一种带滑动摩擦耗能型斜撑的嵌入板吊顶结构

1.本发明涉及一种带滑动摩擦耗能型斜撑的嵌入板吊顶结构，可广泛应用于工业厂房和民用建筑当中。


背景技术：

2.悬挂吊顶系统作为建筑中不可或缺的建筑非结构系统，不仅起到了隐蔽房间内部管道设备的美观作用，同时保证了建筑本体功能性的实现。近些年来的震后调研发现，悬挂吊顶系统的地震损伤已经成为非结构系统破坏案例中占比最高的破坏形式。值得注意的是，地震动经过建筑结构本体的过滤及放大作用后，传递至吊顶系统的最大加速度相比于原始地震动更加显著。现有的吊顶类型通常存在抗侧刚度不足的缺点，其在放大的地震作用下的动力响应十分剧烈，比如，吊顶系统与周围维护系统(如填充墙等)的碰撞效应明显，吊顶系统边缘的龙骨、吊顶板局部损伤甚至坠落的概率较高；甚至引起大范围的坍塌失效。即使安装普通斜撑以增强吊顶系统的抗侧刚度，在放大的动力荷载作用下，斜撑整体屈曲的现象仍常有发生。


技术实现要素：

3.为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种带滑动摩擦耗能型斜撑的嵌入板吊顶结构，该结构在传统天花板吊顶的龙骨上部空间内加设滑动摩擦耗能斜撑，为整体结构提供了一定的侧向刚度，小震时减小了地震作用下龙骨的侧移，在中震及大震作用下可以摩擦耗能，消耗了从楼板传递至吊顶板平面的地震能量，避免了吊顶主体结构发生破坏甚至倒塌的可能性。
4.本发明是通过下述技术方案来实现的。
5.根据本发明实施例提供的一种带滑动摩擦耗能型斜撑的嵌入板吊顶结构，包括连接楼板和吊顶的吊杆和滑动摩擦耗能斜撑，吊顶连接在嵌入连接的主龙骨和次龙骨下方，吊杆顶部连接楼板，底部连接在主龙骨上；滑动摩擦耗能斜撑顶部铰接在吊杆顶部侧面，底部铰接在主龙骨或次龙骨上；滑动摩擦耗能斜撑的两端能沿顶部和底部转动；
6.若干个吊杆-滑动摩擦耗能斜撑间隔布置，构成斜撑-吊顶单元，若干个斜撑-吊顶单元纵横分布构成嵌入板吊顶结构。
7.作为优选，次龙骨间隔嵌入在主龙骨之间，与主龙骨连接在一起，吊顶连接在嵌入连接的主龙骨和次龙骨上。
8.作为优选，吊杆顶部固定在楼板上，底部通过主龙骨连接件连接在主龙骨上。
9.作为优选，滑动摩擦耗能斜撑通过铰支座分别连接楼板和主龙骨或次龙骨。
10.作为优选，滑动摩擦耗能斜撑包括上、下摩擦板和中间摩擦板，中间摩擦板插入上、下摩擦板并通过螺栓滑动连接。
11.作为优选，上、下摩擦板截面为槽形，腹板上留有若干组螺孔，每组螺孔沿轴向均匀间隔排列。
12.作为优选，中间摩擦板截面为工字形，对应上、下摩擦板的螺孔位置开有对应的滑槽，滑槽宽度与螺孔直径相同，滑槽长度略长于两个螺孔的距离。
13.作为优选，上、下摩擦板与中间摩擦板均一端带有连接端，另一端为插入端；上、下摩擦板槽口向外，插入上、下摩擦板的工字型板的翼缘位于上下摩擦板翼缘外侧，并与其齐平。
14.作为优选，滑动摩擦耗能斜撑中间摩擦板上的滑槽长度限制了滑动摩擦耗能斜撑的最大变形长度，在吊顶的水平位移δd、滑动摩擦耗能斜撑的滑动长度δl、滑动摩擦耗能斜撑的初始长度l与主龙骨间距d满足条件下，使结构的侧移在一个安全可控的范围内。
15.本发明由于采取以上技术方案，其具有以下有益效果：
16.通过在主龙骨上加设滑动摩擦耗能斜撑，增强了吊顶结构的侧向刚度和减震能力，使结构整体具有较好的抗震能力。
17.在小震作用时，地震加速度较小，滑动摩擦耗能斜撑由于静摩擦力限制并不会进行错动，而是为吊顶结构提供一定的侧向刚度，限制主龙骨及次龙骨在水平方向上的位移，防止吊顶因位移过大引起的破坏；在大震作用时，除了以上作用，滑动摩擦耗能斜撑还能够进行摩擦消耗能量，减小地震作用的同时还允许龙骨进行可控范围内的运动，避免吊顶在大震作用时发生破坏。
18.各个构件之间完全通过机械连接的方式进行组合，加强了结构抗震能力的同时又无需复杂的安装工艺和工具，安装过程简单快捷，适用于各个场合的安装改造。
19.与传统的吊顶结构相比，将滑动摩擦耗能斜撑和传统吊顶结构结合，在原吊顶结构的基础上加设了滑动摩擦耗能斜撑。滑动摩擦耗能斜撑中间摩擦板上的滑槽长度限制了滑动摩擦耗能斜撑的最大变形长度，使结构的侧移在一个安全可控的范围内。滑动摩擦耗能斜撑的两端能沿铰支座转动；通过滑动摩擦耗能斜撑自身的强度和摩擦耗能的特性对结构的侧移进行约束。
20.通过滑动摩擦耗能斜撑加强了吊顶结构在小震作用时的抗侧刚度，在大震作用时滑动摩擦耗能斜撑还能进行摩擦耗能，大大提高了吊顶结构的抗震性能与震后可修复性能。
附图说明
21.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：
22.图1是本发明的结构示意图；
23.图2是本发明的正视图；
24.图3是本发明的侧视图；
25.图4是本发明摩擦板详图；
26.图5是滑动摩擦耗能斜撑下端连接节点详图；
27.图6是滑动摩擦耗能斜撑上端连接节点详图。
28.图中，1：楼板；2：吊杆；3：主龙骨；4：次龙骨；5：主龙骨连接件；6：滑动摩擦耗能斜撑。
具体实施方式
29.下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
30.如图1所示，本发明为一种带滑动摩擦耗能型斜撑的嵌入板吊顶结构，包括连接楼板1和吊顶的吊杆2和滑动摩擦耗能斜撑6，吊顶连接在嵌入连接的主龙骨3和次龙骨4下方，吊杆2顶部连接在楼板1上，底部通过主龙骨连接件5连接在主龙骨3上；吊杆连接在楼板和主龙骨之间，与主龙骨垂直的方向连接次龙骨。滑动摩擦耗能斜撑6顶部铰接在吊杆2顶部侧面，底部铰接在主龙骨3或次龙骨4上。
31.其中，滑动摩擦耗能斜撑6通过螺栓固定在楼板1和主龙骨3或次龙骨4上，吊杆下端通过主龙骨连接件5与主龙骨固定在一起。嵌入式结构中，次龙骨4间隔嵌入在主龙骨3之间，与主龙骨连接在一起，吊顶放置在主龙骨和次龙骨的翼缘上侧。
32.若干个吊杆-滑动摩擦耗能斜撑间隔布置，构成斜撑-吊顶单元，若干个斜撑-吊顶单元纵横分布构成嵌入板吊顶结构。
33.如图1-3所示，主龙骨(或次龙骨)与楼板之间布置有滑动摩擦耗能斜撑6，滑动摩擦耗能斜撑的底端都固定在主龙骨(或次龙骨)上的铰支座上，顶端固定在楼板下端的铰支座上。滑动摩擦耗能斜撑的两端能沿铰支座转动。
34.如图4所示，滑动摩擦耗能斜撑6包括三块摩擦板，其中上下两侧的摩擦板截面为槽形，中间摩擦板的截面为工字形，上下摩擦板与中间摩擦板均一端带有连接端，另一端为插入端，上下摩擦板槽口向外，上下摩擦板之间插入中间工字型板，工字型板的翼缘位于上下摩擦板翼缘外侧，并与其齐平。上下两侧的摩擦板腹板上留有两组螺孔，每组两个沿轴向均匀间隔排列；中部的摩擦板上对应位置开有两个滑槽，滑槽宽度与其他两个摩擦板对应位置的螺孔直径相同，滑槽长度略长于两个螺孔的距离。将三个摩擦板叠放后在两组螺孔上拧上螺栓，进而组成滑动摩擦耗能斜撑6。滑动摩擦耗能斜撑6两端都固定后，在两端受到摩擦板轴向方向作用的力时，中间的摩擦板能够相对上下两侧摩擦板向轴向滑动，同时由于螺栓的预应力，摩擦板在相互错动时会在轴向产生一定大小的摩擦力。
35.如图5所示，滑动摩擦耗能斜撑6的底部连接端留有螺孔，将连接端与铰支座上的螺孔对齐后通过螺栓连接，铰支座固定在主龙骨上。滑动摩擦耗能斜撑的连接端预设有螺孔，使用螺栓将其固定在铰支座上，使滑动摩擦耗能斜撑能够在固定时能够沿铰支座转动。
36.如图6所示，滑动摩擦耗能斜撑6的顶部连接方式与底部相似，但铰支座固定在楼板下侧。
37.吊杆2与楼板1的连接形式不限，且吊顶吊杆2也可与结构梁进行连接，本发明同样可以达到相同的效果。
38.滑动摩擦耗能斜撑两端在受到足够的轴向力作用时，中间的摩擦板能够沿轴向滑动并提供一定的摩擦力。即：滑动摩擦耗能斜撑在小震时能为吊顶结构提供一定的抗侧刚度，在大震时进行摩擦耗能。
39.滑动摩擦耗能斜撑6的两端为铰接，因此吊杆2传递给滑动摩擦耗能斜撑6的力基本为轴力，避免了滑动摩擦耗能斜撑6在端部发生其他方向的屈曲破坏。
40.在结构遭受小震作用时，由于地震加速度较小，滑动摩擦耗能斜撑6上的轴力未达到滑动摩擦耗能斜撑6的起滑力，滑动摩擦耗能斜撑6并不会产生位移并摩擦，而是保持自
身结构稳定，为主龙骨3和次龙骨4提供一定的抗侧刚度，减小主龙骨3和次龙骨4的侧向位移；在遭受大震作用时，地震加速度较大，且变化剧烈，滑动摩擦耗能斜撑6的摩擦板就会相互错动并且摩擦耗能，减小地震作用传递到结构上的能量，同时中间摩擦板上的滑槽长度限制了滑动摩擦耗能斜撑6的最大变形长度，
41.在吊顶的水平位移δd、滑动摩擦耗能斜撑的滑动长度δl、滑动摩擦耗能斜撑的初始长度l与主龙骨间距d满足下式条件下：
[0042][0043]
使结构的侧移在一个安全可控的范围内。
[0044]
本发明通过滑动摩擦耗能斜撑在小震时能为吊顶结构提供一定的抗侧刚度，在大震时进行摩擦耗能，增加了吊顶系统的减震效果和可恢复功能能力，有效避免了天花板吊顶在地震作用下发生较大的侧移、以及与其他结构发生碰撞和因自身强度不足而引起的破坏甚至倒塌。
[0045]
本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。