一种采用墙式连接的气囊减震装置及其施工方法

本发明涉及建筑减震，尤其涉及一种采用墙式连接的气囊减震装置及其施工方法。

背景技术：

1、在建筑结构抗震领域，随着城市韧性建设要求的提升，结构震后的残余变形控制、损伤可修复性与功能快速恢复能力，已成为框架结构抗震设计的重要需求。金属阻尼器凭借稳定的耗能能力被广泛应用，但传统阻尼器多通过斜撑、人字撑等细长构件传力，传力构件自身变形会削弱实际耗能效率；同时普通金属阻尼器仅具备耗能功能、无自复位能力，强震后结构易产生不可恢复的残余变形。

2、现有自复位减震体系大多依靠预设的初始复位力实现震后恢复，复位能力属于固定不可调，当强震后结构产生较大残余变形时，固有复位力不足以消除残余位移，仍需额外的顶升或牵引修复，震后恢复效率低。

技术实现思路

1、针对背景技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种采用墙式连接的气囊减震装置及其施工方法以解决上述技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

3、一种采用墙式连接的气囊减震装置，包括上部连接墙、下部连接墙、剪切型耗能构件、第一承压板、第二承压板以及气囊装置；

4、所述上部连接墙与所述下部连接墙相互靠近的一侧其中之一设有凸台，另一设有凹槽，所述凸台位于所述凹槽内，且所述上部连接墙与下部连接墙相互靠近的一侧之间具有竖向的第一间隙，所述凸台与凹槽之间具有水平的第二间隙和竖向的第三间隙；

5、所述凸台的两侧设有所述第一承压板，所述凹槽靠近所述第一承压板的两侧设有所述第二承压板，所述第一承压板和第二承压板其中之一固定所述气囊装置的一端，另一抵接所述气囊装置的另一端，两所述气囊装置位于所述第二间隙内且水平对称布置于所述凸台的两侧；

6、所述上部连接墙和下部连接墙之间连接有所述剪切型耗能构件，且所述剪切型耗能构件位于所述第三间隙内。

7、进一步地，所述气囊装置至少包括一个气囊单元，所述气囊单元内部设有支撑块，用于限制所述气囊单元自身最大压缩行程。

8、进一步地，所述气囊单元包括气囊本体、第一安装部和第二安装部，所述气囊本体的一端连接所述第一安装部，所述气囊本体的另一端连接所述第二安装部，所述气囊本体、第一安装部和第二安装部合围形成有内部空腔，所述第一安装部和/或第二安装部设有连通所述内部空腔的充气口，所述第一安装部和/或第二安装部内侧固定设有所述支撑块。

9、进一步地，所述气囊本体从外到内依次包括保护层、增强层和气密层，所述保护层外壁的腰部套设有腰环。

10、进一步地，所述气囊装置的一端锚固连接于所述第一承压板或第二承压板，所述剪切型耗能构件的两端分别锚固连接于所述上部连接墙和下部连接墙。

11、进一步地，所述剪切型耗能构件为金属剪切型阻尼器。

12、一种如前文任一项所述的采用墙式连接的气囊减震装置的施工方法，包括以下步骤：

13、s1：将上部连接墙施工于上部框架梁，将下部连接墙施工于下部框架梁，所述上部连接墙和下部连接墙其中之一具有凸台，另一具有凹槽，并在所述凸台的两侧设第一承压板，在所述凹槽的两侧设第二承压板；

14、s2：将气囊装置施工于所述第二间隙内，使所述第一承压板或第二承压板固定所述气囊装置的一端，两所述气囊装置水平对称布置于所述凸台的两侧；

15、s3：对所述气囊装置充气至设计工作气压，使所述气囊装置的另一端抵接所述第一承压板或第二承压板，形成初始预压力；

16、s4：在所述上部连接墙和下部连接墙之间施工剪切型耗能构件，且所述剪切型耗能构件位于所述第三间隙内。

17、进一步地，在s1中，具体包括以下步骤：

18、s11：同步绑扎下部框架梁与下部连接墙的钢筋骨架，先浇筑下部框架梁混凝土并养护至设计强度，下部连接墙部分暂不浇筑；

19、s12：同步绑扎上部框架梁与上部连接墙的钢筋骨架，在所述凸台的两侧设第一承压板，支设模板后整体浇筑上部连接墙与上部框架梁混凝土，一体成型带凸台的上部连接墙，养护至设计强度；

20、s13：在所述凹槽的两侧设第二承压板，待下部框架梁达到设计强度后，浇筑下部连接墙混凝土，一体成型带凹槽的下部连接墙，养护至设计强度。

21、进一步地，在s4中，具体包括以下步骤：

22、待所述上部连接墙和下部连接墙的混凝土达到设计强度后，清理所述凸台预埋的第一锚板和所述凹槽预埋的第二锚板表面的杂物；将所述剪切型耗能构件施工至所述第三间隙内；通过高强螺栓将所述剪切型耗能构件的两端分别与所述第一锚板和所述第二锚板连接，按设计扭矩拧紧螺栓，使所述剪切型耗能构件处于无初始变形的自由状态。

23、进一步地，若施工建筑为既有建筑，则在s1之前，还包括以下步骤：对既有框架梁施工位置进行基面凿毛、清理，采用钢筋探测仪定位规避原有主筋，精准钻孔并植入植筋，养护至植筋设计强度。

24、本发明的有益效果是：

25、本发明提出的一种采用墙式连接的气囊减震装置，包括上部连接墙、下部连接墙、剪切型耗能构件、第一承压板、第二承压板以及气囊装置。本发明无需设置传统斜撑、人字撑等细长传力构件，也无需依赖预应力张拉体系或高价形状记忆合金提供复位力，通过墙式刚性传力体系保障减震耗能效率，借助气压可调的气囊装置实现双向自复位与残余变形二次修正，具有构造简洁、传力直接、性能可控、维护便捷、适用范围广的优点。

1.一种采用墙式连接的气囊减震装置，其特征在于，包括上部连接墙、下部连接墙、剪切型耗能构件、第一承压板、第二承压板以及气囊装置；

2.如权利要求1所述的一种采用墙式连接的气囊减震装置，其特征在于，所述气囊装置至少包括一个气囊单元，所述气囊单元内部设有支撑块，用于限制所述气囊单元自身最大压缩行程。

3.如权利要求2所述的一种采用墙式连接的气囊减震装置，其特征在于，所述气囊单元包括气囊本体、第一安装部和第二安装部，所述气囊本体的一端连接所述第一安装部，所述气囊本体的另一端连接所述第二安装部，所述气囊本体、第一安装部和第二安装部合围形成有内部空腔，所述第一安装部和/或第二安装部设有连通所述内部空腔的充气口，所述第一安装部和/或第二安装部内侧固定设有所述支撑块。

4.如权利要求3所述的一种采用墙式连接的气囊减震装置，其特征在于，所述气囊本体从外到内依次包括保护层、增强层和气密层，所述保护层外壁的腰部套设有腰环。

5.如权利要求1所述的一种采用墙式连接的气囊减震装置，其特征在于，所述气囊装置的一端锚固连接于所述第一承压板或第二承压板，所述剪切型耗能构件的两端分别锚固连接于所述上部连接墙和下部连接墙。

6.如权利要求1所述的一种采用墙式连接的气囊减震装置，其特征在于，所述剪切型耗能构件为金属剪切型阻尼器。

7.一种如权利要求1至6中任一项所述的采用墙式连接的气囊减震装置的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.如权利要求7所述的一种采用墙式连接的气囊减震装置的施工方法，其特征在于，在s1中，具体包括以下步骤：

9.如权利要求7所述的一种采用墙式连接的气囊减震装置的施工方法，其特征在于，在s4中，具体包括以下步骤：待所述上部连接墙和下部连接墙的混凝土达到设计强度后，清理所述凸台预埋的第一锚板和所述凹槽预埋的第二锚板表面的杂物；将所述剪切型耗能构件吊装至所述第三间隙内；通过高强螺栓将所述剪切型耗能构件的两端分别与所述第一锚板和所述第二锚板连接，按设计扭矩拧紧螺栓，使所述剪切型耗能构件处于无初始变形的自由状态。

10.如权利要求8所述的一种采用墙式连接的气囊减震装置的施工方法，其特征在于，若施工建筑为既有建筑，则在s1之前，还包括以下步骤：对既有框架梁施工位置进行基面凿毛、清理，采用钢筋探测仪定位规避原有主筋，精准钻孔并植入植筋，养护至植筋设计强度。