一种具有抗震能力的冷弯薄壁型钢承重墙体结构的制作方法

1.本发明属于钢结构墙体技术领域，涉及一种具有抗震能力的冷弯薄壁型钢承重墙体结构。


背景技术：

2.发展钢结构住宅产业是建设资源节约型和环境友好性社会的需要，符合我国住宅建设特点的需要，更符合我国的钢铁产业政策。特别是对于处于地震活动带的地区，相比于常规住宅，钢结构住宅在抗震方面的优越性非常突出。
3.但是，目前的钢结构承重墙体虽然结构强度很高，抗地震变形能力较强，但是，其在抗震性能方面还是存在有待改进的地方，特别是钢结构承重墙体的刚性结构，由于自身缺乏自复位支撑耗能能力，会放大结构的地震响应，从而产生侧倾等现象。为了解决上述问题，通常会在钢承重墙体与地面基础之间设置如金属阻尼器等耗能结构，但是，如金属阻尼器等耗能结构在地震作用下时，会产生较大的塑性变形，不仅耗能能力减弱，同时，也难以保证其自复位能力。


技术实现要素：

4.本发明的目的就是为了提供一种具有抗震能力的冷弯薄壁型钢承重墙体结构，以提高冷弯薄壁型钢承重墙体结构的抗震自复位能力。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
6.一种具有抗震能力的冷弯薄壁型钢承重墙体结构，由安装在地面基础上的冷弯薄壁钢墙体，以及布置在冷弯薄壁钢墙体与地面基础之间的自复位抗侧支撑组成，所述的自复位抗侧支撑包括第一连板、第二连板、摩擦块、摩擦板、预紧螺栓件，其中，所述的第一连板和第二连板分别铰接冷弯薄壁钢墙体与地面基础，所述的摩擦块成组设置在第一连板和第二连板的对应同一侧，在同一组摩擦块的两侧分别设置一块摩擦板，且位于摩擦块两侧的摩擦板还通过预紧螺栓件连接，使得两摩擦板夹紧所述摩擦块的两侧表面，在第一连板和第二连板之间还设有复位弹簧组。
7.进一步的，所述的摩擦块设有两组，并分别对应布置的第一连板和第二连板的两侧。
8.进一步的，所述的摩擦块的中间位置还设有贯通的轴向滑槽，在外摩擦板上还设有两侧贯通的连接通孔，所述的预紧螺栓件穿过所述连接通孔和轴向滑槽，使得摩擦块与摩擦板之间呈受压状态摩擦接触。
9.进一步的，所述的摩擦块的两侧表面左右对称，且沿轴向滑槽方向，摩擦块的任一侧表面均包括位于中间位置的平面凸出段，以及位于平面凸出段两侧的倾斜段，所述的倾斜段与平面凸出段光滑过渡连接。
10.更进一步的，所述的平面凸出段沿垂直于摩擦块的表面方向凸出。
11.进一步的，所述的预紧螺栓件由形状记忆合金螺杆、螺纹固定在形状记忆合金螺
杆两端的预紧螺母组成。
12.进一步的，所述的复位弹簧组由若干拉伸弹簧组成，所述拉伸弹簧的两端分别连接所述第一连板和第二连板。
13.进一步的，所述的第一连板和第一连板上还分别通过球铰连接所述冷弯薄壁钢墙体与地面基础。
14.进一步的，所述的摩擦块分别与第一连板和第二连板焊接固定。
15.进一步的，所述的第一连板和第二连板之间还设有定位伸缩结构。
16.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
17.(1)通过采用摩擦块、摩擦板和预紧螺栓等组成的摩擦耗能结构，可以有效的提高自复位抗侧支撑对墙体的耗能能力，同时，由于摩擦块的特殊型面设计，使得在一定范围内(通过轴向滑槽的长度设计，可设计为在滑动行程范围内)，摩擦块和摩擦板发生位移时，在预紧螺栓逐渐增大的夹紧力的作用下，产生自复位效果。同时，整个摩擦耗能过程还具有随着偏移量越大，摩擦力与自复位力越大的效果，这样，可以大大提高墙体结构的抗地震作用，降低其结构响应。
18.(2)第一连板和第二连板通过球铰连接地面基础和墙体，可以当墙体处于地震等作用下时，通过球铰的微转动，将冷弯薄壁钢墙体与地面基础之间的作用力转化为沿自复位抗侧支撑方向，保证整体自复位能力的实现。
附图说明
19.图1为本发明的结构示意图；
20.图2为自复位抗侧支撑的示意图；
21.图3为摩擦板与摩擦块连接部分的示意图；
22.图4为摩擦块的示意图；
23.图中标记说明：
24.1-冷弯薄壁钢墙体，2-地面基础，3-自复位抗侧支撑，31-第一连板，32-第二连板，33-摩擦块，331-平面凸出段，332-倾斜段，34-摩擦板，35-预紧螺栓件，36-轴向滑槽，37-复位弹簧组，38-定位伸缩结构。
具体实施方式
25.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
26.以下各实施方式或实施例中，如无特别说明的功能部件或结构，则表明其均为本领域为实现对应功能而采用的常规部件或结构。
27.本发明提出了一种具有抗震能力的冷弯薄壁型钢承重墙体结构，请参见图1至图2所示，由安装在地面基础2上的冷弯薄壁钢墙体1，以及布置在冷弯薄壁钢墙体1与地面基础2之间的自复位抗侧支撑3组成，所述的自复位抗侧支撑3包括第一连板31、第二连板32、摩擦块33、摩擦板34、预紧螺栓件35，其中，所述的第一连板31和第二连板32分别铰接冷弯薄壁钢墙体1与地面基础2，所述的摩擦块33成组设置在第一连板31和第二连板32的对应同一
侧，在同一组摩擦块33的两侧分别设置一块摩擦板34，且位于摩擦块33两侧的摩擦板34还通过预紧螺栓件35连接，使得两摩擦板34夹紧所述摩擦块33的两侧表面，在第一连板31和第二连板32之间还设有复位弹簧组37。
28.在一种具体的实施方式中，请再参见图2所示，所述的摩擦块33设有两组，并分别对应布置的第一连板31和第二连板32的两侧。
29.在一种具体的实施方式中，请再参见图4所示，所述的摩擦块33的中间位置还设有贯通的轴向滑槽36，在外摩擦板34上还设有两侧贯通的连接通孔，所述的预紧螺栓件35穿过所述连接通孔和轴向滑槽36，使得摩擦块33与摩擦板34之间呈受压状态摩擦接触。
30.在一种具体的实施方式中，请再参见图3和图4所示，所述的摩擦块33的两侧表面左右对称，且沿轴向滑槽36方向，摩擦块33的任一侧表面均包括位于中间位置的平面凸出段331，以及位于平面凸出段331两侧的倾斜段332，所述的倾斜段332与平面凸出段331光滑过渡连接。
31.更进一步的，所述的平面凸出段331沿垂直于摩擦块33的表面方向凸出。
32.在一种具体的实施方式中，所述的预紧螺栓件35由形状记忆合金螺杆、螺纹固定在形状记忆合金螺杆两端的预紧螺母组成。
33.在一种具体的实施方式中，请再参见图1和图2所示，所述的复位弹簧组37由若干拉伸弹簧组成，所述拉伸弹簧的两端分别连接所述第一连板31和第二连板32。
34.在一种具体的实施方式中，所述的第一连板31和第一连板31上还分别通过球铰连接所述冷弯薄壁钢墙体1与地面基础2。
35.在一种具体的实施方式中，所述的摩擦块33分别与第一连板31和第二连板32焊接固定。
36.在一种具体的实施方式中，请再参见图1和图2所示，所述的第一连板31和第二连板32之间还设有定位伸缩结构38。
37.以上各实施方式可以任一单独实施，也可以任意两两组合或更多的组合实施。
38.下面结合具体实施例对上述实施方式进行更详细的说明。
39.实施例1：
40.本实施例提出了一种具有抗震能力的冷弯薄壁型钢承重墙体结构，请参见图1至图2所示，由安装在地面基础2上的冷弯薄壁钢墙体1，以及布置在冷弯薄壁钢墙体1与地面基础2之间的自复位抗侧支撑3组成，自复位抗侧支撑3包括第一连板31、第二连板32、摩擦块33、摩擦板34、预紧螺栓件35，其中，第一连板31和第二连板32分别铰接冷弯薄壁钢墙体1与地面基础2，摩擦块33成组设置在第一连板31和第二连板32的对应同一侧，在同一组摩擦块33的两侧分别设置一块摩擦板34，且位于摩擦块33两侧的摩擦板34还通过预紧螺栓件35连接，使得两摩擦板34夹紧摩擦块33的两侧表面，在第一连板31和第二连板32之间还设有复位弹簧组37。
41.请再参见图2所示，摩擦块33设有两组，并分别对应布置的第一连板31和第二连板32的两侧。
42.请再参见图4所示，摩擦块33的中间位置还设有贯通的轴向滑槽36，在外摩擦板34上还设有两侧贯通的连接通孔，预紧螺栓件35穿过连接通孔和轴向滑槽36，使得摩擦块33与摩擦板34之间呈受压状态摩擦接触。
43.请再参见图3和图4所示，摩擦块33的两侧表面左右对称，且沿轴向滑槽36方向，摩擦块33的任一侧表面均包括位于中间位置的平面凸出段331，以及位于平面凸出段331两侧的倾斜段332，倾斜段332与平面凸出段331光滑过渡连接。平面凸出段331沿垂直于摩擦块33的表面方向凸出。预紧螺栓件35由形状记忆合金螺杆、螺纹固定在形状记忆合金螺杆两端的预紧螺母组成。
44.请再参见图1和图2所示，复位弹簧组37由若干拉伸弹簧组成，拉伸弹簧的两端分别连接第一连板31和第二连板32。第一连板31和第一连板31上还分别通过球铰连接冷弯薄壁钢墙体1与地面基础2。摩擦块33分别与第一连板31和第二连板32焊接固定。
45.请再参见图1和图2所示，第一连板31和第二连板32之间还设有定位伸缩结构38，可以采用本领域常用的伸缩导向结构，其伸缩方向与轴向滑槽36的方向平行，具体可以采用伸缩杆等。
46.本实施例的具体工作原理如下：
47.当冷弯薄壁钢墙体1收到地震作用等产生倾倒趋势时，其一侧的自复位抗侧支撑3受到拉力作用，对应的第一连板31和第二连板32发生相互脱离，此时，摩擦板34和摩擦块33之间通过相对滑动而耗能，当冷弯薄壁钢墙体1的倾倒的倾角加大时，摩擦板34和摩擦块33偏离平衡位置的位移量也就增大，但是，由于摩擦板34和摩擦块33之间存在的倾斜接触斜面的存在，使得两摩擦板34在摩擦块33的倾斜段332部分的作用下，也会产生沿垂直于摩擦块33表面方向的相对远离的移动，进而使得预紧螺栓从平衡位置逐渐拉伸，导致预紧螺栓对摩擦板34施加的压力增加，从而使得摩擦块33与摩擦板34之间的摩擦力增大，产生的复位力也增大，这样就产生逐渐增大的抵抗墙体倾倒的能力。
48.而冷弯薄壁钢墙体1另一侧的自复位抗侧支撑3受到压力作用，对应的第一连板31和第二连板32相对靠近，此时，摩擦板34和摩擦块33之间也通过相对滑动而耗能，当冷弯薄壁钢墙体1的倾倒的倾角加大时，摩擦板34和摩擦块33偏离平衡位置的位移量也会增大，同样，两摩擦板34在摩擦块33的倾斜段332部分的作用下，也会产生沿垂直于摩擦块33表面方向的相对远离的移动，进而使得预紧螺栓从平衡位置逐渐拉伸，导致预紧螺栓对摩擦板34施加的压力增加，从而使得摩擦块33与摩擦板34之间的摩擦力增大，产生的复位力也增大，这样就产生逐渐增大的抵抗墙体倾倒的能力。
49.同时，再配合第一连板31和第二连板32之间的复位弹簧组37等结构，可以有效的保证冷弯薄壁钢墙体1对地震的抵抗效果和自复位效果。
50.上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。