一种调谐质量阻尼器与钢梁连接装置及装配方法与流程

本发明涉及建筑施工技术领域，具体是涉及调谐质量阻尼器与钢梁连接装置及装配方法。

背景技术：

调谐质量阻尼器的工作原理是将调谐质量阻尼器连接到被控制的主体结构上，通过将惯性质量和主结构控制振型谐振把主结构的能量传递给调谐质量阻尼器，从而抑制了主体结构的振动。调谐质量阻尼器广泛应用于高层建筑、桥梁结构、大跨度体育场馆等。

目前，所用连接方式粗陋，多采取将钢板直接焊接于主体结构的方式，存在高空作业、焊接等难题，致使施工不方便，质量难以保证。尚缺乏一种实用性高、装配效率高、连接质量好的连接方式。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明的目的之一提供了一种调谐质量阻尼器与钢梁连接装置，方便将调谐质量阻尼器固定到主体结构上，提高了它的实用性、装配效率和连接质量。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种调谐质量阻尼器与钢梁连接装置，包括对称安装在钢梁腹板两侧的承载机构，每个所述承载机构内固定安装有调谐质量阻尼器，所述钢梁腹板上对称固定安装有卡接结构，所述承载机构卡接在钢梁腹板和卡接结构形成的卡槽内，所述承载机构与钢梁腹板固定连接。

进一步，所述承载机构包括第一承载机构和第二承载机构；所述卡接结构包括对称设置在钢梁腹板两侧的第一组z型连接部和第二组z型连接部，所述第一承载机构卡接在第一组z型连接部与钢梁腹板形成的卡槽内，所述第二承载机构卡接在第二组z型连接部与钢梁腹板形成的卡槽内。

进一步，所述第一组z型连接部包括上下设置的第一z型连接件和第三z型连接件，所述第二组z型连接部包括上下设置的第二z型连接件和第四z型连接件；所述第一承载机构的上端卡接在第一z型连接件与钢梁腹板形成的第一卡槽内，所述第一承载机构的下端卡接在第三z型连接件与钢梁腹板形成的第二卡槽内；所述第二承载机构的上端卡接在第二z型连接件与钢梁腹板形成的第三卡槽内，所述第二承载机构的下端卡接在第四z型连接件与钢梁腹板形成的第四卡槽内。

进一步优选的，所述第一组z型连接部还包括第五z型连接件和第六z型连接件，所述第一承载机构的前后端分别卡接在第五z型连接件与钢梁腹板形成的第五卡槽内和第六z型连接件与钢梁腹板形成的第六卡槽内；所述第二组z型连接部还包括第七z型连接件和第八z型连接件，所述第二承载机构的前后端分别卡接在第七z型连接件与钢梁腹板形成的第七卡槽内和第八z型连接件与钢梁腹板形成的第八卡槽内。

进一步，所述第一承载机构和第二承载机构均包括底板和固定安装在底板一端的连接端板，所述调谐质量阻尼器固定安装在底板上，所述底板上位于调谐质量阻尼器的两侧固定安装有侧板；所述第一承载机构的连接端板的四周分别卡接在第一卡槽、第二卡槽、第五卡槽和第六卡槽内；所述第二承载机构的连接端板的四周分别卡接在第三卡槽、第四卡槽、第七卡槽和第八卡槽内。

进一步优选的，所述底板上固定安装有缓冲部，所述缓冲部为弹性材料，所述缓冲部上开设有凹槽，所述调谐质量阻尼器的底端设置在凹槽内。

进一步，所述钢梁腹板两侧的连接端板通过第一紧固部和第二紧固部固定安装在钢梁腹板两侧；所述第一z型连接件和第二z型连接件与第三z型连接件和第四z型连接件上均设置有缺口，所述缺口相对设置，所述第一紧固部和第二紧固部均设置在缺口内。

进一步优选的，所述钢梁腹板的下端固定安装有下翼缘，所述下翼缘和底板之间连接有辅助支撑机构。

进一步优选的，所述辅助支撑机构包括固定安装在下翼缘上的u型连接部、固定安装在底板下端的上连接卡键和螺纹杆，所述螺纹杆的长度可调，所述螺纹杆的下端固定安装有第一球节点，所述螺纹杆的上端固定安装有第二球节点，所述第一球节点转动安装在u型连接部上，所述第二球节点转动安装在上连接卡键上。

进一步优选的，所述下翼缘上设置有限位凸键；所述u型连接部为一体式结构，所述u型连接部内开设有限位槽，所述限位凸键固定在限位槽内；或者，所述u型连接部为分体式结构，包括下连接卡键和下固定卡键，所述下连接卡键上固定安装有卡扣板，所述下固定卡键上开设有卡口，所述卡扣板将限位凸键挤压在卡口内。

进一步优选的，所述连接端板朝向钢梁腹板的端面上固定安装有第一橡胶垫，所述连接端板朝向z型连接件位置处的端面上固定安装有第二橡胶垫。

进一步优选的，所述缓冲部开设的凹槽靠近连接端板位置处的槽底标高大于远离连接端板位置处的槽底标高；所述底板的边缘处设有限位卡板，所述限位卡板的高度低于缓冲部的高度，用于限制缓冲部的位置，所述限位卡板的底部凸出底板，所述限位卡板内开设有排水孔，所述缓冲部上开设有与排水孔相连通的流水孔。

进一步优选的，该连接装置还包括对立设置的临时支撑柱，所述临时支撑柱通过螺帽与底板构成螺纹连接。

本发明的目的之二是提供一种装配方法，上述连接装置的装配方法包括以下步骤：

s1，将第一z型连接件、第二z型连接件、第三z型连接件、第四z型连接件、第五z型连接件和第七z型连接件分别与钢梁腹板固定；第一橡胶垫和第二橡胶垫胶粘在连接端板上；

s2，将临时支撑柱安装在底板下端的螺帽，保证承载机构的水平；

s3，将缓冲部通过螺栓固定于底板上，再将调谐质量阻尼器放置在缓冲部上，并通过螺栓固定于底板上；

s4，将调谐质量阻尼器与承载机构整体吊起，取下临时支撑柱，然后将整体吊起到z型连接件所在的位置处，从侧边插入到z型连接件形成的卡槽内，通过螺栓将钢梁腹板两侧连接端板一同固定，并拧紧螺栓；

s5，安装第六z型连接件和第八z型连接件，并拧紧所有z型连接件的螺栓；

s6，安装辅助支撑机构。

本发明的有益效果如下：

(1)通过z型连接件与钢梁腹板形成卡槽，连同调谐质量阻尼器将承载机构的连接端板吊装在卡槽内，完成初步固定，之后再进行全面固定。降低了装配难度，保证施工的安全、高效。改变了传统的焊接连接方式，降低了高空焊接安装作业的难度，形成了一种装配式连接方式，降低装配难度，保证连接质量可靠，施工安全可靠，同时为以后的检查、拆卸提供方便。

(2)连接端板的前后两端又通过z型连接件固定在钢梁腹板上，通过四周围成保护圈，全方位保护连接的安全，进一步增加了装配的牢固性。

(3)用于固定连接端板的第一紧固部和第二紧固部设置在z型连接件的缺口内，使得第一紧固部和第二紧固部直接作用在连接端板上，更好的将连接端板固定于钢梁腹板上，形成第一道防线。z型连接件起到固定、保护作用，在使用过程中起到辅助及第二道防线的作用。

(4)在底板与侧板内侧布置缓冲部，在振动作用下能够缓冲调谐质量阻尼器的水平移动，减少对连接螺栓的冲击破坏，同时，所设计限位卡板具有限制缓冲部的作用；缓冲部与底板通过螺栓固定连接，起到双重限位保障作用。

(5)缓冲部设置流水坡度和排水孔相互配合，能够使雨水快速流出，及时排除渗入缓冲部下部的雨水，防止雨水反蚀底板。

(6)在底板和下翼缘设置螺纹杆，螺纹杆两端设计有球节点，能够满足不同角度的位置安装；内螺纹套杆的设计能够满足长度的要求，由于螺纹套杆设计有正、逆内丝螺纹，并配置相对应的正、逆螺纹杆，当螺纹套筒转动时，能够保证两端同时伸缩，在螺纹套筒两端设计六角端头，螺纹杆设计固定螺帽，方便使用扳手进行转动，转动结束后，将活动螺帽与螺纹套筒拧紧，保证连接质量。

(7)下连接卡键、下固定卡键、限位凸键，三者能够形成自锁模式，能够限制前后、左右、上下的活动，并使用螺栓固定在下翼缘上，保证连接牢固。其中，下连接卡键卡在下翼缘上，下固定卡键能够将下连接卡键扣在限位凸键上，保证不能前后移动；同时，下固定卡键又将下连接卡键和限位凸键扣在中间，限制左右移动；下固定卡键与下连接卡键上下同样利用凹凸槽扣住。u型连接部为由下连接卡键和下固定卡键构成的分体式结构，方便安装。

(8)临时支撑柱使得在安装调谐质量阻尼器时保证承载机构保持水平。

(9)调谐质量阻尼器在钢梁腹板两侧对称布置,连接螺栓为通长连接,分别将两侧连接端板固定在一起,z型连接件固定在一起，从而使螺栓对称受力，减少钢梁腹板开孔数量以及对钢梁腹板的影响。

附图说明

图1为本发明的横向剖面图；

图2为本发明的左视图；

图3为本发明的右视图；

图4为本发明的a-a向剖面图；

图5a为本发明的下连接卡键的结构图；

图5b为本发明的下固定卡键的结构图；

图6为本发明的z型连接件结构图；

图7为本发明的图1中i处的放大图；

图8为本发明的图1中ii处的放大图；

图9为本发明的具有临时支撑柱的底板的结构图。

图中标注符号的含义如下：

10-钢梁腹板11-上翼缘12-下翼缘120-限位凸键

20-调谐质量阻尼器30-底板300-缓冲部301-限位部302-限位卡板

303-螺帽304-排水孔31-侧板32-连接端板320-第一橡胶垫

321-第二橡胶垫40-第一z型连接件400-缺口41-第二z型连接件

42-第一紧固部43-第三z型连接件44-第四z型连接件

45-第二紧固部46-第五z型连接件47-第六z型连接件

48-第七z型连接件49-第八z型连接件50-螺纹杆500-第一球节点

501-第二球节点510-下连接卡键5100-卡扣板511-下固定卡键

5110-卡口52-上连接卡键60-临时支撑柱

具体实施方式

以下结合实施例和说明书附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1所示，建筑物上安装有h型钢梁，h型钢梁包括钢梁腹板10以及安装在钢梁腹板10顶端的上翼缘11和安装在钢梁腹板10底端的下翼缘12。整个h型钢梁起到支撑建筑物的作用。

如图4所示，调谐质量阻尼器20放置在承载机构内，通过对称安装在钢梁腹板10的卡接结构，承载机构携带调谐质量阻尼器20将其安装到钢梁腹板10上。

完成初步固定，之后再进行全面固定。降低了装配难度，保证施工的安全、高效。

实施例2

在实施例1的基础上，如图1所示，承载机构包括底板30和固定安装在底板30一端的连接端板32，调谐质量阻尼器20固定安装在底板30上，底板30上位于调谐质量阻尼器20的两侧固定安装有侧板31。

实施例3

在实施例1、2的基础上，卡接结构包括对称设置在钢梁腹板10两侧的第一组z型连接部和第二组z型连接部，第一承载机构卡接在第一组z型连接部与钢梁腹板10形成的卡槽内，第二承载机构卡接在第二组z型连接部与钢梁腹板10形成的卡槽内。

如图1所示，第一组z型连接部包括上下设置的第一z型连接件40和第三z型连接件43，第二组z型连接部包括上下设置的第二z型连接件41和第四z型连接件44。第一z型连接件40和第二z型连接件41对称设置，通过两组螺栓将第一z型连接件40和第二z型连接件41固定在钢梁腹板10上；第三z型连接件43和第四z型连接件44对称设置，也是通过两组螺栓将第三z型连接件43和第四z型连接件44固定在钢梁腹板10上。z型连接件与钢梁腹板10形成卡槽，连接端板32的上下端置于卡槽内。

如图6所示，第一z型连接件40和第二z型连接件41与第三z型连接件43和第四z型连接件44上均设置有缺口400，第一紧固部42和第二紧固部45均设置在缺口400内。钢梁腹板10两侧的连接端板32通过第一紧固部42和第二紧固部45固定安装在钢梁腹板10两侧。

本实施例中紧固部可以为螺栓，拧紧螺栓。螺栓设置在缺口400内，使得螺栓直接作用在连接端板32上，更好的将连接端板32固定于钢梁腹板10上，形成第一道防线。z型连接件起到固定、保护作用，在使用过程中起到辅助及第二道防线的作用。

实施例4

在实施例1、2、3的基础上，如图2和图3所示，沿着钢梁腹板10的高度方向设置有第五z型连接件46、第六z型连接件47、第七z型连接件48和第八z型连接件49。第五z型连接件46和第七z型连接件48位于钢梁腹板10的两侧对称设置，第六z型连接件47和第八z型连接件49位于钢梁腹板10的两侧对称设置。第一z型连接件40、第二z型连接件41第五z型连接件46和第六z型连接件47为一组，第三z型连接件43、第四z型连接件44、第七z型连接件48和第八z型连接件49为一组，连接端板32的四周卡在四个z型连接件形成的卡槽内。

实施例5

在实施例1、2、3、4的基础上，底板30上固定安装有缓冲部300，缓冲部300上开设有凹槽，调谐质量阻尼器20的底端设置在凹槽内。

本实施例中缓冲部300为橡胶缓冲垫，橡胶缓冲垫通过限位部301固定在底板30上，本实施例中限位部301为螺栓。

橡胶缓冲垫开设的凹槽靠近连接端板32位置处的槽底标高大于远离连接端板32位置处的高度；底板30的边缘处设有限位卡板302，限位卡板302的高度低于橡胶缓冲垫的高度，限位卡板302的底部凸出底板30，如图7所示，限位卡板302内开设有排水孔304。限位卡板302的底部为弧形，能够使雨水集中滴落。

当雨水降落到调谐质量阻尼器20所在的位置处，由于橡胶缓冲垫设置流水坡度和排水孔304相互配合，能够使雨水快速流出，及时排除渗入橡胶缓冲垫下部的雨水，防止雨水反蚀底板30。

实施例6

在实施例1、2、3、4、5的基础上，下翼缘12和底板30之间连接有辅助支撑机构，辅助支撑机构包括固定安装在下翼缘12上的u型连接部、固定安装在底板30下端的上连接卡键52和螺纹杆50，螺纹杆50的长度可调，如图8所示，螺纹杆50的上、下端分别连接有第一球节点500和第二球节点501，第一球节点500和第二球节点501上均连接有外螺纹杆，且两个外螺纹杆的螺纹旋向相反。第一球节点500转动安装在u型连接部上，第二球节点501转动安装在上连接卡键52上。如图8所示，下翼缘12上设置有限位凸键120。

u型连接部为一体式结构，u型连接部内开设有限位槽，限位凸键120固定在限位槽内，在下翼缘12位于一体式结构的u型连接部的前后均设置有用于固定u型连接部的螺栓，防止u型连接部上下左右移动，进而防止调谐质量阻尼器20上下左右移动。

本实施例中，u型连接部不限于为一体式结构；如图5a和图5b所示，u型连接部也可以为组合式结构，组合式结构的u型连接部为分体式结构，包括下连接卡键510和下固定卡键511，下连接卡键510上固定安装有卡扣板5100，下固定卡键511上开设有卡口5110，卡扣板5100将限位凸键120挤压在卡口5110内。

下连接卡键510、下固定卡键511、限位凸键120三者能够形成自锁模式，能够限制前后、左右、上下的活动，并使用螺栓固定在下翼缘12上，保证连接牢固。其中，下连接卡键510卡在下翼缘12上，下固定卡键511能够将下连接卡键510扣在限位凸键120上，保证不能前后移动；同时，下固定卡键511又将下连接卡键510和限位凸键120扣在中间，限制左右移动；下固定卡键511与下连接卡键510上下同样利用凹凸槽扣住。

实施例7

在实施例1、2、3、4、5、6的基础上，如图1所示，连接端板32朝向钢梁腹板10的端面上固定安装有第一橡胶垫320，连接端板32朝向z型连接件位置处的端面上固定安装有第二橡胶垫321。

第一橡胶垫320和第二橡胶垫321能够有效缓解调谐质量阻尼器20在振动下对螺栓产生剧烈冲击，起到一定的保护作用。

实施例8

在实施例1、2、3、4、5、6、7的基础上，如图9所示，该连接装置还包括对立设置的临时支撑柱60，临时支撑柱60通过螺帽303与底板30构成螺纹连接。临时支撑柱60的底部为圆台型，加大与地面的接触面积，防止陷入泥土中。

临时支撑柱60使得在将调谐质量阻尼器20固定到底板30上时，能够使得底板30保持水平，方便安装。

实施例9

在实施例1、2、3、4、5、6、7、8的基础上，该连接装置的装配方法，包括以下步骤：

s1，将第一z型连接件40、第二z型连接件41、第三z型连接件43、第四z型连接件44、第五z型连接件46和第七z型连接件48分别与钢梁腹板10固定；第一橡胶垫320和第二橡胶垫321胶粘在连接端板32上；

s2，将临时支撑柱60安装在底板30下端的螺帽303，保证承载机构的水平，临时支撑柱60的底端与连接端板32的底端持平；

s3，将缓冲部300通过螺栓固定于底板30上，再将调谐质量阻尼器20放置在缓冲部300上，并通过螺栓固定于底板30上；

s4，将调谐质量阻尼器20与承载机构整体吊起，取下临时支撑柱60，然后将整体吊起z型连接件所在的位置处，从侧边插入到到z型连接件形成的卡槽内，通过螺栓将钢梁腹板10两侧连接端板32一同固定，并拧紧螺栓；

s5，安装第六z型连接件47和第八z型连接件49，并拧紧所有z型连接件的螺栓；

s6，安装辅助支撑机构。