專利名稱：擺式摩擦墻的制作方法
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墻式阻尼器。
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(fēng)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(fēng)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(xué)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(fēng)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(yán)重，導(dǎo)致輸出力的顯著下降。另外，這些阻尼器需要安裝在結(jié)構(gòu)特定的位置，不利于建筑功能的分割。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了克服以上技術(shù)的不足，提出一種新型擺式摩擦墻，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(fēng)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；該新型擺式摩擦墻構(gòu)造簡單、性能可靠、施工方便，可以應(yīng)用于混凝土框架結(jié)構(gòu)、混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)等主要結(jié)構(gòu)體系中。本發(fā)明是通過以下措施來實現(xiàn)的本發(fā)明的擺式摩擦墻，包括摩擦片(1)，擺臂O)，輕質(zhì)墻體(3)，對拉螺栓，鉸鏈軸(5)，滑槽軸(6)，連接板(7)，上橫梁(8)，下橫梁(9)，其中，上橫梁(8)和下橫梁(9) 分別連接在結(jié)構(gòu)的頂板和樓板上，連接板(7)焊接在上橫梁(8)上，輕質(zhì)墻體C3)固定在下橫梁(9)上，磨擦擺由擺臂(2)和磨擦片(1)構(gòu)成，通過鉸鏈軸(5)連接在連接板(7)上，對拉螺栓(4)提供預(yù)壓力，擺臂( 上有一矩形滑槽，滑槽軸(6)固定在輕質(zhì)墻體C3)上并設(shè)置在滑槽內(nèi)，其特征在于擺臂O)以滑槽軸(6)為支點作杠桿式擺動。依照本發(fā)明實施例所述，擺臂(2)的滑槽軸(6)到鉸鏈軸(5)以及滑槽軸(6)到摩擦片(1)的距離可調(diào)。依照本發(fā)明實施例所述，摩擦片(1)與輕質(zhì)墻體(3)形成摩擦副。依照本發(fā)明實施例所述，輕質(zhì)墻體(3)具有耐磨表面。本發(fā)明的工作原理本發(fā)明安裝在樓層之間，上下橫梁分別固定在樓層的上下樓板上，連接板牢固的焊接在上橫梁下；摩擦擺包括擺臂和摩擦片，擺臂通過鉸鏈軸與連接板連接；一對輕質(zhì)墻體通過一些對拉螺栓將摩擦擺夾在中間，并通過滑槽的軸與擺臂連接，滑槽軸作為摩擦擺工作的支點；輕質(zhì)墻體與下橫梁牢固的連接在一起。本發(fā)明不工作時，可作為建筑功能分割體系應(yīng)用，即可應(yīng)用于新建筑，也可用于既有建筑的加固改造。本發(fā)明在工作時，上下橫梁之間發(fā)生水平錯動，引起擺以滑槽軸為圓心的擺動，上下橫梁的水平錯動可以通過調(diào)整滑槽軸到鉸鏈軸與滑槽軸到摩擦片的距離之比進行放大，同時這種杠桿作用也放大了摩擦墻的輸出力。本發(fā)明的有益效果可以作為建筑功能的分割元件安裝在結(jié)構(gòu)中；具備耗散地震作用和風(fēng)荷載引入的振動能量，保護主要承重構(gòu)件的能力；可以作為消能減震裝置安裝在既有結(jié)構(gòu)中，增加既有結(jié)構(gòu)的抗震能力；擺臂的杠桿作用可以起到放大摩擦面的位移和放大摩擦墻輸出力的作用。


圖1為本發(fā)明的立面2為圖1的側(cè)視3為本發(fā)明的實施例二的結(jié)構(gòu)示意4和圖5為本發(fā)明的實施例三的結(jié)構(gòu)示意6為本發(fā)明的實施例四的結(jié)構(gòu)示意中，1摩擦片，2擺臂，3輕質(zhì)墻體，4對拉螺栓，5鉸鏈軸，6滑槽軸，7連接板，8上橫梁，9下橫梁，10剪力墻
具體實施例方式實施例1圖1、圖2是本實施例的具體結(jié)構(gòu)示意圖。本實施例是由摩擦片1，擺臂2，輕質(zhì)墻體3，對拉螺栓4，鉸鏈軸5，滑槽軸6，連接板7，上橫梁8，下橫梁9組成。下橫梁9和上橫梁8可選擇槽鋼或者工字鋼制作，并牢固的連接在結(jié)構(gòu)的頂板和樓板上。連接板7焊接在上橫梁8上，是連接結(jié)構(gòu)和摩擦擺的構(gòu)件，實際操作時也可以把連接板7與上橫梁8合二為一。摩擦擺由擺臂2和摩擦片1構(gòu)成，通過鉸鏈軸5與連接板7連在一起，可以繞鉸鏈軸自由轉(zhuǎn)動。擺臂2上開一矩形滑槽，滑槽軸6固定在輕質(zhì)墻體3上，擺臂2通過滑槽軸6傳遞水平剪力，滑槽軸6也是摩擦擺的支點。輕質(zhì)墻體3下部牢固地固定在下橫梁9上，輕質(zhì)墻體3與摩擦片1形成摩擦副的位置需要做耐磨處理。在工作時，上橫梁8和下橫梁9有相對位移，帶動連接板7和輕質(zhì)墻體3產(chǎn)生相對位移，固定在連接板7上的鉸鏈軸5與固定在輕質(zhì)墻體3上的滑槽軸6也產(chǎn)生相對位移，并通過擺臂2的杠桿作用放大，摩擦片1與輕質(zhì)墻體3之間發(fā)生滑移，將動能轉(zhuǎn)化為熱能，耗散地震能量。實施例2圖3是本實施例的具體結(jié)構(gòu)示意圖。在一個摩擦墻中可以布置多個摩擦擺。其它結(jié)構(gòu)與實施例1基本相同。實施例3圖4和圖5是本實施例的具體結(jié)構(gòu)示意圖。本實施例采用多擺并行放置，適用于建筑空間有限，但需要較大阻尼的情形。其它結(jié)構(gòu)與實施例1基本相同。實施例4圖6是本實施例的具體結(jié)構(gòu)示意圖。本實施例適用于剪力墻結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)剪力墻結(jié)構(gòu)由剪力墻10構(gòu)成，將本實施例放置在兩片剪力墻10之間，起到連接兩片墻體使之協(xié)調(diào)變形的作用。兩片剪力墻10的錯動變形引起摩擦片1的滑移，并耗散地震能量。其它結(jié)構(gòu)與實施例1基本相同。
權(quán)利要求
1.一種擺式摩擦墻，包括有摩擦片(1)，擺臂O)，輕質(zhì)墻體(3)，對拉螺栓0)，鉸鏈軸 (5)，滑槽軸(6)，連接板(7)，上橫梁(8)，下橫梁(9)，其中，上橫梁(8)和下橫梁(9)分別連接在結(jié)構(gòu)的頂板和樓板上，連接板(7)焊接在上橫梁(8)上，輕質(zhì)墻體( 固定在下橫梁 (9)上，磨擦擺由擺臂(2)和磨擦片(1)構(gòu)成，通過鉸鏈軸(5)連接在連接板(7)上，對拉螺栓(4)提供預(yù)壓力，擺臂( 上有一矩形滑槽，滑槽軸(6)固定在輕質(zhì)墻體C3)上并設(shè)置在滑槽內(nèi)，其特征在于擺臂O)以滑槽軸(6)為支點作杠桿式擺動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擺式摩擦墻，其特征在于，擺臂O)的滑槽軸(6)到鉸鏈軸 (5)以及滑槽軸(6)到摩擦片(1)的距離可調(diào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擺式摩擦墻，其特征在于，摩擦片(1)與輕質(zhì)墻體C3)形成摩擦副。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擺式摩擦墻，其特征在于，輕質(zhì)墻體C3)具有耐磨表面。
全文摘要
本發(fā)明專利涉及一種擺式摩擦墻，用于房屋建筑的消能減震。本發(fā)明的擺式摩擦墻由上下橫梁、一對連接板、摩擦擺、一對輕質(zhì)墻體、鉸鏈軸、滑槽和對拉螺栓構(gòu)成。本發(fā)明的擺式摩擦墻可作為建筑功能的分割元件安裝在結(jié)構(gòu)中，不承擔(dān)豎向荷載；在遭受到風(fēng)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(fēng)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；摩擦力可通過擺臂的杠桿作用放大，摩擦面上可保持較低的面壓，減少摩擦副的磨耗。
文檔編號E04B1/98GK102287016SQ201110145239
公開日2011年12月21日 申請日期2011年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月1日
發(fā)明者杜雨峰, 滕睿, 王濤 申請人:杜雨峰, 滕睿, 王濤