[發(fā)明專利]具有滯回型慣容的剪力墻系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811273809.6
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN109267675B
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙志鵬;胡岫巖;張瑞甫;劉浩洋
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟大學(xué)
• 主分類號: E04B2/56
• 分類號: E04B2/56;E04H9/02;E04B1/98
• 代理公司: 上海科律專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 葉鳳

本發(fā)明屬于土木工程和能源基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域，提供一種具有滯回型慣容的剪力墻系統(tǒng)，包括剪力墻結(jié)構(gòu)、滯回慣容結(jié)構(gòu)、以及安裝底座，滯回慣容結(jié)構(gòu)包括若干組滯回耗能支撐單元及若干組黏滯自復(fù)位慣容單元。本發(fā)明建立了雙重的自復(fù)位機制和多重的能量吸收和耗散途徑，通過滯回剪切板和黏滯慣容單元來吸收并耗散結(jié)構(gòu)振動能量；利用搖擺剪力墻的轉(zhuǎn)動效應(yīng)，減小了搖擺裝置所受到的水平作用；設(shè)置慣容單元，在不增加剪力墻結(jié)構(gòu)變形剛度的前提下，有效地調(diào)整系統(tǒng)慣性特性并控制剪力墻整體變形；提供一種適用有效結(jié)構(gòu)多模態(tài)振動控制的搖擺式剪力墻減震耗能體系；建立了多道抗震防線，具有耗能增效、魯棒性強、易于震后修復(fù)等特點，有較好的推廣應(yīng)用價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于土木工程結(jié)構(gòu)消能減震技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有滯回型慣容的剪力墻系統(tǒng)。

背景技術(shù)

剪力墻，也稱抗震墻，是一種重要的抗側(cè)力構(gòu)件，能夠有效的提高建筑結(jié)構(gòu)抵抗地震作用的能力。但是剪力墻本身剛度大，但是其延性較小，在地震中承受側(cè)向力的同時，容易發(fā)生損壞，并且修復(fù)成本高。因此消能減震技術(shù)中搖擺結(jié)構(gòu)被引入剪力墻結(jié)構(gòu)體系中。搖擺剪力墻底部與結(jié)構(gòu)鉸接，兩側(cè)增設(shè)耗能裝置，提高了剪力墻變形能力，減少了墻體的損壞。但是搖擺結(jié)構(gòu)不能增加其耗能能力，且變形較大，自復(fù)位機構(gòu)僅單純提供恢復(fù)力，不能有效耗能，作為一道抗震防線還遠遠不足。此外，搖擺剪力墻質(zhì)量較大，在地震中會產(chǎn)生較大的慣性力，其底部的鉸接裝置容易發(fā)生破壞，并且較大的慣性力對主結(jié)構(gòu)側(cè)向承載能力提出了更高的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高階模態(tài)振動控制的減震體系，采用滯回剪切板和黏滯慣容阻尼單元耗散能量，聯(lián)合搖擺墻構(gòu)成一種新型的具有滯回型慣容的剪力墻系統(tǒng)。

本發(fā)明需要保護的技術(shù)方案概括為：

一種具有滯回型慣容的剪力墻系統(tǒng)，包括剪力墻結(jié)構(gòu)、滯回慣容結(jié)構(gòu)、以及安裝底座；

所述剪力墻結(jié)構(gòu)為具有自復(fù)位功能的耗能結(jié)構(gòu)，其包括剪力墻、搖擺構(gòu)件，所述搖擺構(gòu)件安裝于剪力墻底部與安裝底座之間，并位于剪力墻底部的中間位置；

所述滯回慣容結(jié)構(gòu)用于剪力墻結(jié)構(gòu)的耗能增效和慣性參數(shù)調(diào)整，并提高對所述剪力墻系統(tǒng)的高階振動控制效果，其包括若干組滯回耗能支撐單元及若干組黏滯自復(fù)位慣容單元；

所述若干組滯回耗能支撐單元、若干組黏滯自復(fù)位慣容單元均設(shè)置于剪力墻底部與安裝底座之間，且所述若干組滯回耗能支撐單元分別靠近剪力墻底部的左右兩側(cè)對稱設(shè)置，所述若干組黏滯自復(fù)位慣容單元分別位于所述搖擺構(gòu)件與黏滯自復(fù)位慣容單元之間且對稱設(shè)置。

進一步，黏滯自復(fù)位慣容單元包括連接耳環(huán)、滾珠絲杠、慣容外筒、旋轉(zhuǎn)內(nèi)筒、旋轉(zhuǎn)螺母、高強鋼索組、若干旋轉(zhuǎn)質(zhì)量塊、黏滯阻尼液體、內(nèi)筒旋轉(zhuǎn)軸和連接桿；旋轉(zhuǎn)內(nèi)筒的外周設(shè)置有若干旋轉(zhuǎn)質(zhì)量塊，旋轉(zhuǎn)內(nèi)筒與若干旋轉(zhuǎn)質(zhì)量塊共同置于慣容外筒中，且旋轉(zhuǎn)內(nèi)筒與慣容外筒同軸設(shè)置，旋轉(zhuǎn)內(nèi)筒的一端通過內(nèi)筒旋轉(zhuǎn)軸與慣容外筒的內(nèi)壁轉(zhuǎn)動連接，旋轉(zhuǎn)內(nèi)筒的另一端設(shè)置有旋轉(zhuǎn)螺母；滾珠絲杠沿慣容外筒軸線穿過，并與慣容外筒密封接觸，滾軸絲杠的一端位于慣容外筒內(nèi)部，其另一端位于慣容外筒的外部，滾珠絲杠位于慣容外筒內(nèi)部的一端外周設(shè)置有螺紋，滾珠絲杠通過螺紋與旋轉(zhuǎn)螺母咬合連接，同時滾珠絲杠伸入旋轉(zhuǎn)內(nèi)筒的一端通過高強鋼絲組與內(nèi)筒旋轉(zhuǎn)軸固定連接；慣容外筒和旋轉(zhuǎn)內(nèi)筒的內(nèi)部充滿黏滯阻尼液體；沿慣容外筒軸線方向，在慣容外筒的外側(cè)兩端各連接一個連接耳環(huán)，其中一個連接耳環(huán)與滾珠絲杠位于慣容外筒外部的一端連接，另一個連接耳環(huán)通過連接桿與慣容外筒外側(cè)壁連接；黏滯自復(fù)位耗能單元的兩端各自通過一個連接耳環(huán)分別鉸接于剪力墻底部和安裝底座之上。

進一步，滯回耗能支撐單元包括剛性圓桿、滯回剪切板、外筒；剛性圓桿穿過外筒頂部沿外筒軸線設(shè)置，并通過滯回剪切板與外筒連接，滯回剪切板位于剛性圓桿和外筒之間，并繞剛性圓桿均勻分布；同時剛性圓桿的底部與外筒的內(nèi)底部之間留有間隙，不延伸至外筒的內(nèi)底部；滯回耗能支撐單元通過剛性圓桿的頂部與剪力墻底部底部鉸接，并通過外筒的外底部設(shè)置在安裝底座上。