[發(fā)明專利]自復(fù)位摩擦墻

在審

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• 申請日: 2018-02-05
• 公開（公告）號: CN108086517A
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王濤;周中一;孫艷春
• 申請（專利權(quán)）人: 中國地震局工程力學研究所;山東省鄒城市市政工程公司
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E04H9/02
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提出一種自復(fù)位摩擦墻，屬于結(jié)構(gòu)工程抗震技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種利用摩擦機制耗散振動能量的、可以減少結(jié)構(gòu)殘余變形的自復(fù)位摩擦墻，主要由上下橫梁橫梁，摩擦片，碟形彈簧，拉索，預(yù)應(yīng)力索，橡膠體，拉鎖孔，約束軸構(gòu)成。一系列摩擦片平行放置，并用拉索串聯(lián)起來，拉索提供初始面壓；交叉布置的一對預(yù)應(yīng)力索提供回復(fù)力。本發(fā)明可作為建筑功能的分割元件安裝在結(jié)構(gòu)中，不承擔豎向荷載；在遭受到風荷載或者地震荷載作用時，摩擦擺擺動時產(chǎn)生的摩擦耗散風荷載或者地震荷載輸入的能量，從而保護結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)件；摩擦面多，耗能能力強，特別適用于高層建筑；面壓較低，降低摩擦副的損耗；其自復(fù)位功能可以減少建筑結(jié)構(gòu)的殘余變形。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于結(jié)構(gòu)工程抗震技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種利用摩擦機制耗散振動能量的、可以減少結(jié)構(gòu)殘余變形的自復(fù)位摩擦墻。

背景技術(shù)

現(xiàn)代土木工程結(jié)構(gòu)經(jīng)常采用一些機械裝置耗散風振和地震作用引入的能量，從而達到保護主要承重構(gòu)件的目的，這就是結(jié)構(gòu)控制的概念。目前，結(jié)構(gòu)控制的研究和應(yīng)用主要分為被動控制、半主動控制、主動控制和混合控制幾種。其中，被動控制技術(shù)因其構(gòu)造簡單可靠、耗能性能穩(wěn)定、價格低廉、維護方便而被廣泛應(yīng)用于工程建設(shè)，或用于改善已有老舊建筑物的抗震或抗風性能之中。結(jié)構(gòu)的被動耗能減震技術(shù)是指在結(jié)構(gòu)的某些部位設(shè)置耗能裝置，例如阻尼器，通過耗能裝置產(chǎn)生的摩擦、彎曲、彈塑性滯回變形來耗散或吸收地震輸入結(jié)構(gòu)中的能量，以減小主體結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，從而避免結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞或倒塌，達到減震控制的目的。目前結(jié)構(gòu)體系中采用的被動耗能減震裝置主要可分為：粘滯阻尼器、金屬阻尼器、粘彈性阻尼器以及摩擦阻尼器。

其中，摩擦阻尼器以其剛塑性的力學特性而受到人們的普遍青睞，極高的初始剛度保證了結(jié)構(gòu)在小震作用和風荷載作用下具備足夠的剛度限制結(jié)構(gòu)的變形，較小的屈服（起滑）位移保證其在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中同樣可以得到很好的推廣。研究結(jié)果表明，相比于油阻尼器、黏滯阻尼器及黏彈性阻尼器，摩擦阻尼器在控制結(jié)構(gòu)層間位移角方面，具有顯著優(yōu)勢。同時，與軟鋼阻尼器相比，在相同的地震位移響應(yīng)條件下，摩擦阻尼器受力和結(jié)構(gòu)層間剪力可進一步降低。此外，摩擦阻尼器也是這五種類型阻尼器中價格最低廉的。目前國內(nèi)外研究人員已經(jīng)開發(fā)出多種摩擦阻尼器：1982年保羅（Pall）等設(shè)計出一種安裝在X型支撐中央的雙向摩擦耗能裝置；1990年艾肯（Aiken）和凱利（Kelly）設(shè)計出一種可復(fù)位的單向摩擦阻尼器。但是，傳統(tǒng)摩擦型阻尼器面壓很高，多次摩擦后摩擦副材料磨耗嚴重，導(dǎo)致輸出力的顯著下降。摩擦型阻尼器經(jīng)常有殘余變形，不能滿足一些重要結(jié)構(gòu)震后立即投入使用的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了克服以上技術(shù)的不足，提出一種新型自復(fù)位式摩擦墻。本發(fā)明可以作為建筑分割構(gòu)件（非承重墻）安裝在結(jié)構(gòu)中；工作時具備耗散風荷載或者地震荷載輸入的能量，保護結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件的功能；該新型自復(fù)位摩擦墻摩擦面多，耗能能力強，特別適用于高層結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明是通過以下措施來實現(xiàn)的：

本發(fā)明的自復(fù)位摩擦墻，主要由下橫梁1，上橫梁2，摩擦片3，碟形彈簧4，拉索5，預(yù)應(yīng)力索6，橡膠體8，拉鎖孔9，約束軸10構(gòu)成。其特別之處在于：一系列摩擦片平行放置，并用拉索串聯(lián)起來，拉索5提供初始面壓；交叉布置的一對預(yù)應(yīng)力索6提供回復(fù)力。

所述下橫梁1，其特征在于：采用橫梁1由槽鋼制作而成，與樓層下樓板連接，槽鋼內(nèi)填充橡膠體8，橡膠體8為摩擦片3的轉(zhuǎn)動位移提供空間。

所述上橫梁2，其特征在于：采用橫梁2由槽鋼制作而成，與樓層上樓板連接，槽鋼內(nèi)填充橡膠體8，橡膠體8為摩擦片3的轉(zhuǎn)動位移提供空間。

所述摩擦片3其特征在于：摩擦片3采用輕質(zhì)混凝土制作，接觸面做抗磨處理，摩擦片3平行放置，上下端分別嵌入到上下橫梁的槽內(nèi)，摩擦片3上的約束軸10防止摩擦片從槽內(nèi)脫出。

所述碟形彈簧4其特征在于：碟形彈簧4布置咋拉索兩端，可以有效的減少拉索5的預(yù)緊力的松弛。