CN103290944B - 一种女儿墙调谐质量阻尼装置 - Google Patents

Abstract

一种女儿墙调谐质量阻尼装置，包括底部女儿墙（8），底部女儿墙（8）上设置有吸震支座（4），吸震支座（4）通过螺栓套筒（5）连接在底部女儿墙（8）上，吸震支座（4）中部设置有铅芯（7），吸震支座（4）上还设置有吸震段（1）。本发明可以减小甚至替代传统调谐质量阻尼器需要的额外质量，拓展了调谐质量阻尼器的频域宽度，从而减小结构自重和建造成本，减小结构在水平荷载下的动力响应。

Description

一种女儿墙调谐质量阻尼装置

技术领域

本发明涉及一种调谐质量阻尼器，具体涉及一种利用建筑自身质量作为减震质量的调谐质量阻尼装置。

背景技术

近年来调谐质量阻尼器作为一种消能减振装置得到了越来越广泛的应用，其良好的减振效果也得到了大量的工程验证。但是普通的质量调谐阻尼器为了取得较好的减震效果，质量比设定较大，正常情况希望达到原结构质量的3％～5％，为了避免附加质量显著增加结构的重力荷载，形成了利用结构内部质量作为减震质量的拓展质量调谐阻尼器。同时，由于地震激励频率未知，建筑结构的频率也无法准确确定，难以控制单个调谐质量阻尼器的有效性，产生了设置多个调谐质量阻尼器的多调谐质量阻尼装置。

现有的拓展质量调谐阻尼器多利用楼板质量，但楼板属于结构部件，一但在震中出现破坏，损失严重，而设置多调谐质量阻尼装置又必然大大增加结构自重。基于此，有必要研发一种避免利用建筑非结构部分的质量，并容易实现多频率设置的新型调谐质量阻尼装置。

发明内容

为了弥补现有调谐质量阻尼器的缺陷，本发明专利提供了一种女儿墙调谐质量阻尼装置，实现女儿墙作为建筑的传统围护结构作用的同时，在地震来临时作为调谐质量减小结构响应，并分割女儿墙成不同长度的具有不同频率的吸震段以应对较宽频带的激励，有效减小甚至替代传统调谐质量阻尼器需要的额外质量，拓展了调谐质量阻尼器的频域宽度，减小结构在水平荷载下的动力响应，增强了正常使用情况下的适用性和震中的安全性，更具实用价值。

为了实现上述技术目的，本发明专利的技术方案是，女儿墙调谐质量阻尼装置，包括底部女儿墙，底部女儿墙上设置有吸震支座，吸震支座通过螺栓套筒连接在底部女儿墙上，吸震支座中部设置有铅芯，吸震支座上还设置有吸震段。女儿墙质量调谐阻尼装置，属于土木工程结构消能减震技术领域，是一种利用建筑物顶部女儿墙质量来控制建筑物震动，减小地震荷载下结构响应的阻尼耗能装置。女儿墙被分割成不同长度的具有不同频率的吸震段以应对较宽频带的激励，吸震段安装在吸震支座上，吸震支座安装于底部女儿墙上，吸震段两侧设置挡块提供正常使用情况下的水平刚度并在地震来临时被剪断，吸震支座允许吸震段水平移动作为调谐质量调谐建筑物的震动响应，并提供竖向刚度和耗散能量。本发明可以减小甚至替代传统调谐质量阻尼器需要的额外质量，拓展了调谐质量阻尼器的频域宽度，从而减小结构自重和建造成本，减小结构在水平荷载下的动力响应。

本发明还在于，吸震支座在底部女儿墙上等间距布置或者不等间距布置。

本发明还在于，底部女儿墙上设置有至少一块挡块，挡块垂直于底部女儿墙设置。

本发明还在于，挡块内设置有钢筋，钢筋从挡块内伸入到底部女儿墙内。

本发明还在于，多块挡块等间距设置在底部女儿墙上。

本发明还在于，吸震支座设置在挡块与挡块之间的位置。

本发明还在于，吸震支座为圆柱体。

本发明还在于，圆柱体的吸震支座的上下部分别设置有一块连接钢板，螺栓套筒连接贯通吸震支座和连接钢板。

本发明还在于，底部女儿墙上还设置有排水口，排水口贯穿底部女儿墙。

本发明还在于，排水口斜交于底部女儿墙设置。

本发明还在于，至少两个排水口沿竖向排列在底部女儿墙内。

本发明还在于，多个排水口的口径大小不同。

女儿墙调谐质量阻尼装置包括吸震段、吸震支座、底部女儿墙和挡块，女儿墙被分割成不同长度的具有不同频率的吸震段以应对较宽频带的激励，吸震段安装在吸震支座上，吸震支座与底部女儿墙螺栓连接，吸震段两侧设置挡块提供正常使用情况下的水平刚度并在地震来临时被剪断，地震时吸震支座提供上部吸震段的竖向刚度并允许其水平移动，实现在正常使用情况下具有传统防护排水功能的女儿墙的同时，在地震来临时可以调谐建筑物震动响应并进行阻尼耗能的女儿墙调谐质量阻尼装置。

女儿墙根据设计要求的激励频域宽度，被分割成不同长度的频率在一定范围内的吸震段，以适应外激励的较宽频带，转角处不进行分割，避免地震时转角处响应剧烈导致纵横方向的吸震段相互碰撞损坏。

底部女儿墙高度较低，横截面为凹形，屋顶防水卷材铺至其垂直面上，压入凹形两侧凸出部分垂直面上的预留凹槽内，达到在满足防水层铺设要求高度的前提下尽量增大上部吸震段高度，保证地震时屋顶防水不被破坏的目的。

底部女儿墙除传统排水口外在凹口底部也设置排水口，屋顶防水卷材贴入口内，防止凹口内吸震支座长期浸水。

挡块内有一根深入底部女儿墙的细钢筋，防止地震时挡块被剪断后坠落伤人，但要严格限制钢筋的数量和直径，保证地震来临时挡块被剪坏，钢筋屈服。

吸震支座是由一层钢板一层橡胶层层叠合起来经加工牢固粘结在一起的，其中部设有铅芯耗能，最外层钢板直径较大且周边有螺栓孔，钢板橡胶叠层有很高的竖向承载特性和较大的水平变形能力，使上部吸震段可水平移动调谐结构震动响应，通过预埋在底部女儿墙凹口处和吸震段底部的连接钢板和套筒螺栓，吸震支座下部与底部女儿墙相连，上部与吸震段相连。

女儿墙调谐质量阻尼装置包括吸震段、吸震支座、底部女儿墙和挡块，女儿墙被分割成不同长度的具有不同频率的吸震段以应对较宽频带的激励，吸震段安装在吸震支座上，吸震支座与底部女儿墙螺栓连接，吸震段两侧设置挡块提供正常使用情况下的水平刚度并在地震来临时被剪断，地震时吸震支座提供上部吸震段的竖向刚度并使其可以水平移动，实现在正常使用情况下传统女儿墙具有的防护排水功能，在地震来临时可以调谐建筑物震动响应进行阻尼耗能的女儿墙调谐质量阻尼装置，减小附加调谐质量增加的结构自重和建造成本。

本发明还在于，女儿墙根据设计要求的激励频域宽度，被分割成不同长度的频率在一定范围内的吸震段，以适应外激励的较宽频带，转角处不进行分割，避免地震时转角处响应剧烈导致纵横方向的吸震段相互碰撞损坏。

本发明还在于，底部女儿墙高度较低，横截面为凹形，屋顶防水卷材铺至其垂直面上，压入凹形两侧凸出部分垂直面上的预留凹槽内，达到在满足防水层铺设要求高度的前提下尽量增大上部吸震段高度，保证地震时屋顶防水不被破坏的目的。

本发明还在于，底部女儿墙除传统排水口外在凹口底部也设置排水口，屋顶防水卷材贴入口内，防止凹口内吸震支座长期浸水。

本发明还在于，挡块内有一根深入底部女儿墙的细钢筋，防止地震时挡块被剪断后坠落伤人，但要严格限制钢筋的数量和直径，保证地震来临时挡块被剪坏，钢筋屈服。

本发明还在于，吸震支座是由一层钢板一层橡胶层层叠合起来经加工牢固粘结在一起的，其中部设有铅芯耗能，最外层钢板直径较大且周边有螺栓孔，钢板橡胶叠层有很高的竖向承载特性和较大的水平变形能力，使上部吸震段可水平移动调谐结构震动响应，通过预埋在底部女儿墙凹口处和吸震段底部的连接钢板和套筒螺栓，吸震支座下部与底部女儿墙相连，上部与吸震段相连。

本发明专利有益效果在于有效利用了作为围护结构的女儿墙质量作为震中减弱结构振动响应的调谐质量，减小甚至替代了传统调谐质量阻尼器需要的额外质量，减小了结构自重和建造成本，减小结构在水平荷载下的动力响应；通过划分墙长形成具有不同频率的吸震段，拓展了调谐质量阻尼器的频域宽度；女儿墙的维护、排水功能不丧失，正常使用时具有水平刚度，地震时屋面防水不易破坏，方便震后修复工作；此外，本发明专利还具有构造明确、制作简单等优点，能够有效提高结构的抗震性能，具有较佳的实用价值和经济效益。

下面结合附图对本发明专利作进一步说明。

附图说明

图1为本发明实施例的女儿墙调谐质量阻尼装置示意图；

图2为本发明实施例的女儿墙调谐质量阻尼装置的吸震段分割示意图；

图3为图1中A-A的剖视图；

图4为图1的右视图；

其中1为吸震段，2为挡块，3为排水口，4为吸震支座，5为螺栓套筒，6为连接钢板，7为铅芯，8为底部女儿墙，9为钢筋。

具体实施方式

下面对本发明专利技术内容的进一步说明，但并非对本发明专利实质内容的限制。

女儿墙调谐质量阻尼装置，包括底部女儿墙8，底部女儿墙8上设置有吸震支座4，吸震支座4通过螺栓套筒5连接在底部女儿墙8上，吸震支座4中部设置有铅芯7，吸震支座4上还设置有吸震段1。

其还在于，吸震支座4在底部女儿墙8上等间距布置或者不等间距布置。

其还在于，底部女儿墙8上设置有至少一块挡块2，挡块2垂直于底部女儿墙8设置。

其还在于，挡块2内设置有钢筋9，钢筋9从挡块2内伸入到底部女儿墙8内。

其还在于，多块挡块2等间距设置在底部女儿墙上。

其还在于，吸震支座4设置在挡块2与挡块2之间的位置。

其还在于，吸震支座4为圆柱体。

其还在于，圆柱体的吸震支座4的上下部分别设置有一块连接钢板6，螺栓套筒5连接贯通吸震支座4和连接钢板6。

其还在于，底部女儿墙8上还设置有排水口3，排水口3贯穿底部女儿墙8。

其还在于，排水口3斜交于底部女儿墙8设置。

其还在于，至少两个排水口3沿竖向排列在底部女儿墙8内。

其还在于，多个排水口3的口径大小不同。

女儿墙调谐质量阻尼器包括长度不同的吸震段1、吸震支座4和挡块2，图1为本发明实施例的女儿墙调谐质量阻尼装置示意图，图3为图1中A-A的剖视图，图4为图1的右视图。图2为发明实施例的女儿墙调谐质量阻尼装置的吸震段分割示意图，根据设计要求的激励频域宽度，对女儿墙长度进行分割，形成长度不同具有不同频率的吸震段1，转角处不进行分割，避免地震时转角处响应剧烈纵横方向的吸震段1相互碰撞损坏。如图1、图3和图4所示，可获知女儿墙调谐质量阻尼器的主要组成和实施方式，首先在屋顶砌筑高度较小的凹形底部女儿墙8，凹口内部预埋螺栓套筒5和连接钢板6并预留底部女儿墙8凹口内部和底部的排水口3，凹口两侧边缘较高，以在满足防水层铺设高度的要求下尽量增大上部吸震段1的高度，凹形边缘的挡块2位置预留一根伸入挡块2的细钢筋9，防止地震时挡块2被剪断后坠落伤人，但要严格限制钢筋的数量和直径，保证地震来临时挡块被剪坏，钢筋屈服。底部女儿墙8浇筑完成后进行传统屋面的防水层铺设，防水卷材压入底部女儿墙8垂直面预留槽内并伸入排水口3。然后，将套筒螺栓穿过吸震支座4最外层钢板周边的螺栓孔，将由钢板橡胶分层叠合而成、中部灌有铅芯7的吸震支座4固定于底部女儿墙8上，吸震支座4上部支模并绑扎定位钢筋，固定预埋螺栓套筒5和连接钢板6后分段浇筑吸震段1，吸震段1间隔宽度可按抗震缝要求设置，最后在预留细钢筋位置浇筑挡块2即完成女儿墙调谐质量阻尼装置的安装。

Claims (10)

1.一种女儿墙调谐质量阻尼装置，包括底部女儿墙(8)，其特征在于，底部女儿墙(8)上设置有吸震支座(4)，吸震支座(4)通过螺栓套筒(5)连接在底部女儿墙(8)上，吸震支座(4)中部设置有铅芯(7)，吸震支座(4)上还设置有吸震段(1)；

吸震支座(4)在底部女儿墙(8)上等间距布置或者不等间距布置；

底部女儿墙(8)上设置有至少一块挡块(2)，挡块(2)垂直于底部女儿墙(8)设置；

根据设计要求的激励频域宽度，对女儿墙长度进行分割，形成长度不同具有不同频率的吸震段(1)，转角处不进行分割，避免地震时转角处响应剧烈纵横方向的吸震段(1)相互碰撞损坏。

2.根据权利要求1所述的女儿墙调谐质量阻尼装置，其特征在于，挡块(2)内设置有钢筋(9)，钢筋(9)从挡块(2)内伸入到底部女儿墙(8)内。

3.根据权利要求2所述的女儿墙调谐质量阻尼装置，其特征在于，多块挡块(2)等间距设置在底部女儿墙上。

4.根据权利要求3所述的女儿墙调谐质量阻尼装置，其特征在于，吸震支座(4)设置在挡块(2)与挡块(2)之间的位置。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的女儿墙调谐质量阻尼装置，其特征在于，吸震支座(4)为圆柱体。

6.根据权利要求5所述的女儿墙调谐质量阻尼装置，其特征在于，圆柱体的吸震支座(4)的上下部分别设置有一块连接钢板(6)，螺栓套筒(5)连接贯通吸震支座(4)和连接钢板(6)。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的女儿墙调谐质量阻尼装置，其特征在于，底部女儿墙(8)上还设置有排水口(3)，排水口(3)贯穿底部女儿墙(8)。

8.根据权利要求7所述的女儿墙调谐质量阻尼装置，其特征在于，排水口(3)斜交于底部女儿墙(8)设置。

9.根据权利要求8所述的女儿墙调谐质量阻尼装置，其特征在于，至少两个排水口(3)沿竖向排列在底部女儿墙(8)内。

10.根据权利要求9所述的女儿墙调谐质量阻尼装置，其特征在于，多个排水口(3)的口径大小不同。