專利名稱：一種裝配式鉛剪切阻尼墻的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型為一種鉛剪切型阻尼墻，通過對鉛柱剪切消耗結(jié)構(gòu)系統(tǒng)能量，對結(jié)構(gòu)起到消能減震的作用。由于鉛剪切變形耗能的有效性，該阻尼墻可以廣泛應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)的層間耗能；與傳統(tǒng)的粘滯阻尼墻相比，具有耗能能力強、加工制作簡單、方便等特點。
背景技術(shù)：
消能減震(振)技術(shù)是一種有效的結(jié)構(gòu)控制技術(shù)，它通過在結(jié)構(gòu)的適當(dāng)位置安裝耗能減震(振)裝置，以減小結(jié)構(gòu)在地震、大風(fēng)或其它動力荷載作用下的動力響應(yīng)。粘滯阻尼墻是一種性能良好的消能減振部件，典型的粘滯阻尼墻是由三塊鋼板和高粘滯材料組成，如


圖1所示。內(nèi)部鋼板固定在上層樓面、兩塊外側(cè)鋼板固定在下層樓面，內(nèi)部鋼板與外側(cè)鋼板間填充高粘滯阻尼材料。既適用于一般的多層房屋結(jié)構(gòu)，也適用于高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)，既可用于新建結(jié)構(gòu)亦可用于既有建筑結(jié)構(gòu)的抗震加固和震后修復(fù)。上述粘滯阻尼墻最大的缺點在于填充的高粘滯材料需與內(nèi)部鋼板兩側(cè)以及外側(cè)鋼板一側(cè)進行有效粘結(jié)，一旦粘結(jié)面出現(xiàn)破壞，該阻尼墻的耗能效果便減弱。另一方面，既有的生產(chǎn)技術(shù)對大面積(如一面墻)粘滯材料與鋼板的有效粘結(jié)成品率不高，如在粘滯材料與鋼板的粘結(jié)面間出現(xiàn)空隙等。鉛阻尼器是一種廣泛應(yīng)用于工程結(jié)構(gòu)減震的有效阻尼器。常見的有鉛擠壓型和鉛剪切型。既有研究表明，鉛阻尼器(剪切型、擠壓型)具有以下特點(1)在小變形下即可獲得良好的耗能能力；(2)除圓柱型阻尼器外，其他阻尼器滯回環(huán)曲線具有典型的“庫倫摩擦”特性，力學(xué)模型簡單；C3)荷載頻率和循環(huán)次數(shù)對工作性能影響較小，具有良好的穩(wěn)定性和耐久性；(4)構(gòu)造簡單，制造方便。針對上述粘滯阻尼墻的缺點、結(jié)合鉛阻尼器(剪切型、擠壓型)的特點，本實用新型提出一種全裝配式加工制作的新型鉛剪切阻尼墻。既沒有傳統(tǒng)鉛擠壓阻尼器灌鉛工藝復(fù)雜、鉛柱連接復(fù)雜，也沒有粘滯阻尼墻大面積阻尼材料硫化質(zhì)量難以保證等問題，但可起到傳統(tǒng)阻尼墻的耗能作用，具有構(gòu)造簡單，加工方便，耗能效果優(yōu)的特點。

實用新型內(nèi)容本實用新型提供一種構(gòu)造簡單、加工方便、性能穩(wěn)定、耗能能力強的全裝配式加工制作的裝配式鉛剪切阻尼墻。技術(shù)方案如下一種裝配式鉛剪切阻尼墻，該阻尼墻包括疊合在一起的第一外側(cè)面板、中間面板及第二外側(cè)面板，在第一外側(cè)面板上設(shè)有陣列分布的第一外層套筒，在中間面板上設(shè)有陣列分布的內(nèi)層套筒，在第二外側(cè)面板上設(shè)有陣列分布的第二外層套筒，并且，中間面板上的內(nèi)層套筒分別與第一外側(cè)面板上第一外層套筒、第二外側(cè)面板上的第二外層套筒相對應(yīng)， 在內(nèi)層套筒內(nèi)設(shè)有鉛柱，所述鉛柱的兩端分別向外延伸并分別進入與內(nèi)層套筒相對應(yīng)的第一外層套筒、第二外層套筒。面板采用薄的鏤空鋼板以減輕阻尼墻自重。中間面板兩側(cè)均焊接加勁肋，以增強其面外剛度；第一、第二外側(cè)面板單側(cè)焊接加勁肋以增強面外剛度。有益效果本實用新型提供了一種構(gòu)造簡單、加工方便、性能穩(wěn)定的裝配式新型鉛剪切阻尼墻。所涉及的部件通過簡單的組裝即可，既無需灌鉛，亦無需設(shè)置復(fù)雜的構(gòu)造以連接鉛柱和鋼板。既有研究表明，鉛阻尼器(剪切型、擠壓型)具有以下特點(1)在小變形下即可獲得良好的耗能能力；(2)除圓柱型阻尼器外，其他阻尼器滯回環(huán)曲線具有典型的“庫倫摩擦”特性，力學(xué)模型簡單；C3)荷載頻率和循環(huán)次數(shù)對工作性能影響較小，具有良好的穩(wěn)定性和耐久性；(4)構(gòu)造簡單，制造方便。該阻尼墻有別于傳統(tǒng)的粘滯阻尼墻，結(jié)合了鉛剪切阻尼器的優(yōu)點，耗能能力強、不受工作硬化或疲勞的影響，具有良好的穩(wěn)定性和耐久性，可廣泛應(yīng)用于工程結(jié)構(gòu)的減震耗能。鉛剪切阻尼墻的阻尼輸出力可通過改變鉛柱的剪切面積進行調(diào)整。改變鉛柱剪切面積的方法包括(1)改變鉛柱直徑；(2)增加鉛柱剪切面的數(shù)量。裝配式阻尼墻由中間鏤空支架及其兩側(cè)的外層鏤空支架組成，通過支架間的鉛柱剪切耗能。中間鏤空支架與外層鏤空支架的剛度可以根據(jù)輸出阻尼力的大小進行適當(dāng)?shù)膬?yōu)化設(shè)計，以減輕阻尼墻的自重。為防止中間鏤空支架或外層鏤空支架因面內(nèi)剪切變形而出現(xiàn)面外失穩(wěn)，可以考慮在中間鏤空支架與外層鏤空支架上設(shè)置限位銷，以約束鏤空支架的面外變形，提高其面內(nèi)剪切鉛柱的耗能能力。在忽略鏤空支架變形的影響時，阻尼墻面內(nèi)阻尼力直接與鉛柱的剪切面積成正比，據(jù)此可針對阻尼力輸出要求直接計算鉛柱數(shù)量以及直徑。裝配式阻尼墻安裝方便，可以根據(jù)樓層間墻體內(nèi)所需設(shè)置的阻尼墻大小、位置等方便地進行調(diào)整。
以下結(jié)合附圖和實施方式進一步對本實用新型進行說明。
圖1傳統(tǒng)粘滯阻尼墻。圖2中間鏤空支架三維視圖。圖3外層鏤空支架三維視圖。圖4鉛剪切阻尼墻剖面圖(剖面位于內(nèi)層套筒上方)。圖5鉛剪切阻尼墻剖面圖(剖面位于內(nèi)層套筒中心處)。圖6鉛剪切阻尼墻三維視圖。圖7鉛剪切阻尼墻安裝至結(jié)構(gòu)中。以上的圖中有第一外側(cè)面板11、中間面板2、第二外側(cè)面板12、內(nèi)層套筒3、第一外層套筒41、第二外層套筒42、加勁肋5、鉛柱6、第一封頭螺栓71、第二封頭螺栓7具體實施方式
一種裝配式鉛剪切阻尼墻，其特征在于該阻尼墻包括疊合在一起的第一外側(cè)面板 11、中間面板2及第二外側(cè)面板12，在第一外側(cè)面板11上設(shè)有陣列分布的第一外層套筒 41，在中間面板2上設(shè)有陣列分布的內(nèi)層套筒3，在第二外側(cè)面板12上設(shè)有陣列分布的第二外層套筒42，并且，中間面板2上的內(nèi)層套筒3分別與第一外側(cè)面板11上第一外層套筒
441、第二外側(cè)面板12上的第二外層套筒42相對應(yīng)，在內(nèi)層套筒3內(nèi)設(shè)有鉛柱6，所述鉛柱 6的兩端分別向外延伸并分別進入與內(nèi)層套筒3相對應(yīng)的第一外層套筒41、第二外層套筒42。實施例中在第一外層套筒41的內(nèi)孔外端設(shè)有第一封頭螺栓71，在第二外層套筒 42的內(nèi)孔外端設(shè)有第二封頭螺栓72，內(nèi)層套筒3的端面突出于中間面板2的表面第一外側(cè)面板11、第二外側(cè)面板12和中間面板2采用鏤空板。中間鏤空支架三維視圖如圖2所示，系由薄鋼板制成的中間面板2板切割局部區(qū)域而成，按一定的陣列布置圓孔，內(nèi)層套筒3穿過圓孔并與鋼板兩側(cè)采用角焊縫焊接；中間面板2兩側(cè)焊以加勁肋5以增強其面外剛度；加勁肋5兩端與內(nèi)層套筒3焊接。外層鏤空支架三維視圖如圖3所示，系由薄鋼板制成的外層面板11切割局部區(qū)域而成，按一定的陣列布置圓孔；外層套筒41內(nèi)有螺紋，與封頭螺栓71匹配；外層套筒41穿過圓孔、一端與外層面板11齊平，并與外層面板11單側(cè)采用角焊縫焊接；外層套筒41凸出部分以角焊縫焊接加勁肋5連接，加勁肋5緊貼外層面板11處以角焊縫焊接。中間鏤空支架與外層鏤空支架上對應(yīng)位置處套筒同心匹配后，孔內(nèi)以鉛柱6銷緊，外側(cè)套筒41與42端部分別采用螺栓71和72封住鉛柱6。中間鏤空支架與外層鏤空支架分別與上、下層樓面相連，如圖7所示。地震作用下，上下層樓面間出現(xiàn)水平剪切變形時，樓板推動支架，使之發(fā)生面內(nèi)相對位移，進而剪切套筒內(nèi)鉛柱6，消耗結(jié)構(gòu)的震動能量，減小結(jié)構(gòu)的破壞。
權(quán)利要求1.一種裝配式鉛剪切阻尼墻，其特征在于該阻尼墻包括疊合在一起的第一外側(cè)面板 (11)、中間面板( 及第二外側(cè)面板(12)，在第一外側(cè)面板(11)上設(shè)有陣列分布的第一外層套筒(41)，在中間面板( 上設(shè)有陣列分布的內(nèi)層套筒(3)，在第二外側(cè)面板(1 上設(shè)有陣列分布的第二外層套筒(42)，并且，中間面板( 上的內(nèi)層套筒C3)分別與第一外側(cè)面板(11)上第一外層套筒(41)、第二外側(cè)面板(1 上的第二外層套筒0 相對應(yīng)，在內(nèi)層套筒(3)內(nèi)設(shè)有鉛柱(6)，所述鉛柱(6)的兩端分別向外延伸并分別進入與內(nèi)層套筒(3) 相對應(yīng)的第一外層套筒(41)、第二外層套筒02)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝配式鉛剪切阻尼墻，其特征在于在第一外層套筒Gl)的內(nèi)孔外端設(shè)有第一封頭螺栓(71)，在第二外層套筒0 的內(nèi)孔外端設(shè)有第二封頭螺栓(72)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝配式鉛剪切阻尼墻，其特征在于內(nèi)層套筒(3)的端面突出于中間面板O)的表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝配式鉛剪切阻尼墻，其特征在于第一外側(cè)面板(11)、第二外側(cè)面板(12)和中間面板(2)采用鏤空板。
專利摘要一種裝配式鉛剪切阻尼墻，其特征在于該阻尼墻包括疊合在一起的中間面板第一及第二外側(cè)面板，在第一、第二外側(cè)面板上分別設(shè)有陣列分布的第一外層套筒和第二外層套筒，并且，中間面板上的內(nèi)層套筒分別與第一外側(cè)面板上第一外層套筒、第二外側(cè)面板上的第二外層套筒相對應(yīng)，在內(nèi)層套筒內(nèi)設(shè)有鉛柱，所述鉛柱的兩端分別向外延伸并分別進入與內(nèi)層套筒相對應(yīng)的第一外層套筒、第二外層套筒。外側(cè)套筒端部均采用封頭螺栓封住鉛柱。中間面板及第一、第二外側(cè)面板分別與上、下層樓面相連；荷載作用下(如地震)，上、下層樓面間出現(xiàn)水平剪切變形時，樓面帶動中間面板與第一、第二外側(cè)面板發(fā)生面內(nèi)相對位移，導(dǎo)致套筒剪切鉛柱，消耗結(jié)構(gòu)的振動能量，減小結(jié)構(gòu)振動。
文檔編號E04B1/98GK202099902SQ20112016185
公開日2012年1月4日 申請日期2011年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月18日
發(fā)明者李愛群, 焦?？?申請人:東南大學(xué)