專利名稱：低造價(jià)耗能支撐裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬建筑抗震加固技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于多層建筑物框架的耗能支撐裝置。
背景技術(shù)：
眾所周知，在高烈度地震區(qū)，房屋高度達(dá)到一定程度后，多層建筑中常用的框架結(jié)構(gòu)形式已難以滿足抗震的各項(xiàng)要求。傳統(tǒng)的解訣方法是采用框架-剪力墻、剪力墻、框架-筒體等結(jié)構(gòu)形式，其共同特點(diǎn)是利用鋼筋混凝土抗震墻作為主要的抗側(cè)力構(gòu)件，以滿足結(jié)構(gòu)物在地震作用下的強(qiáng)度和剛度要求。多年來，這種解決方法已在工程實(shí)踐中得到了普遍的認(rèn)同和采用，也經(jīng)歷了從小震到強(qiáng)烈地震的考驗(yàn)，已被證實(shí)是能夠滿足“小震不壞、中震可修，大震不倒”要求的。但是，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提高，地震災(zāi)害所造成的損失的特點(diǎn)也發(fā)生了很大的變化，一方面是人員傷亡越來越少，另一方面則是直接和間接的經(jīng)濟(jì)損失越來越大。這樣就使人們認(rèn)識(shí)到，應(yīng)該利用不斷發(fā)展的各種技術(shù)手段來提高結(jié)構(gòu)物的抗震性能，以盡量減少地震災(zāi)害對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響。各種結(jié)構(gòu)抗震技術(shù)措施應(yīng)運(yùn)而生，其中較為典型的主動(dòng)控制技術(shù)和被動(dòng)控制技術(shù)得到了較快的發(fā)展。在我國(guó)現(xiàn)有的經(jīng)濟(jì)條件下，采用主動(dòng)控制技術(shù)的最大障礙是結(jié)構(gòu)物的造價(jià)大大地提高了。而被動(dòng)控制技術(shù)中，比較成熟的則是在建筑物的框架中以鋼構(gòu)件作為支撐、以粘滯阻尼器作為耗能元件的消能技術(shù)，以及以橡膠隔震墊來延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)周期、減少地震能量輸入的基底隔震技術(shù)。在這兩項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用推廣過程中，首要的困難仍是造價(jià)?，F(xiàn)有的理論分析和實(shí)驗(yàn)研究表明，采用這兩種技術(shù)可提高結(jié)構(gòu)抗震性能，但在我國(guó)的工程實(shí)踐中，所暴露出來的問題則是與采用傳統(tǒng)的抗震體系相比，這兩種技術(shù)在造價(jià)方面沒有優(yōu)勢(shì)。顯而易見，在商品經(jīng)濟(jì)條件下，一項(xiàng)新技術(shù)能否得到推廣應(yīng)用，除了其自身的技術(shù)先進(jìn)性外，還應(yīng)充分考慮經(jīng)濟(jì)的因素。否則，許多業(yè)主可能會(huì)傾向于選擇傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)體系。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種用于多層建筑物框架的低造價(jià)耗能支撐裝置。
本實(shí)用新型耗能支撐裝置包括X型鋼筋混凝土桿件和一個(gè)或一個(gè)以上的摩擦型耗能器單元，其中鋼筋混凝土桿件的中部具有一上平臺(tái)和一下平臺(tái)，上、下平臺(tái)間留有空間；
耗能器單元設(shè)有兩塊或兩塊以上的鋼板、夾持于所說鋼板間的橡膠片以及能對(duì)鋼板豎向施壓且其壓力可調(diào)的緊固力施加機(jī)構(gòu)；耗能器單元位于鋼筋混凝土桿件上、下平臺(tái)之間，且每個(gè)耗能器單元中至少有一塊鋼板與所說平臺(tái)緊固聯(lián)接。
耗能器單元可以具有兩塊鋼板，一塊橡膠片夾持于兩塊鋼板之間；也可以具有三塊鋼板，兩塊橡膠片間隔夾持于三塊鋼板之間；也可以具有四塊鋼板，三塊橡膠片間隔夾持于四塊鋼板之間；依此類推。但耗能器單元最好是具有三塊鋼板，兩塊橡膠片間隔夾持于三塊鋼板之間。
耗能器單元的緊固力施加機(jī)構(gòu)可以是豎向穿越全部鋼板和橡膠片并且能夠擰緊的螺栓；也可以是豎向穿越鋼筋混凝土桿件的上平臺(tái)或下平臺(tái)，且其一端能抵壓相鄰鋼板的螺栓；當(dāng)然還可以是其他公知結(jié)構(gòu)的加壓機(jī)構(gòu)。
可以在鋼筋混凝土桿件的上平臺(tái)和/或下平臺(tái)內(nèi)預(yù)埋鋼板，將耗能器單元中相應(yīng)的鋼板與所說的預(yù)埋鋼板直接焊接緊固，或先將耗能器單元中的鋼板與連接鋼件的一端緊固聯(lián)接，然后再將連接鋼件的另一端與所說的預(yù)埋鋼板焊接緊固。
使用時(shí)，將鋼筋混凝土桿件的四個(gè)端點(diǎn)聯(lián)接到建筑物框架的梁柱節(jié)點(diǎn)上。本實(shí)用新型既可以用于新建建筑，也可以用于已有建筑。鋼筋混凝土桿件可以沿建筑物框架的對(duì)角方向布置，見圖1。在設(shè)有門窗的地方，鋼筋混凝土桿件也可以沿建筑物框架的非對(duì)角方向布置，見圖2。
工作原理各耗能器單元的緊固力使橡膠片與鋼板間產(chǎn)生的靜摩擦力之和就是本實(shí)用新型的啟動(dòng)力。在風(fēng)載荷或小震作用下，各耗能器單元所共同承擔(dān)的剪力低于這個(gè)啟動(dòng)力，鋼板與橡膠片之間沒有相對(duì)滑動(dòng)，此時(shí)本實(shí)用新型對(duì)建筑結(jié)構(gòu)水平剛度的貢獻(xiàn)類似于普通的剛性支撐。在大震作用下，各耗能器單元中的鋼板與橡膠片之間出現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng)，一方面將地震輸入的動(dòng)能由摩擦進(jìn)行耗散，另一方面還降低了結(jié)構(gòu)的水平剛度，達(dá)到減小地震反應(yīng)的目的，從而讓主體結(jié)構(gòu)免于在大震中被破壞或產(chǎn)生大的變形。
本實(shí)用新型的有益效果裝置具有低造價(jià)、高性能、易生產(chǎn)、便施工的特點(diǎn)。在提高結(jié)構(gòu)物抗震性能的同時(shí)，不僅不會(huì)使其造價(jià)增加，反而會(huì)有所降低。直接的效益是將傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系中的整片鋼筋混凝土抗震墻用斜支撐桿件代替，混凝土方量和鋼筋用量明顯地降低了，這一部分節(jié)約的造價(jià)已大大超過本實(shí)用新型的造價(jià)。間接的效益是，由于結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)和性能得到了改善，與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系相比，梁、柱的截面尺寸和配筋量也有所降低。


圖1為沿建筑物框架對(duì)角方向布置鋼筋混凝土桿件時(shí)的示意圖。
圖2為沿建筑物框架非對(duì)角方向布置鋼筋混凝土桿件時(shí)的示意圖。
圖3為實(shí)施例1的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為實(shí)施例2的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1見圖3。X型鋼筋混凝土桿件1的中部具有一上平臺(tái)2和一下平臺(tái)3，二者之間留有空間。共裝有兩個(gè)耗能器單元，每個(gè)耗能器單元設(shè)有三塊鋼板4、以及間隔夾持于所說鋼板4中的兩塊橡膠片5。每個(gè)耗能器單元的緊固力施加機(jī)構(gòu)是豎向穿越鋼筋混凝土桿件1的上平臺(tái)2、且其一端能抵壓最上面一塊鋼板4的兩個(gè)螺栓6。在鋼筋混凝土桿件下平臺(tái)3內(nèi)預(yù)埋鋼板7，將每個(gè)耗能器單元中最下面一塊鋼板4與所說的預(yù)埋鋼板4直接焊接緊固。圖中8為埋設(shè)于上平臺(tái)2的預(yù)埋鋼板，螺栓6也穿越預(yù)埋鋼板8。本實(shí)施例需現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)，通過擰緊螺栓6來給耗能器單元的鋼板和橡膠片施加豎向緊固力。
實(shí)施例2見圖4。裝有一個(gè)耗能器單元，該耗能器單元設(shè)有三塊鋼板9、以及夾持于所說鋼板9間的兩塊橡膠片10。耗能器單元的緊固力施加機(jī)構(gòu)是豎向穿越全部鋼板9和橡膠片10并且能夠擰緊的三個(gè)螺栓11。在鋼筋混凝土桿件1的下平臺(tái)3內(nèi)預(yù)埋鋼板12，將耗能器單元中部的一塊鋼板9之延長(zhǎng)部分用大螺栓12與預(yù)埋鋼板12緊固聯(lián)結(jié)。圖中13為埋設(shè)于上平臺(tái)2的預(yù)埋鋼板，兩塊連接鋼件14的一端與耗能器單元的鋼板9緊固聯(lián)接、另一端與預(yù)埋鋼板13焊接緊固。本實(shí)施例通過擰緊螺栓11來給耗能器單元的鋼板和橡膠片施加豎向緊固力，該過程可以在工廠完成，耗能器單元出廠前，對(duì)其額定的啟動(dòng)力進(jìn)行標(biāo)定或檢測(cè)。這樣不僅使耗能器單元中鋼板和橡膠片間緊固力的精確控制成為可能，同時(shí)也極大地降低了現(xiàn)場(chǎng)安裝的精度要求，使現(xiàn)場(chǎng)工作簡(jiǎn)便易行，并有利于該裝置的標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)業(yè)化。
以上實(shí)施例僅為了對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，而本實(shí)用新型的范圍不受所舉實(shí)施例的局限。
權(quán)利要求1.一種低造價(jià)耗能支撐裝置，其特征是包括X型鋼筋混凝土桿件和一個(gè)或一個(gè)以上的摩擦型耗能器單元，其中鋼筋混凝土桿件的中部具有一上平臺(tái)和一下平臺(tái)，上、下平臺(tái)間留有空間；耗能器單元設(shè)有兩塊或兩塊以上的鋼板、夾持于所說鋼板間的橡膠片以及能對(duì)鋼板豎向施壓且其壓力可調(diào)的緊固力施加機(jī)構(gòu)；耗能器單元位于鋼筋混凝土桿件上、下平臺(tái)之間，且每個(gè)耗能器單元中至少有一塊鋼板與所說平臺(tái)緊固聯(lián)接。
2.如權(quán)利要求1所述的低造價(jià)耗能支撐裝置，其特征是耗能器單元具有三塊鋼板，兩塊橡膠片間隔夾持于三塊鋼板之間。
3.如權(quán)利要求1所述的低造價(jià)耗能支撐裝置，其特征是耗能器單元的緊固力施加機(jī)構(gòu)為豎向穿越全部鋼板和橡膠片并且能夠擰緊的螺栓。
4.如權(quán)利要求1所述的低造價(jià)耗能支撐裝置，其特征是耗能器單元的緊固力施加機(jī)構(gòu)為豎向穿越鋼筋混凝土桿件的上平臺(tái)或下平臺(tái)，且其一端能抵壓相鄰鋼板的螺栓。
5.如權(quán)利要求1所述的低造價(jià)耗能支撐裝置，其特征是在鋼筋混凝土桿件的上平臺(tái)和/或下平臺(tái)內(nèi)預(yù)埋鋼板，將耗能器單元中相應(yīng)的鋼板與所說的預(yù)埋鋼板直接焊接緊固。
6.如權(quán)利要求1所述的低造價(jià)耗能支撐裝置，其特征是在鋼筋混凝土桿件的上平臺(tái)和/或下平臺(tái)內(nèi)預(yù)埋鋼板，耗能器單元中的鋼板與一連接鋼件的一端緊固聯(lián)接，該連接鋼件的另一端與所說的預(yù)埋鋼板焊接緊固。
專利摘要低造價(jià)耗能支撐裝置屬建筑抗震加固技術(shù)領(lǐng)域。X型鋼筋混凝土桿件的中部具有一上平臺(tái)和一下平臺(tái)，兩平臺(tái)間留有空間；耗能器單元設(shè)有兩塊或兩塊以上的鋼板、夾持于鋼板間的橡膠片和能對(duì)鋼板豎向施壓且其壓力可調(diào)的緊固力施加機(jī)構(gòu)；耗能器單元位于鋼筋混凝土桿件上、下平臺(tái)之間，并至少有一塊鋼板與所說平臺(tái)緊固聯(lián)接。在大震作用下，鋼板與橡膠片之間出現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng)，將地震輸入的動(dòng)能由摩擦進(jìn)行耗散，并降低結(jié)構(gòu)的水平剛度，減小地震反應(yīng)，主體結(jié)構(gòu)可免于在大震中被破壞或產(chǎn)生大的變形。該裝置低造價(jià)、高性能、易生產(chǎn)、便施工，在提高結(jié)構(gòu)物抗震性能的同時(shí)，不僅不會(huì)使其造價(jià)增加，反而會(huì)有所降低。
文檔編號(hào)E04B1/98GK2915981SQ200620019668
公開日2007年6月27日 申請(qǐng)日期2006年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月3日
發(fā)明者葉燎原, 繆升, 潘文 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)