一种阻尼器、梁柱及组合框架阻尼墙的制作方法

1.本实用新型属于土木工程技术与减震领域，具体涉及一种阻尼器、梁柱及组合框架阻尼墙。


背景技术：

2.金属阻尼器采用金属耗能板，具有结构简单，耗能机理明确，耐久性较好，价格低廉，替换安装方便等特点被广泛的应用在消耗地震能量中，但是现有的金属阻尼器普遍存在平面刚度低，易局部屈曲，因此在较强的横波地震载荷作用下，单靠金属耗能板发生屈曲后耗能无法较大的地震荷载作用，严重时可影响结构的抗震性能及整体的安全。
3.传统建筑墙体主要靠结构自身变形来吸收地震能量，许多主要构件损伤后很难被修复。随着抗震理论、技术、方法的不断进步以及更多高性能材料的发展应用，人们对结构的抗震性能要求越来越高，结构抗震已由抗倒塌设计逐步向可修复功能设计转变，以期在震后将整个社会的损失降到最低，高层、超高层建筑物越来越多，对于建筑墙体的抗震要求也随之提高，尤其是地震区横波较强的建筑。
4.目前常见的框架结构建筑墙体，主要由柱体、横梁与底梁围合形成闭合框架，在闭合框架内填充钢筋混凝土，这种组合框架结构建筑墙体，在抵抗地震的横波灾害中，整体刚度小，在强震作用下发生的破坏主要表现为梁柱焊接节点的撕裂破坏、钢柱的柱脚形成塑性铰失效和非埋入式柱脚的拔出破坏，并且在不同等级的地震灾害面前，难以预测和控制实际发生破坏的具体部位，造成框架结构建筑墙体的整体破坏，严重影响震后的快速修复工作。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于，提供一种阻尼墙、梁柱及组合框架阻尼墙，解决现有技术存在的问题。
6.为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案予以实现：
7.一种阻尼器，包括耗能框架，所述耗能框架内设第一安装腔，所述阻尼器还包括，摩擦耗能组件，所述摩擦耗能组件设于第一安装腔内，所述摩擦耗能组件包括第一板、至少一个第二板与第三板，所述第二板均设于第一板的同一侧，并与第一板固定连接；所述第三板上设置至少一个安装孔，所述第三板通过所述安装孔插设于所述第二板上。
8.所述耗能框架相对的两个侧壁上均设置多个第一通孔。
9.所述第一板与所述耗能框架的四周均固定连接，所述第三板与所述耗能框架的四周均抵接。
10.所述第二板采用阻尼板。
11.一种梁柱，包括上述的阻尼器，所述梁柱上预留至少一个安装空间，所述阻尼器沿梁柱的长度方向设于所述安装空间上，且所述第二板的长度方向与所述梁柱的长度方向相同。
12.一种组合框架阻尼墙，包括墙体框架，所述墙体框架包括第一柱、第二柱与如权利要求所述的梁柱，所述第一柱与第二柱相对设置，用于设在底梁上，所述梁柱两端分别与第一柱和第二柱固定连接，所述第一柱、第二柱、梁柱与底梁围合形成第三安装腔；所述第三安装腔内设置纵向阻尼板，所述纵向阻尼板分别与梁柱和底梁连接；所述第一柱与第二柱、阻尼器、纵向阻尼板的刚度依次减小。
13.所述纵向阻尼板上设置多个第二通孔。
14.所述竖向阻尼板靠近所述第一柱与第二柱的两侧设有空隙，且所述竖向阻尼板与所述底梁连接的一侧长度大于所述竖向阻尼板与梁柱连接的一侧。
15.所述第一柱与第二柱采用工字波纹腹板上进行混凝土浇筑形成。
16.所述底梁上设置有垫板，所述第一柱与第二柱设于所述垫板上。
17.本实用新型与现有技术相比，具有如下技术效果：
18.(ⅰ)本实用新型的阻尼器，应用在建筑物梁柱上并与梁柱焊接时，第二板的设置与横波的传递方向相同，阻尼器受到与梁柱相同方向的地震载荷，当受到水平方向的横波地震载荷时，首先耗能框架受到与地震载荷相同方向的力，并通过耗能框架耗能的同时将地震载荷传递至摩擦耗能组件上，摩擦耗能组件在横波的影响下左右晃动，使第三板沿着第二板的长度方向进行摩擦，消耗能量；本实用新型的阻尼器，在金属耗能的基础上同时增加了摩擦耗能，能够通过多种形式实现消耗较大的横波地震能量，耗能效果佳，提升了阻尼器的抗震性能及整体的安全性能。
19.(ⅱ)本实用新型的组合框架阻尼墙，底梁设于地基上，在地震横波作用下，地震波穿过地基，并带动建筑物左右晃动，通过设置第一柱与第二柱、阻尼器、纵向阻尼板的刚度依次减小，能够在组合框架阻尼墙面临地震载荷时，使地震破坏首先集中于纵向阻尼板，待纵向阻尼板集中耗能失效后，使地震载荷作用转移至梁柱的阻尼器上，这种两道地震分灾防线的结构，能够准确的将地震载荷的破坏集中在纵向阻尼板与阻尼器上，保护第一柱与第二柱以及梁柱不受破坏，具有“小震不坏，中震梯度消能，阻尼板分灾可更换；大震既更换阻尼板又更换阻尼器；巨震不倒塌”的抗震能力及梯度抵抗震害的特色，具体的，当横波通过建筑物时，首先通过第一柱或第二柱，再经过阻尼板和梁柱，在横波经过第一柱或第二柱时，第一柱或第二柱受到水平荷载，由于第一柱或第二柱的刚度最强，变形非常小，紧接着横波传递至纵向阻尼板与梁柱，纵向阻尼板承受水平荷载，其中纵向阻尼板发挥“手风琴效应”，变形耗能，在横波经过梁柱时，梁柱承受水平荷载，通过梁柱上安装的阻尼器进行耗能；本实用新型的组合框架阻尼在墙梯度耗能的前提下实现框架结构不被地震破坏，还能实现纵向阻尼板与阻尼器的快速拆卸和更换，能够在地震破坏后快速修复使用功能。
附图说明
20.图1是本实用新型阻尼器的爆炸图；
21.图2是本实用新型的组合框架阻尼墙的主视结构示意图；
22.图3是本实用新型的组合框架阻尼墙的主视结构示意图；
23.图4是本实用新型的组合框架阻尼墙的主视结构示意图；
24.图5是本实用新型的纵向阻尼板与第一柱的安装结构示意图；
25.图6是本实用新型的第一柱与第二柱的结构形成示意图；
26.图7是本实用新型的第二安装腔与第三安装腔的结构示意图；
27.图8是本实用新型的阻尼器在梁柱上的安装结构示意图。
28.图中各个标号的含义为：
29.1-耗能框架，2-第一安装腔，3-第一板，4-第二板，5-第三板，6-安装孔，7-第一通孔，8-梁柱，9-安装空间，10-第一柱，11-第二柱，12-底梁，13-第三安装腔，14-纵向阻尼板，15-第二通孔，16-空隙，17-垫板，18-卡槽，19-螺孔，20-工字波纹腹板。
30.以下结合实施例对本实用新型的具体内容作进一步详细解释说明。
具体实施方式
31.以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本技术技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。
32.本文中所提及到的方向性术语，如“横向”、“水平”、“竖直”与“长度”均与说明书附图中纸面上的具体方向或附图中所示空间的相应方向一致。
33.实施例1：
34.一种阻尼器，如图1所示，包括耗能框架1，所述耗能框架1内设第一安装腔2，其特征在于，所述阻尼器还包括，摩擦耗能组件，所述摩擦耗能组件设于第一安装腔2内，所述摩擦耗能组件包括第一板3、至少一个第二板4与第三板5，所述第二板4均设于第一板3的同一侧，并与第一板3固定连接；所述第三板5上设置至少一个安装孔6，所述第三板5通过所述安装孔6插设于所述第二板4上。
35.本实施例的阻尼器，本实用新型的阻尼器，应用在建筑物梁柱8上与梁柱8焊接时，第二板4的设置与横波的传递方向相同，阻尼器受到与梁柱8相同方向的地震载荷，当受到水平方向的横波地震载荷时，首先耗能框架1受到与地震载荷相同方向的地震载荷，并通过耗能框架1耗能的同时将地震载荷传递至摩擦耗能组件上，摩擦耗能组件在横波的影响下左右晃动，使第三板5沿着第二板4的长度方向进行摩擦，消耗能量；本实用新型的阻尼器，在金属耗能的基础上同时增加了摩擦耗能，能够通过多种形式实现消耗较大的横波地震能量，耗能效果佳，提升了阻尼器的抗震性能及整体的安全性能。
36.作为本实施例的一种优选方案，所述耗能框架1相对的两个侧壁上均设置多个第一通孔7。
37.其中，设置第一通孔7能够加强耗能框架1的变形耗能，增强耗能框架1的耗能强度，本实施例中耗能框架1采用屈服点为q345mpa的钢。
38.作为本实施例的一种优选方案，所述第一板3与所述耗能框架1的四周均固定连接，所述第三板5与所述耗能框架1的四周均抵接。
39.其中，第一板3与所述耗能框架1的四周均固定连接能够加强第一板3与耗能框架1的连接强度，提升阻尼器整体的稳定性，第三板5与所述耗能框架1的四周均抵接为了保证在受到地震横波作用下，第三板5能够沿第二板4的长度方向进行摩擦运动，实现摩擦耗能的目的。
40.作为本实施例的一种优选方案，所述第二板4采用阻尼板。
41.其中，阻尼板能够加强耗能强度，本实施例中第一板3与第三板5采用屈服点为q345mpa的钢；第二板4采用强度较低的q235mpa钢。
42.实施例2：
43.一种梁柱，如图7与图8所示，包括如实施例1的阻尼器，所述梁柱8上设有预留至少一个安装空间9，所述阻尼器沿梁柱8的长度方向设于所述安装空间9上。
44.本实施例的梁柱，通过设置了阻尼器在遇到地震载荷时能够通过阻尼器消耗地震能量，保护梁柱不受损害。
45.本实施例中的阻尼器设于安装空间9中，具体的，如图8所示，阻尼器的耗能框架1设于安装空间9中，且耗能框架1一侧第一板3和耗能框架1均与梁柱8抵接，另一侧耗能框架1与梁柱8抵接后，均采用电焊将耗能框架1两侧与梁柱8进行焊接实现本实施例的阻尼器与梁柱8的固定连接，其中，设置第二板4的长度方向与所述梁柱8的长度方向相同，在梁柱8受地震载荷左右晃动时，第二板4能够沿其长度方向在第三板5上进行摩擦耗能。
46.实施例3：
47.一种组合框架阻尼墙，如图1-8所示，包括墙体框架，所述墙体框架包括第一柱10、第二柱11与如权利要求5所述的梁柱8，所述第一柱10与第二柱11相对设置，用于设在底梁12上，所述梁柱8两端分别与第一柱10和第二柱11固定连接，所述第一柱10、第二柱11、梁柱8与底梁12围合形成第三安装腔13；所述第三安装腔13内设置纵向阻尼板14，所述纵向阻尼板14分别与梁柱8和底梁12连接；所述第一柱10与第二柱11、阻尼器、纵向阻尼板14的刚度依次减小。
48.本实用新型的组合框架阻尼墙，底梁12设于地基上，在地震横波作用下，地震波穿过地基，并带动建筑物左右晃动，通过设置第一柱10与第二柱11、阻尼器、纵向阻尼板14的刚度依次减小，能够在组合框架阻尼墙面临地震载荷时，使地震破坏首先集中于纵向阻尼板14，待纵向阻尼板14集中耗能失效后，使地震载荷作用转移至梁柱8的阻尼器上，这种两道地震分灾防线的结构，能够准确的将地震载荷的破坏集中在纵向阻尼板14与阻尼器上，保护第一柱10与第二柱11以及梁柱8不受破坏，具有“小震不坏，中震梯度消能，纵向阻尼板14分灾可更换；大震既更换纵向阻尼板14又更换阻尼器；巨震不倒塌”的抗震能力及梯度抵抗震害的特色，具体的，当横波通过建筑物时，首先通过第一柱10或第二柱11，再经过纵向阻尼板14和梁柱8，在横波经过第一柱10或第二柱11时，第一柱10或第二柱11受到水平荷载，由于第一柱10或第二柱11的刚度最强，不会产生变形耗能，紧接着横波传递至纵向阻尼板14与梁柱8，纵向阻尼板14承受水平荷载，其中纵向阻尼板14发挥“手风琴效应”，变形耗能，在横波经过梁柱8时，梁柱8承受水平荷载，通过梁柱8上安装的阻尼器进行耗能；本实用新型的组合框架阻尼在墙梯度耗能的前提下实现框架结构不被地震破坏，还能实现纵向阻尼板与阻尼器的快速拆卸和更换，能够在地震破坏后快速修复使用功能。
49.本实施例中刚度与材料的屈服点相关，屈服点越高，对应的刚度越强。
50.本实施例中纵向阻尼板14均包括两片波纹钢板，且中间填充有半高铅芯夹层橡胶垫。
51.其中，半高铅芯夹层橡胶垫与波纹钢板共同受力，在满足承载力要求下，有足够的滑移能力，与波纹钢板共同作用实现多方向的耗能，实现竖向阻尼板6与横向阻尼板7高效的抗震耗能，本实施例中波纹钢板的屈服点为q235mpa。
52.作为本实施例的一种优选方案，所述纵向阻尼板14上设置多个第二通孔15。
53.其中，设置第二通孔15能够加强纵向阻尼板14的变形耗能，减弱了纵向阻尼板14
的刚度，更容易发生耗能变形，进一步加强了分级耗能的目的。
54.作为本实施例的一种优选方案，所述竖向阻尼板14靠近所述第一柱10与第二柱11的两侧设有空隙16，且所述竖向阻尼板14与所述底梁12连接的一侧长度大于所述竖向阻尼板14与梁柱8连接的一侧。
55.其中，设置空隙16的目的是避免竖向阻尼板14在耗能破坏时拉力带对第一柱10与第二柱11产生不利影响，且节省钢材，稳定性更强，进一步加强了分级耗能的目的，设置向阻尼板14与所述底梁12连接的一侧长度大于所述竖向阻尼板14与梁柱8连接的一侧，能够增强竖向阻尼板14在第三安装腔13中的安装稳定性，提升组合框架阻尼墙的整体稳定性。
56.作为本实施例的一种优选方案，所述第一柱1与第二柱2采用工字波纹腹板31上进行混凝土浇筑形成。
57.其中，第一柱10与第二柱12通过工字波纹腹板上进行混凝土浇筑形成，称为pec柱，pec柱相对于普通钢筋混凝土柱，承载力高，抗震性能好，工字钢的加入能够在一定程度上抑制混凝土的早期开裂。进一步改善后，在pec柱中采用波形钢腹板能有效避免受压时平腹板容易发生平面外屈曲的问题并减少用钢量，增大截面的抗弯、抗扭刚度，从而提高构件的整体稳定性，因此，工字波纹腹板的材料的屈服点为q345mpa时，通过混凝土浇筑后，刚度较较屈服点为q345mpa的强，屈服点为q345mpa的单独材料能够延迟屈服，提升了第一柱10与第二柱11的刚度的同时，保证第一柱10与第二柱11的屈服在阻尼器之后，增强组合框架阻尼墙的整体抗震性能，保证组合框架不受地震载荷的损害，提升本实施例的整体抗震稳定性。
58.如图5所示，所述第一柱10与第二柱11上分别设置卡槽18，纵向阻尼板14通过所述卡槽18分别与第一柱10、第二柱11固定连接，纵向阻尼板14与卡槽18相对应的位置上设置螺孔19，通过螺栓加强纵向阻尼板14与第一柱10、第二柱11的连接，在纵向阻尼板14在震后损害时便于拆卸与更换。
59.作为本实施例的一种优选方案，所述底梁12上设置有垫板17，所述第一柱10与第二柱11设于所述垫板17上。
60.其中，设置垫板17的目的：实现墙体框架与底梁12的连接，便于装配。
61.本实施例1中的阻尼器与实施例2中的梁柱应用在本实施例的组合框架阻尼墙结构的过程如下：
62.将本实施例的组合框架阻尼墙设于地基上，在实施例的基础上进行建筑物的搭建，当建筑物处于横坡地震环境下时；
63.当本实施例的组合框架阻尼墙受到横波时：首先通过第一柱10或第二柱12，再经过纵向阻尼板14和梁柱8，在横波经过第一柱10或第二柱11时，第一柱10或第二柱11受到水平荷载，由于第一柱10或第二柱11的屈服点最强，它的强度和截面刚度大，变形非常小，紧接着横波传递至纵向阻尼板14与梁柱8，纵向阻尼板14承受水平荷载，其中纵向阻尼板14发挥“手风琴效应”，变形耗能，在横波经过梁柱8时，梁柱8承受水平荷载，通过梁柱8上安装的阻尼器进行耗能。