CN219508878U - 一种适用于农村自建房的调频质量阻尼减震装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种适用于农村自建房的调频质量阻尼减震装置，包括设置在建筑物立柱旁侧的门形框架，门形框架由两平行设置的立柱以及架设在立柱顶部的横梁组成，且立柱底部与基础铰接，横梁顶部固定有配重箱；横梁上朝向建筑物立柱的一侧表面固定有第一端板，建筑物立柱上与第一端板中心等高处固定有第二端板，第二端板上固定有第二圆管，第二圆管的开口端套有第一圆管，第一圆管的另一端固定有第三端板，且第三端板与第一端板相铰接；第一圆管和第二圆管内还设置有弹簧，该弹簧两端分别与第二端板和第三端板固接。该装置结构简单，构造清晰易懂，安装方便且抗震性能及经济性较好，可灵活布置于房屋的周边，值得在农村推广应用。

Description

一种适用于农村自建房的调频质量阻尼减震装置

技术领域

本实用新型属于建筑结构减震技术领域，具体涉及一种适用于农村自建房的调频质量阻尼减震装置。

背景技术

目前有效减小震害的方法为进行减震设计，但目前已有的耗能减震装置大多使用在高层及超高层建筑结构体系中，以及少数重要的多层建筑结构体系中。究其原因主要为：耗能减震装置价格昂贵、施工过程复杂、技术含量高、取材不便以及部分耗能减震装置仅适用于高层建筑结构体系中。故本实用新型提供一种价格低廉，且根据调频质量阻尼原理得出的减震装置，可适用于广大农村地区自建房。

实用新型内容

针对上述背景技术中存在的问题，本实用新型提供一种适用于农村自建房的调频质量阻尼减震装置，以提高农村自建住房的安全性和耐久性，从而使得地震对农村地区房屋的破坏程度大幅降低，进而获得较好的经济性和抗震性能。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种适用于农村自建房的调频质量阻尼减震装置，包括设置在建筑物立柱旁侧的门形框架，所述门形框架由两平行设置的立柱以及架设在立柱顶部的横梁组成，且立柱底部与基础铰接，横梁顶部固定有配重箱；所述横梁上朝向建筑物立柱的一侧表面固定有第一端板，建筑物立柱上与第一端板中心等高处固定有第二端板，第二端板上固定有第二圆管，第二圆管的开口端套有第一圆管，且第一圆管与第二圆管之间存在间隙d；第一圆管的另一端固定有第三端板，且第三端板与第一端板相铰接；第一圆管和第二圆管内还设置有弹簧，该弹簧两端分别与第二端板和第三端板固接。

本实用新型的工作原理如下：农村自建房屋除了有一层以外，有二层甚至也有少量的三层自建房屋，一层梁柱连接处变形最大，为了使此调频质量阻尼减震装置抗震性能优越，故将该调频质量阻尼减震装置安装在一层梁柱连接处。由于该调频质量阻尼减震装置的门形框架的立柱底部与基础铰接，第一圆管与门形框架的横梁也是铰接连接，减小了该调频质量阻尼减震装置的刚度，从而避免装置被地震损坏，提高了装置的使用寿命；此外，第二圆管插入到第一圆管里面，且第一圆管和第二圆管内还设置有弹簧，保证了装置的阻尼减震效果；并且第二圆管外周设置了一圈易于更换的脆性限位部件，进一步提高了装置的阻尼减震效果。

横梁顶部设置有配重箱，增大了装置的自身质量，根据，式中T为周期，m为质量，k为刚度，由此可知，当装置的刚度减小，质量增大时，可使其周期变长。因此，包含该阻尼减震装置的建筑物结构体系的周期也会增大，规避了与场地特征周期T_g的矛盾，进而减弱了建筑结构体系所遭受的震害情况，增加了结构的抗震性能，以此来获得较好地耗能减震效果。

综上，本实用新型的优点在于：结构简单，构造清晰易懂，技术要求少且施工简单方便，可灵活布置于房屋的周边，且所用的材料均为常用材料，容易购买且经济性较好，很适合农村房屋建设；基于上述优点，此调频质量阻尼减震装置能够很好的适应于广袤的农村地区，值得在农村推广应用。

附图说明

图1为本实用新型调频质量阻尼减震装置的结构立面图，

图2为图1中第一圆管和第二圆管连接处的结构放大图，

图3为图1中第二端板在新建建筑上的连接示意图，

图4为图1中第二端板在既有建筑上的连接示意图，

图5为图1中第二圆管与建筑物立柱的连接示意图，

图6为图1中门形框架的结构示意图，

图7为本实用新型调频质量阻尼减震装置的平面布置图。

图中，1-门形框架、101-立柱、102-横梁、2-建筑物立柱、3-配重箱、4-第一端板、5-第二端板、6-第一圆管、7-第二圆管、8-第三端板、9-弹簧、10-限位部件、11-拉杆、12-建筑物横梁、13-底板、14-耳板、15-销轴、16-加强筋、17-预埋板、18-基础、19-预埋筋、20-化学锚栓。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的解释说明。

如图1、2、5和6所示，一种适用于农村自建房的调频质量阻尼减震装置，包括设置在建筑物立柱2旁侧的门形框架1，门形框架1由两平行设置的立柱101以及架设在立柱101顶部的横梁102组成，且立柱101底部与基础18铰接，横梁102顶部固定有配重箱3；两立柱101之间还设置有拉杆11，该拉杆11与立柱101和横梁102形成稳定三角支撑。横梁102上朝向建筑物立柱2的一侧表面固定有第一端板4，建筑物立柱2上与第一端板4中心等高处固定有第二端板5，第二端板5上固定有第二圆管7，第二圆管7的开口端套有第一圆管6，且第一圆管6与第二圆管7之间存在间隙d；第一圆管6的另一端固定有第三端板8，且第三端板8与第一端板4相铰接；第一圆管6和第二圆管7内还设置有弹簧9，弹簧9与第一圆管6和第二圆管7的轴线重合，且两端分别与第二端板5和第三端板8固接；第二圆管7与第一圆管6的套接端外周设置有一圈限位部件10，该限位部件10与第一圆管6的端口相抵接。

立柱101与基础18的铰接结构为：立柱101底部设置有底板13，且立柱101下方的基础18上与底板13位置对应处设置有预埋板17，底板13和预埋板17均设置有耳板14，且两块耳板14之间通过销轴15连接；此外，设置在预埋板17上的耳板14上还设置有加强筋16。

第一端板4与第三端板8之间的铰接结构与立柱101和基础18的铰接结构类似，这里不再赘述。

本实用新型的工作原理如下：农村自建房屋除了有一层以外，有二层甚至也有少量的三层自建房屋，一层梁柱连接处变形最大，为了使此调频质量阻尼减震装置抗震性能优越，故将该调频质量阻尼减震装置安装在一层梁柱连接处。当地震来袭时，由于该调频质量阻尼减震装置的门形框架1的立柱101底部与基础铰接连接，第一圆管6与门形框架1的横梁102也是铰接连接，故减小了该调频质量阻尼减震装置的刚度，从而避免该装置被地震损坏，提高了装置的使用寿命；此外，第二圆管7插入到第一圆管6里面，且第一圆管6和第二圆管7内还设置有弹簧9，利用弹簧9的弹性回复可抵消地震的水平作用，保证了装置的阻尼减震效果；并且在第二圆管7外周设置了一圈易于更换的限位部件10，在地震作用下，该限位部件10首先被剪断，优先耗能，进一步提高了该装置的阻尼减震效果。此外，在风作用下，该限位部件10可使第一圆管6和第二圆管7保持原有相对位置，不致随机晃动。

其次，横梁102上设置有配重箱3，增大了装置的自身质量，根据，式中T为周期，m为质量，k为刚度，由此可知，当装置的刚度减小，质量增大时，可使其周期变长。因此，包含该阻尼减震装置的建筑物结构体系的周期也会增大，规避了与场地特征周期T_g的矛盾，进而减弱了建筑结构体系所遭受的震害情况，增加了结构的抗震性能，以此来获得较好地耗能减震效果。

上述装置中，门形框架1的立柱101和横梁102均采用型钢，梁-柱连接采用全熔透对接焊，同时为保证门形框架1的整体稳定性，架体对角设置有拉杆11。配重箱3通过焊接与横梁102固定，配重箱3内装有配重块，配重块可以为容重较大且易购买的廉价物品，如铸铁、混凝土及成品质量块等。

第一端板4焊接固定于横梁102中部，以保证门形框架1受力均匀。

对于第二端板5，若房屋为新建建筑，则可采用预埋件端板（如图3所示）；若房屋为既有建筑，则可采用化学锚栓端板（如图4所示）。

第一圆管6和第二圆管7均采用钢管。为保证在地震作用下，第一圆管6和第二圆管7发生相对位移而不致脱开，第一圆管6与第二圆管7之间的套接长度L应满足公式：L=1.2F/K，其中F为地震作用值，单位：N；K为弹簧的刚度系数，单位：N/mm。同时为防止第一圆管6和第二圆管7之间发生碰撞，第一圆管6和第二圆管7之间的间隙d可设置为5~8mm。

限位部件10可采用玻璃等脆性材料制作而成，通过胶水（如万能焊接胶水）与第二圆管7固接。在地震作用下，此限位部件首先被剪断，优先耗能；正常使用时，限位部件可使第一圆管6和第二圆管7保持相对原有位置，保证其在风作用下不致随机晃动。

最后，由于地震的随机性，此调频质量阻尼减震装置可灵活布置在不占据多余建筑空间的两个方向，用于抵抗双向地震作用，如图7所示。

综上，本实用新型结构简单，构造清晰易懂，安装方便且抗震性能及经济性较好，可灵活布置于房屋的周边，很适合农村房屋建设，值得在农村推广应用。

Claims (5)

1.一种适用于农村自建房的调频质量阻尼减震装置，其特征在于：包括设置在建筑物立柱（2）旁侧的门形框架（1），所述门形框架（1）由两平行设置的立柱（101）以及架设在立柱（101）顶部的横梁（102）组成，且立柱（101）底部与基础铰接，横梁（102）顶部固定有配重箱（3）；所述横梁（102）上朝向建筑物立柱（2）的一侧表面固定有第一端板（4），建筑物立柱（2）上与第一端板（4）中心等高处固定有第二端板（5），第二端板（5）上固定有第二圆管（7），第二圆管（7）的开口端套有可沿第二圆管（7）轴向运动的第一圆管（6），第一圆管（6）的另一端固定有第三端板（8），且第三端板（8）与第一端板（4）相铰接；第一圆管（6）和第二圆管（7）内还设置有弹簧（9），该弹簧（9）与第一圆管（6）和第二圆管（7）的轴线重合，且两端分别与第二端板（5）和第三端板（8）固接。

2.如权利要求1所述一种适用于农村自建房的调频质量阻尼减震装置，其特征在于：所述第一圆管（6）与第二圆管（7）之间存在间隙，且间隙d为5~8mm。

3.如权利要求1所述一种适用于农村自建房的调频质量阻尼减震装置，其特征在于：所述第一圆管（6）与第二圆管（7）之间的套接长度L满足公式：L=1.2F/K，其中F为地震作用值，单位：N；K为弹簧的刚度系数，单位：N/mm。

4.如权利要求1所述一种适用于农村自建房的调频质量阻尼减震装置，其特征在于：所述第二圆管（7）与第一圆管（6）的连接端外周设置有一圈限位部件（10），该限位部件（10）与第一圆管（6）的端口相抵接。

5.如权利要求1所述一种适用于农村自建房的调频质量阻尼减震装置，其特征在于：所述门形框架（1）的两立柱（101）之间设置有拉杆（11），该拉杆（11）与立柱（101）和横梁（102）形成三角支撑。