一種用於消能減震的鋼板阻尼牆的製作方法

2023-10-04 21:43:04

專利名稱：一種用於消能減震的鋼板阻尼牆的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及建築結構用耗能減震裝置，具體涉及一種用於消能減震的鋼板阻尼牆。
背景技術：
建築結構的消能減震是指在建築結構中設置適當的消能部件，消能部件可由耗能減震裝置及斜撐、牆體、梁或節點等支承構件組成。鋼板剪力牆(SPSW)是有效支撐建築物抵抗風力和地震力的一種新型抗側力體系，本實用新型鋼板阻尼牆是一種類似鋼板剪力牆的抗側力構件。鋼板阻尼牆能在受力過程中耗能，具有耗能性能優越、構造簡單、製作方便、造價低廉的特點。它既可以配合隔震支座或隔震系統，作為其中的耗能單元或限位裝置使用，又可以單獨用於建築結構中作為耗能裝置使用，以提供附加阻尼和剛度，在未來抗震消能領域具有廣泛的應用前景。由於金屬在進入塑性狀態後具有良好的滯回特性，並在彈塑性滯回變形過程中吸收大量能量，因而被廣泛用來製造不同類型和構造的耗能減震器。但由於一般的金屬阻尼器的噸位、屈服位移較小，容易導致阻尼器在風荷載的條件下便發生屈服，很難保證其在中震及大震下是否還能正常工作，故而提出一種新型鋼板阻尼牆，可以解決金屬阻尼器噸位小及屈服位移小的問題，鋼板阻尼牆屈服位移大，抗側剛度大，耗能能力 更強，是一種較有發展前景的消能減震產品。

實用新型內容本實用新型的目的在於提出一種用於消能減震的鋼板阻尼牆，以克服現有金屬阻尼器存在的技術不足，主要是金屬阻尼器的噸位，屈服位移偏小，在風荷載情況下就可能屈服的問題。為了實現上述目的，本實用新型的技術方案是:一種用於消能減震的鋼板阻尼牆，包括鋼板阻尼牆本體及鋼板阻尼牆本體上設置的連接裝置，該鋼板阻尼牆本體包括耗能鋼板、設置在耗能鋼板上下方的水平連接鋼板、設置在耗能鋼板兩端的翼緣板、設置在耗能鋼板兩側的加勁板，所述耗能鋼板和上、下水平連接鋼板之間通過焊接連接，所述耗能鋼板和兩端的翼緣板分別採用焊接連接，所述耗能鋼板的兩側分別設有加勁板，該加勁板和耗能鋼板之間採用焊接連接，所述耗能鋼板同側的加勁板之間不交叉，所述鋼板阻尼牆上部的連接裝置與所述上/下水平連接鋼板之間採用焊接連接，所述連接裝置包括至少兩塊豎向鋼板，該兩塊豎向鋼板之間互相平行且同時垂直於所述上水平連接鋼板或下水平連接鋼板。進一步，所述連接裝置的豎向鋼板上開有豎向長形孔，且所有豎向鋼板上的長形孔對稱設置。進一步，所述連接裝置的豎向鋼板上的長形孔中可設置有至少一個螺栓或銷釘。進一步，所述兩塊豎向鋼板之間留有一定的間隙，該間隙是將外部連接構件嵌入其中，且外部連接構件在相應的位置也需開豎向長形孔。進一步，所述連接裝置通過在所述豎向鋼板上橫向設置螺栓或銷釘與外部的結構構件連接。進一步，所述鋼板阻尼牆和連接裝置固定後，螺栓或銷釘在所述長形孔中能上下自由滑動，不能前後活動。進一步，所述加勁板通長或局部布置於所述耗能鋼板的兩側而沒有交叉，加勁板可布置成水平、豎直方式或沿耗能鋼板對角線方向布置。進一步，所述耗能鋼板一側的局部加勁板方向採用相同或不相同。進一步，所述耗能鋼板採用矩形或方形。本實用新型的製作原理:所述鋼板阻尼牆的加勁板置於耗能鋼板的兩側而不交叉，避免加勁板在同側出現「十」字交叉焊縫損傷耗能鋼板，從而削弱耗能鋼板的性能。鋼板阻尼牆上設置了一個方便安裝連接的裝置，該裝置的作用主要有兩個:(一)、一般金屬阻尼器在三個方向(X、Y、Z)均具有一定的剛度，而其實際起到消能減震作用的一般只有某個(些)方向(x、Y)，採用普通連接方式設置在結構中的阻尼器在三個方向(x、Y、z)均能受力，這樣不僅影響阻尼器在某個(些)方向(X、Y)的耗能效果，而且使得阻尼器的受力狀態變得複雜，不利於其發揮耗能作用，甚至可能釀成不良後果。本實用新型提出的連接裝置釋放了鋼板阻尼牆的豎向自由度(Z)(豎向Z為非耗能方向)，讓其在水平方向能充分發揮耗能作用，使得阻尼器的受力狀態更加明確，避免了垂直受力方向(Z)與水平受力方向(Χ、Υ)的相互幹擾。(二)、該裝置適用性強，即:阻尼器產品噸位發生變化時不用重新設計連接節點，能實現阻尼器產品高度和噸位上的可調功能，當產品噸位發生變化時，通過調節連接裝置的螺栓個數來滿足對連接節點的要求。耗能鋼板 是鋼板阻尼牆的耗能部件，提供初始剛度，進入塑性後開始耗能，耗能鋼板是鋼板阻尼牆的核心元件。所述耗能鋼板兩側的加勁板，能夠約束耗能鋼板，防止其發生平面外屈曲。所述上、下水平連接鋼板保證耗能鋼板上下端發生相對變形，耗能鋼板兩端的翼緣板，防止了耗能鋼板在屈服前發生局部屈曲及保證了在大變形階段穩定的滯回性能。上/下水平連接鋼板上設置的連接裝置是方便鋼板阻尼牆與外界連接的裝置，該裝置可釋放鋼板阻尼牆的豎向剛度，並能適用於不同噸位的鋼板阻尼牆產品，且此類型的鋼板阻尼牆與建築結構的連接方式多種多樣。本實用新型具有以下優點:1、利用耗能鋼板平面內受力時初始剛度較大的優點，且通過加勁的方式防止耗能鋼板在平面外發生屈曲，保證鋼板阻尼牆的耗能能力及穩定性；2、耗能鋼板同側的加勁板之間無交叉焊縫，加勁板可通長設置或局部設置，方便焊接，且焊接質量容易保證；3、鋼板阻尼牆噸位大、屈服位移大，克服了普通金屬阻尼器噸位小、屈服位移小且易在風荷載作用下發生屈服的缺陷；4、鋼板阻尼牆上部設置了與外部的鋼結構構件連接的連接裝置，該連接裝置能釋放鋼板阻尼牆的豎向自由度，使其水平受力更加明確，可以通過調整螺栓或銷釘的個數來適應不同噸位的鋼板阻尼牆產品與外部構件的連接。
圖1為本實用新型鋼板阻尼牆的正截面結構示意圖(包括圖la、lb、lc、Id、le)。圖2為圖1實用新型鋼板阻尼牆的沿1-1方向的剖面示意圖(包括圖2a、2b、2c、2d、2e)。圖3為圖1實用新型鋼板阻尼牆的沿2-2方向的剖面示意圖(包括圖3a、3b、3c、3d、3e)。 圖4為本實用新型的鋼板阻尼牆的連接 裝置與外部結構構件連接的第一種實施例結構示意圖。圖5為本實用新型的鋼板阻尼牆的連接裝置與外部結構構件連接的第二種實施例結構示意圖。圖6為本實用新型的鋼板阻尼牆的連接裝置與外部結構構件連接的第三種實施例結構示意圖。圖7為本實用新型的鋼板阻尼牆的連接裝置與外部結構構件連接的第四種實施例結構示意圖。圖8為本實用新型的鋼板阻尼牆的連接裝置與外部結構構件連接的第五種實施例結構示意圖。圖中:1.耗能鋼板，21.上水平連接鋼板，22.下水平連接鋼板，3.翼緣板，4.加勁板，5.豎向鋼板，6.柱，7.梁，8.支撐，9.混凝土牆體，10.剛性牆。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的實施例作詳細說明:本實施例在以本實用新型技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本實用新型的保護範圍不限於下述的實施例。參見圖1、圖2和圖3，該實用新型鋼板阻尼牆包括鋼板阻尼牆本體及鋼板阻尼牆本體上設置的連接裝置，該鋼板阻尼牆本體包括耗能鋼板1、設置在耗能鋼板I上下方的水平連接鋼板，即上水平連接鋼板21，下水平連接鋼板22，設置在耗能鋼板I兩端的翼緣板3、設置在耗能鋼板I兩側的加勁板4，耗能鋼板I和上水平連接鋼板21，下水平連接鋼板22之間分別通過焊接方式連接，耗能鋼板I和兩端的翼緣板3分別採用焊接連接，耗能鋼板I的兩側分別設有加勁板4，該加勁板4和耗能鋼板I之間採用焊接連接，耗能鋼板I同側的加勁板4之間沒有交叉。鋼板阻尼牆上部的連接裝置與上水平連接鋼板21、下水平連接鋼板22之間採用焊接連接，該連接裝置可設置與鋼板阻尼牆本體的上端或下端，該連接裝置包括至少兩塊豎向鋼板5，該兩塊豎向鋼板5之間互相平行且同時垂直於上水平連接鋼板21或下水平連接鋼板22。耗能鋼板I是鋼板阻尼牆的耗能部件，可採用普通鋼材或特殊鋼材。連接裝置設置的螺栓或銷釘的數量由鋼板阻尼牆的噸位大小經計算確定。參見圖la、2a、3a，加勁板採用通長方式布置於耗能鋼板I的兩側，耗能鋼板I 一側布置有三個加勁板4，且該三個加勁板4均採用水平方向，且彼此之間沒有交叉。耗能鋼板I另一側也布置有三個加勁板4，且該三個加勁板4均採用豎直方向，且彼此之間沒有交叉。參見圖lb、2b、3b，耗能鋼板I兩側的加勁板4採用斜向反對稱布置。耗能鋼板I一側布置有三個加勁板4，且該三個加勁板4均採用斜向布置，中間一個加勁板4沿耗能鋼板I的一個對角線方向布置，另外兩個分別對稱布置於其兩邊，且三個加勁板4相互平行，之間無交叉。耗能鋼板I另一側也布置有三個加勁板4，且該三個加勁板4均採用反斜向布置，中間一個加勁板4沿耗能鋼板I的另一個對角線方向布置，另外兩個分別對稱布置於其兩邊，且三個加勁板4相互平行，之間無交叉。參見圖lc、2c、3c，耗能鋼板I左側的加勁板4和右側的加勁板4分別採用局部豎直方向和局部水平方向反對稱布置於耗能鋼板I的兩側。耗能鋼板I左側設有四個加勁板4，該四個加勁板4豎直布置且相互平行，之間沒有交叉且均布在耗能鋼板I的四個角附近。耗能鋼板I右側也對應設有四個加勁板4，該四個加勁板4水平布置且相互平行，之間沒有交叉且均布在耗能鋼板I的四個角附近。參見圖ld、2d、3d，耗能鋼板I左側的加勁板4和右側的加勁板4分別採用局部豎直方向和局部水平方向反對稱布置於耗能鋼板I的兩側。耗能鋼板I左側設有五個加勁板4，該五個加勁板4豎直布置且相互平行，之間沒有交叉且均布在耗能鋼板I的四個角和中心位置。耗能鋼板I右側也對應設有五個加勁板4，該五個加勁板4水平布置且相互平行，之間沒有交叉且均布在耗能鋼板I的四個角和中心位置。參見圖le、2e、3e，耗能鋼板I左側的加勁板4和右側的加勁板4分別採用通長和局部方式，水平和豎直方向布置於耗能鋼板I的兩側。耗能鋼板I左側設有三個加勁板4，其一個採用通長、豎直方式布置在該側的右邊，另外兩個加勁板4之間相互平行，且分別垂直於前一個加勁板4，這兩個加勁板4採用局部、水平方式布置於該側的左邊，耗能鋼板I左側的這三個加勁板4之間沒有交叉。
耗能鋼板I右側設有三個加勁板4，其一個採用通長、豎直方式布置在該側的左邊，另外兩個加勁板4之間相互平行，且分別垂直於前一個加勁板4，這兩個加勁板4採用局部、水平方式布置於該側的右邊，耗能鋼板I右側的這三個加勁板4之間沒有交叉。參見圖4，為本實用新型的鋼板阻尼牆的連接裝置與外部結構構件連接的第一種實施例示意圖，圖中包括柱6、梁7、兩個K字形支撐8，柱6和梁7垂直交叉設計，兩個K字形支撐8相對放置，鋼板阻尼牆設在兩個K字形支撐8之間，梁6、柱7平面內鋼板阻尼牆和支撐形成「X」形連接方式。參見圖5，為本實用新型的鋼板阻尼牆的連接裝置與外部結構構件連接的第二種實施例示意圖，圖中包括柱6、梁7、一個K字形支撐8，柱6和梁7垂直交叉設計，鋼板阻尼牆的一側的與梁7相連，鋼板阻尼牆的另一側與K字形支撐8相連。參見圖6，為本實用新型的鋼板阻尼牆的連接裝置與外部結構構件連接的第三種實施例示意圖，圖中包括柱6、梁7、兩個剛性牆10，柱6和梁7垂直交叉設計，兩個剛性牆10分別布置在上下梁7上，且垂直投影位置相同，鋼板阻尼牆設在兩個剛性牆10之間。參見圖7，為本實用新型的鋼板阻尼牆的連接裝置與外部結構構件連接的第四種實施例示意圖，圖中包括柱6、梁7、一個剛性牆，柱6和梁7垂直交叉設計，鋼板阻尼牆的一側與梁7相連，鋼板阻尼牆的另一側與剛性牆相連，剛性牆下端設置在梁7上，上端與鋼板阻尼牆連接。參見圖8，為本實用新型的鋼板阻尼牆的連接裝置與外部結構構件連接的第五種實施例示意圖，圖中包括柱6、梁7、一個K字形支撐8、混凝土牆體9，鋼板阻尼牆上部與梁7連接，下部與K字形支撐8相連，K字形支撐8分別支撐在兩個梁7、柱6節點上，混凝土牆體9齊平K字形支撐8上表面澆注，將整個K字形支撐8澆注在混凝土牆體9內，混凝土牆體9與牆兩側的柱6之間留有一定的空隙，保證牆體上部鋼板阻尼牆能夠有足夠變形空間。以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特徵和本實用新型的優點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和範圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型範圍內。本實用新型要求保護範圍由所附的 權利要求書及其等效物界定。
權利要求1.一種用於消能減震的鋼板阻尼牆，其特徵在於，包括鋼板阻尼牆本體及鋼板阻尼牆本體上設置的連接裝置，該鋼板阻尼牆本體包括耗能鋼板、設置在耗能鋼板上下方的水平連接鋼板、設置在耗能鋼板兩端的翼緣板、設置在耗能鋼板兩側的加勁板，所述耗能鋼板和上、下水平連接鋼板之間通過焊接連接，所述耗能鋼板和兩端的翼緣板分別採用焊接連接，所述耗能鋼板的兩側分別設有加勁板，該加勁板和耗能鋼板之間採用焊接連接，所述耗能鋼板同側的加勁板之間不交叉，所述鋼板阻尼牆上部的連接裝置與所述上水平連接鋼板或下水平連接鋼板之間採用焊接連接，所述連接裝置包括至少兩塊豎向鋼板，該兩塊豎向鋼板之間互相平行且同時垂直於所述上水平連接鋼板或下水平連接鋼板。
2.根據權利要求1所述的一種用於消能減震的鋼板阻尼牆，其特徵在於，所述連接裝置的豎向鋼板上開有豎向長形孔，且所有豎向鋼板上的長形孔對稱設置。
3.根據權利要求2所述的一種用於消能減震的鋼板阻尼牆，其特徵在於，所述連接裝置中的豎向鋼板上的長形孔中設置有至少一個螺栓或銷釘。
4.根據權利要求1所述的一種用於消能減震的鋼板阻尼牆，其特徵在於，所述兩塊豎向鋼板之間留有間隙，該間隙內嵌入外部連接構件，所述外部連接構件的相應位置處開有豎向長形孔。
5.根據權利要求1所述的一種用於消能減震的鋼板阻尼牆，其特徵在於，所述連接裝置通過在所述豎向鋼板上橫向設置螺栓或銷釘與外部結構構件連接。
6.根據權利要求2所述的一種用於消能減震的鋼板阻尼牆，其特徵在於，所述鋼板阻尼牆和連接裝置固定後，螺栓或銷釘在所述長形孔中能上下自由滑動，不能前後活動。
7.根據權利要求1所述的一種用於消能減震的鋼板阻尼牆，其特徵在於，所述加勁板通長或局部布置於所述耗能鋼板的兩側而沒有交叉，加勁板可布置成水平、豎直方式或沿耗能鋼板對角線方向布置。
8.根據權利要求1所述的一種用於消能減震的鋼板阻尼牆，其特徵在於，所述耗能鋼板一側的局部加勁板方向米用相同或不相同。
9.根據權利要求1所述的一種用於消能減震的鋼板阻尼牆，其特徵在於，所述耗能鋼板採用矩形或方形。
專利摘要本實用新型公開了一種用於消能減震的鋼板阻尼牆，包括鋼板阻尼牆本體及鋼板阻尼牆本體上設置的連接裝置，該鋼板阻尼牆本體包括耗能鋼板、設置在耗能鋼板上下方的水平連接鋼板、設置在耗能鋼板兩端的翼緣板、設置在耗能鋼板兩側的加勁板，所述耗能鋼板和上、下水平連接鋼板之間通過焊接連接，所述耗能鋼板的兩側分別設有加勁板，該加勁板和耗能鋼板之間採用焊接連接，所述耗能鋼板同側的加勁板之間不交叉。所述鋼板阻尼牆上的連接裝置與所述上水平連接鋼板或下水平連接鋼板之間採用焊接連接。本實用新型的鋼板阻尼牆的耗能能力及穩定性，克服了普通金屬阻尼器噸位小、屈服位移小且易在風荷載作用下發生屈服的缺陷。
文檔編號E04B1/98GK203129354SQ20132007184
公開日2013年8月14日 申請日期2013年2月7日 優先權日2013年2月7日
發明者陳明中, 徐繼東, 黃坤耀, 李靜, 鄧文豔 申請人:上海賽弗工程減震技術有限公司