一种基于V形阻尼支撑的墙体框架及其建造方法

本发明涉及建筑结构消能减震，特别是一种基于v形阻尼支撑的墙体框架及其建造方法。

背景技术：

1、在建筑工程消能减震领域，通过在工程结构中安装阻尼器来增加结构阻尼、吸收和消耗传入结构的震动能量，并减小结构的动力响应已不是什么新技术。由于阻尼器结构简单、材料经济、减震效果好等特点，在实际结构控制中得到了广泛应用。建筑工程用阻尼器大体上可以归纳为以下几类：金属屈服阻尼器、铅阻尼器、摩擦阻尼器、粘弹性阻尼器、粘滞流体阻尼器、电感应式耗能器、电磁流体阻尼器、复合型阻尼器等。

2、目前阻尼器在建筑结构中的安装方式主要有对角支撑、人字型支撑、剪刀式支撑等几种。这些安装方式存在如下不足：(1)为减小弹性变形，增大阻尼器两端的相对位移，阻尼器支撑系统需要很大刚度，因此体积大、自重大，浪费严重；(2)各种阻尼器与支撑系统通常采用销轴和轴承连接，这种连接方式不可避免会存在间隙，进一步减小阻尼器两端的相对位移，从而降低阻尼器的耗能减震效果；(3)现有的阻尼器支撑装置只能在框架结构中使用，不能安装在钢筋混凝土剪力墙墙体中。

技术实现思路

1、为解决上述现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种基于v形阻尼支撑的墙体框架及其建造方法，无需庞大的支撑系统，节约材料、自重小，并且可以消除阻尼器和支撑系统之间的连接间隙，该装置不仅能设置在框架结构中，也可以设置在钢筋混凝土剪力墙墙体中。同时，为建筑工程用阻尼器支撑装置的实现提供了简单、可靠的建造方法。

2、为实现上述目的，本发明的采用如下技术方案：

3、本发明提供了一种基于v形阻尼支撑的墙体框架，它包括直锚筋、底部梁、左侧柱、右侧柱、顶部梁和矩形锚板，左侧柱的上端与顶部梁的左端相固定，左侧柱的下端与底部梁的左端相固定，右侧柱的上端与顶部梁的右端相固定，右侧柱的下端与底部梁的右端相固定；所述矩形锚板通过直锚筋和底部梁锚固在一起；矩形锚板上设有两块前、后相平行布置的v形支座钢板，v形支座钢板的顶部两侧均设有阻尼器，v形支座钢板与阻尼器之间通过连接法兰相连，前、后两块相平行布置的v形支座钢板的对称轴上均设有圆形孔，前侧的v形支座钢板的圆形孔与后侧的v形支座钢板的圆形孔相对应设置，前侧的v形支座钢板的圆形孔与后侧的v形支座钢板的圆形孔之间穿设有圆柱形定滑轮轴，定滑轮轴上套设有定滑轮，定滑轮可绕定滑轮轴转动，定滑轮的滑槽内设有高强钢丝绳，高强钢丝绳的一端与左侧的阻尼器下端的活塞杆相连，高强钢丝绳的另一端与右侧的阻尼器下端的活塞杆相连，左侧的阻尼器的上端的活塞杆及右侧的阻尼器的上端的活塞杆均设有钢绞线，钢绞线通过锚板锚固在梁和柱的节点上；左侧的阻尼器的上端的活塞杆与左侧的阻尼器的下端的活塞杆之间、右侧的阻尼器的上端的活塞杆与右侧的阻尼器的下端的活塞杆之间均设有圆柱形活塞，圆柱形活塞的外部设有圆柱形缸筒，圆柱形活塞与圆柱形缸筒之间留有环形间隙，圆柱形缸筒的下端与连接法兰固结，圆柱形缸筒的上端设有圆形盖板，圆柱形缸筒内表面、活塞杆和圆柱形活塞外表面以及连接法兰和圆形盖板之间形成密封腔，密封腔中充填有耗能材料。

4、根据上述的建筑工程用阻尼器支撑装置，所述左侧柱的上端与顶部梁的左端的交界处为节点a，右侧柱与顶部梁的左端的交界处为节点b，左侧的钢绞线的上端通过锚板锚固在节点a上，右侧的钢绞线的上端通过锚板锚固在节点b上。

5、根据上述的建筑工程用阻尼器支撑装置，所述矩形锚板上焊接有两块前、后相平行布置的v形支座钢板。

6、根据上述的建筑工程用阻尼器支撑装置，所述耗能材料可以是粘弹性材料、磁流变液、电流变液、铅金属、高粘度液压油。

7、根据上述的建筑工程用阻尼器支撑装置，所述钢绞线需要对称施加大小相等的预应力。

8、根据上述的建筑工程用阻尼器支撑装置，所述底部梁为剪力墙形式的底部混凝土梁，顶部梁为剪力墙形式的顶部混凝土梁，左侧柱为剪力墙形式的右侧混凝土柱，右侧柱为剪力墙形式的右侧混凝土柱，钢绞线和阻尼器的上端的活塞杆的外围设置有金属波纹管。

9、根据上述的建筑工程用阻尼器支撑装置，所述底部梁为底部框架混凝土梁，顶部梁为顶部框架混凝土梁，左侧柱为左侧框架混凝土柱，右侧柱为右侧框架混凝土柱。

10、根据上述的建筑工程用阻尼器支撑装置，所述底部梁为底部钢框架梁，顶部梁为顶部钢框架梁，左侧柱为左侧钢框架柱，右侧柱为右侧钢框架柱。

11、所述钢绞线需要在a点和b点对称施加预应力，从而消除钢绞线和钢丝绳的大部分弹性变形，并消除定滑轮和定滑轮轴之间的连接间隙。

12、所述阻尼器可以是粘滞阻尼器、粘弹性阻尼器、磁流变阻尼器、铅挤压阻尼器等，包括圆柱形活塞杆，圆柱形活塞，连接法兰，圆柱形缸筒，圆形盖板及耗能材料。

13、所述阻尼器支撑装置若用于框架结构中，则无需使用金属波纹管，阻尼器支撑装置若用于钢筋混凝土剪力墙墙体中，则需使用金属波纹管。

14、本发明还提供了基于v形阻尼支撑的墙体框架的建造方法，包括以下步骤：

15、步骤一：将直锚筋(1)焊接在矩形锚板(2)上，将直锚筋和矩形锚板预先埋置在底部梁(21)中；然后，将设有圆形孔的v形支座钢板(3)焊接在矩形锚板(2)上的安装位置；

16、步骤二：组装阻尼器，首先安装阻尼器缸筒(34)下方的连接法兰(33)；然后，将阻尼器的圆柱形活塞(32)和活塞杆(31)连接到一起，并从圆柱形缸筒(34)上方塞入圆柱形缸筒，保证活塞杆(31)从连接法兰(33)的中间孔穿出；最后，在圆柱形缸筒中充填耗能材料(36)，安装圆柱形缸筒上方的圆形盖板(35)；

17、步骤三：安装阻尼器，首先按设计长度截取高强钢丝绳(6)，采用高强钢丝绳(6)将两个阻尼器下端活塞杆(31)连接在一起；然后，将两个阻尼放置在v形支座钢板(3)两侧顶部，并将阻尼器的连接法兰(33)与v形支座钢板(3)顶部固结；

18、步骤四：安装定滑轮，首先将高强钢丝绳(6)放置在将定滑轮(5)下方凹槽内；然后，将定滑轮(5)的中心孔和前、后v形支座钢板(3)的圆形孔对齐；最后，将定滑轮轴(4)分别穿过前方v形支座钢板(3)的圆形孔和定滑轮(5)的中心孔，并从后方v形支座钢板(3)的圆形孔穿出；

19、步骤五：按设计长度截取钢绞线(7)，将钢绞线(7)的下端与阻尼器活塞杆(31)相连，左、右钢绞线(7)的上端通过施加大小相等的预应力锚固在梁、柱的节点处。

20、本发明的有益效果：(1)该阻尼器支撑装置以高强钢丝绳和钢绞线连接为主，支撑系统属于柔性结构，自重轻，节约钢材和成本；(2)高强钢丝绳和钢绞线可以对称施加预应力，从而消除定滑轮处的安装间隙，保证阻尼器两端的相对位移不降低，此外，施加预应力还能降低整个支撑装置的弹性变形量，增大阻尼器的耗能能力；(3)该阻尼器支撑装置还可以设置到钢筋混凝土剪力墙墙体内部，增大剪力墙的耗能减震能力，使用范围更加广泛。(4)为建筑工程用阻尼器支撑装置的实现提供了简单、可靠的建造方法。