：一类是消能结构构件，包括偏心钢支撑、方框支撑和竖缝剪力墙等；另一类是消能阻尼器，包括粘性和粘弹性阻尼器、摩擦阻尼器、金属阻尼器等。

粘滞阻尼墙是一种用于建筑结构的耗能减震器, 是日本学者 Arima和Miyazaki等在1986年提出来的,属于速度相关型阻尼器的一种，它由固定于楼面梁上的箱式薄墙片和固定于墙顶楼面梁而插入箱式薄墙以内的钢板组成，墙片内灌入高粘性的粘滞材料，当楼层发生相对位移或速度时，钢板在箱式薄墙内的粘滞材料中滑动，通过粘滞阻尼消耗地震能量，从而减小结构的地震反应。它具有很多优点：制作安装方便，不需要复杂的装置和特殊的材料，墙体与高粘滞材料的作用面积大，结构的阻尼比可以提高很多，吸收大量的地震能量；适用范围广，不影响建筑的整体外观。粘滞阻尼墙能够安装在一般的多层房屋结构中，同时也适用于高层和超高层建筑结构；维修方便，保养费用低，还能用于抗震加固和震后修复。

但粘滞阻尼墙属于速度相关型阻尼器，速度相关阻尼器在小震作用下有很好的加速度及楼层剪力控制效果，而位移相关型阻尼器在大震作用下有很好的位移控制效果，为实现稳定良好的楼层加速度、层间位移以及楼层剪力的减震效果，组合速度相关型和位移相关型效果会更好。但目前大多数粘滞型阻尼墙内钢板都为整体式，不易实现位移型阻尼器。

发明内容

为了解决上述存在的技术问题，本发明提供一种分段式钢板粘滞阻尼墙，主要为了开发一种加工制造简便、质量稳定、安装方便，不需复杂的装置和特殊的材料，施工速度快，运输方便，可吸收较多的地震能量，不仅可作为建筑结构的耗能减震部件，还能用于结构的抗震加固和震后修复，并且可以调节阻尼力的阻尼墙。

本发明采用的技术方案如下：

分段式钢板粘滞阻尼墙，包括内钢板、外钢板、上部连接板、粘滞液体、预留缝、框架柱、框架梁；

分段式钢板粘滞阻尼墙由相互配合连接的内钢板与外钢板组成；外钢板呈U型，外钢板的底部为下层框架梁，U型外钢板的底部与下层框架梁通过连接件连接，外钢板的两端为框架柱，U型外钢板的内部为内钢板，内钢板设为多段，每两段之间设有预留缝，预留缝为100mm，内钢板两侧分别与外钢板配合粘滞液体连接，墙体与黏滞材料的接触面积大，吸收较多的地震能量；内钢板的上方为上部连接板与上层框架梁，上部连接板包括加焊钢板、高强螺栓、连接件，内钢板、外钢板与上部连接板厚度均相同；内钢板与框架梁通过焊钢板、高强螺栓加强连接，内钢板与上部连接板通过连接件连接，上部连接板与上层框架梁通过焊钢板、高强螺栓连接，高强螺栓为等大等间距设置。

进一步地，所述粘滞液体的粘度、内钢板与外钢板之间的距离、内钢板与外钢板的面积及内钢板的数量均可调控，以便调整阻尼墙的阻尼力。

本发明的有益效果：

本发明的效果和优点是本设置在建筑物的墙体位置，安装后不影响建筑使用功能，可作为建筑结构的耗能减震部件，用于结构的抗震加固和震后修复；本发明加工制造简便、质量稳定、安装方便，不需复杂的装置和特殊的材料，施工速度快，运输方便，可吸收较多的地震能量。

附图说明

图1为本发明分段式钢板粘滞阻尼墙结构示意图。

图2为图1中A-A剖面示意图。

图3为图1中的上部连接板平面图。

图中，1为内钢板；2为外钢板；3为上部连接板；3-1为加焊钢板；3-2为高强螺栓；3-3为连接件；4为粘滞液体；5为预留缝；6为框架柱；7为框架梁。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述：

实施例：如图1-图3所示，所述分段式钢板粘滞阻尼墙由相互配合连接的内钢板1与外钢板2组成；外钢板2呈U型，外钢板2的底部为下层框架梁7，U型外钢板2的底部与下层框架梁7通过连接件3-3连接，外钢板2的两端为框架柱6，U型外钢板2的内部为内钢板1，内钢板1设为多段，每两段之间设有预留缝5，预留缝5为100mm，内钢板1两侧分别与外钢板2配合粘滞液体4连接，墙体与黏滞材料的接触面积大，吸收较多的地震能量；内钢板1的上方为上部连接板3与上层框架梁7，上部连接板3包括加焊钢板3-1、高强螺栓3-2、连接件3-3，内钢板1、外钢板2与上部连接板3厚度均相同；内钢板1与框架梁7通过焊钢板3-1、高强螺栓3-2加强连接，内钢板1与上部连接板3通过连接件3-3连接，上部连接板3与上层框架梁7通过焊钢板3-1、高强螺栓3-2连接，高强螺栓3-2为等大等间距设置；所述粘滞液体4的粘度、内钢板1与外钢板2之间的距离、内钢板1与外钢板2的面积及内钢板1的数量均可调控，以便调整阻尼墙的阻尼力。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种分段式钢板粘滞阻尼墙，包括内钢板（1）、外钢板（2）、上部连接板（3）、粘滞液体（4）、预留缝（5）、框架柱（6）、框架梁（7），其特征在于：分段式钢板粘滞阻尼墙由相互配合连接的内钢板（1）与外钢板（2）组成；外钢板（2）呈U型，外钢板（2）的底部为下层框架梁（7），U型外钢板（2）的底部与下层框架梁（7）通过连接件（3-3）连接，外钢板（2）的两端为框架柱（6），U型外钢板（2）的内部为内钢板（1），内钢板（1）设为多段，每两段之间设有预留缝（5），预留缝（5）为100mm，内钢板（1）两侧分别与外钢板（2）配合粘滞液体（4）连接，墙体与黏滞材料的接触面积大，吸收较多的地震能量；内钢板（1）的上方为上部连接板（3）与上层框架梁（7），上部连接板（3）包括加焊钢板（3-1）、高强螺栓（3-2）、连接件（3-3），内钢板（1）、外钢板（2）与上部连接板（3）厚度均相同；内钢板（1）与框架梁（7）通过焊钢板（3-1）、高强螺栓（3-2）加强连接，内钢板（1）与上部连接板（3）通过连接件（3-3）连接，上部连接板（3）与上层框架梁（7）通过焊钢板（3-1）、高强螺栓（3-2）连接，高强螺栓（3-2）为等大等间距设置。

2.根据权利要求1所述的分段式钢板粘滞阻尼墙，其特征在于：所述粘滞液体（4）的粘度、内钢板（1）与外钢板（2）之间的距离、内钢板（1）与外钢板（2）的面积及内钢板（1）的数量均可调控，以便调整阻尼墙的阻尼力。

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