一種阻尼減震結(jié)構(gòu)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種阻尼減震結(jié)構(gòu)，其包括框架和四根桿；所述框架的各角部分別設(shè)有第一連接部件；所述桿的一端設(shè)有第二連接部件；所述第一連接部件與第二連接部件樞軸連接。本實(shí)用新型阻尼減震結(jié)構(gòu)吸收震動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)減小建筑物振動(dòng)幅度和恢復(fù)安靜，使建筑物能夠安定地抵抗震動(dòng)，避免受損。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種阻尼減震結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于抗震建筑【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種阻尼減震結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]地震的破壞力是通過(guò)土層和巖石沖擊建筑物的地基并直接將沖擊力傳遞給地基的上層建筑結(jié)構(gòu)，上層建筑結(jié)構(gòu)的荷載以及地震產(chǎn)生的內(nèi)力反作用于建筑的立柱以及地基。由于地震破壞力是往復(fù)水平剪切力，上層建筑結(jié)構(gòu)的荷載為垂直向下的重力，其與往復(fù)水平剪切力相互垂直。兩者于建筑結(jié)構(gòu)的某一處交會(huì)時(shí)，地震破壞力的往復(fù)水平剪切力將推動(dòng)建筑的地基及其上層建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而造成建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)脫落或崩壞，使建筑受損，可能造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失與人員傷亡。
[0003]對(duì)于目前多數(shù)的鋼結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土建筑而言，雖然其整體剛性強(qiáng)度較高能夠提高整體建筑的抗震性能。目前通過(guò)在鋼結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土建筑的墻體外表面設(shè)置彈簧或橡膠片等減震裝置，起到一定的緩沖效果，但是其無(wú)法高效地吸收地震能量，鋼結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土建筑的主體框架中各構(gòu)件之間均通過(guò)鉚釘或混凝土等固定連接，各構(gòu)件之間缺乏減震和緩沖的能力，在地震和余震中主體框架的連接處易發(fā)生變形，這會(huì)導(dǎo)致整體建筑傾斜甚至遭受破壞。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)抗震設(shè)施中存在的地震能量吸收能力小、抗震性能局限性、加固裝配無(wú)法標(biāo)準(zhǔn)化制備及操作等缺陷，提出了一種阻尼減震結(jié)構(gòu)。
[0005]本實(shí)用新型提出的一種阻尼減震結(jié)構(gòu)，其包括框架和四根桿；所述框架的各角部分別設(shè)有第一連接部件；所述桿的一端設(shè)有第二連接部件；所述第一連接部件與第二連接部件樞軸連接。
[0006]其中，所述框架為中空的長(zhǎng)方形鋁質(zhì)框架或軟鋼框架。
[0007]其中，所述第一連接部件上設(shè)有第一通孔；所述第二連接部件上設(shè)有第二通孔；第一緊固件穿過(guò)所述第一通孔和第二通孔連接所述第一連接部件和第二連接部件。
[0008]其中，所述第二連接部件的側(cè)截面呈凹字形，與所述第一連接部件的厚度適配。
[0009]本實(shí)用新型阻尼減震結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包括固定部件，其與所述桿的另一端樞軸連接。
[0010]其中，所述框架與所述第一連接部件是一體成型。
[0011]其中，所述框架的長(zhǎng)寬比例與其安裝處的梁柱結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)寬比例相同；所述框架相對(duì)于所述梁柱結(jié)構(gòu)的縮小率為3-30%。
[0012]本實(shí)用新型還提出了一種用于所述阻尼減震結(jié)構(gòu)中的框架。該框架為中空的長(zhǎng)方形鋁質(zhì)或軟鋼框架，其各角部外側(cè)分別設(shè)有連接部件。框架與連接部件是一體成型。
[0013]本實(shí)用新型阻尼減震結(jié)構(gòu)中的框架是具有較強(qiáng)變形能力的鋁、鋁合金、軟鋼等高純度的金屬框架，具有較高的阻尼減震性能。當(dāng)建筑物受到震動(dòng)時(shí)，例如，由地震、強(qiáng)風(fēng)、交通工具等原因引起，所述框架產(chǎn)生了相當(dāng)于建筑物層與層之間變形角的數(shù)倍至數(shù)十倍的變形角，導(dǎo)致框架的金屬屈服，利用金屬屈服后的塑性變形吸收震動(dòng)能，以達(dá)到減小建筑物的震動(dòng)幅度和盡快恢復(fù)安靜的目的。即使在遭遇強(qiáng)烈地震時(shí)，框架的變形能夠避免與其連接的斜桿發(fā)生彎曲，從而使整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)能夠安定地抵抗震動(dòng)，從而使建筑物不遭受到破壞或垮塌。在具體實(shí)例中，例如將一部分通常的斜支柱換為本實(shí)用新型阻尼減震結(jié)構(gòu)，可使建筑物搖晃程度降低至50%之多，例如在框架結(jié)構(gòu)里追加安裝本實(shí)用新型阻尼減震結(jié)構(gòu)，可使建筑物搖晃程度降低至80%之多。
[0014]本實(shí)用新型阻尼減震結(jié)構(gòu)可適用于鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)等各類(lèi)框架結(jié)構(gòu)建筑物，能反復(fù)吸收由地震、強(qiáng)風(fēng)和交通工具等原因造成的建筑物震動(dòng)。本實(shí)用新型采用全金屬材料制成，其不受建筑震動(dòng)特性的改變、氣溫等因素的影響，在地震中能夠穩(wěn)定地發(fā)揮吸收震動(dòng)能量的作用。本實(shí)用新型適用于適合長(zhǎng)期居住的建筑。本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)纖細(xì)，從而可以安裝在設(shè)置有隔熱材料的墻體縫隙中，適合用于老舊建筑物的改造。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1表示本實(shí)用新型阻尼減震結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2表示本實(shí)用新型阻尼減震結(jié)構(gòu)中的框架的示意圖。
[0017]圖3表示本實(shí)用新型阻尼減震結(jié)構(gòu)中的桿的連接框架的一端的示意圖；其中，圖3a表示正視圖，圖3b表示側(cè)視圖。
[0018]圖4表示安裝本實(shí)用新型阻尼減震結(jié)構(gòu)的一個(gè)具體實(shí)例的示意圖；其中，圖4a、圖4b、圖4c依次表示安裝過(guò)程的步驟。
[0019]圖5表示本實(shí)用新型阻尼減震結(jié)構(gòu)安裝后與建筑物鋼結(jié)構(gòu)設(shè)置關(guān)系示意圖。
[0020]圖6表示在受震之前后的本實(shí)用新型阻尼減震結(jié)構(gòu)與建筑物梁柱結(jié)構(gòu)的變化示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]結(jié)合以下具體實(shí)施例和附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施本實(shí)用新型的過(guò)程、條件、實(shí)驗(yàn)方法等，除以下專(zhuān)門(mén)提及的內(nèi)容之外，均為本領(lǐng)域的普遍知識(shí)和公知常識(shí)，本實(shí)用新型沒(méi)有特別限制內(nèi)容。
[0022]圖1-圖6中，1-框架，11-第一連接部件，12-第一通孔，2-桿，21-第二通孔，22-第二連接部件，3-固定部件。
[0023]如圖1所示，本實(shí)用新型阻尼減震結(jié)構(gòu)包括框架I和四根桿2。框架I和桿2之間樞軸連接。
[0024]如圖2所示，框架I為中空的長(zhǎng)方形鋁質(zhì)框架，也可以是軟鋼框架；框架I的四個(gè)角部均分別設(shè)有第一連接部件11。第一連接部件11上設(shè)有第一通孔12。較為理想的是，第一連接部件11與框架I是一體成型。第一連接部件11延框架I的對(duì)角線方向傾斜伸出。優(yōu)選地，框架I的厚度可以是20mm、30mm等各種厚度。較薄的框架厚度使本實(shí)用新型阻尼減震結(jié)構(gòu)可以安裝在較小空間的墻體縫隙中。
[0025]如圖1、圖3所示，桿2的一端設(shè)有第二連接部件22，用于與框架I的第一連接部件11連接。如圖3a正視圖所示，第二連接部件22上設(shè)有第二通孔21。第一緊固件穿過(guò)第一通孔12和第二通孔21從而連接桿2與第一連接部件11。第一緊固件(圖中未標(biāo)出)為螺栓，也可以是其他適宜的緊固部件。具體實(shí)施之一，如圖3b側(cè)視圖所示，第二連接部件22的側(cè)截面呈凹字形，所形成的間隙與連接部件11的厚度適配，可以使連接部件11插入至凹字形截面形成的間隙中，并且連接部件11的第一通孔12與第二連接部件22的第二通孔21對(duì)應(yīng)，以便第一緊固件穿過(guò)第一通孔12和第二通孔21。通過(guò)第一連接部件11與第二連接部件22的連接，實(shí)現(xiàn)了框架I和桿2之間的樞軸連接。
[0026]進(jìn)一步地，如圖1所示，本實(shí)用新型阻尼減震結(jié)構(gòu)還包括固定部件3，固定部件3樞軸連接在桿2的另一端上。桿2的另一端以及固定部件3上均可設(shè)適合的連接部件及通孔，通過(guò)緊固件穿過(guò)通孔從而將桿2和固定部件3連接。固定部件3同時(shí)可安裝于建筑物立柱上，如圖1所示，通過(guò)固定部件3將四根桿2的另一端分別安裝在相鄰立柱的相應(yīng)位置上，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)阻尼減震結(jié)構(gòu)與建筑物框架結(jié)構(gòu)之間的連接。固定部件3與桿2及立柱的連接均可以采用現(xiàn)有技術(shù)的固定連接裝置及連接方式。例如，固定部件3與鋼結(jié)構(gòu)或混凝土結(jié)構(gòu)立柱之間采用鉚釘固定連接。
[0027]本實(shí)用新型適于在各類(lèi)建筑物中的使用，包括鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)等各類(lèi)框架結(jié)構(gòu)建筑物。本實(shí)用新型中，框架I的長(zhǎng)寬比例與其安裝處的建筑物梁柱結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)寬比例是相同的，即框架I的尺寸相對(duì)于建筑物梁柱結(jié)構(gòu)的尺寸是按同比例縮小的。建筑物的梁柱結(jié)構(gòu)是指由建筑物的底部、水平設(shè)置的頂部橫梁、以及相鄰的兩根立柱之間所圍成的長(zhǎng)方形框架結(jié)構(gòu)。建筑物的立柱垂直設(shè)于底部和頂部橫梁之間。框架I是相對(duì)于梁柱結(jié)構(gòu)按同比例縮小率進(jìn)行制作。具體地，框架I相對(duì)于長(zhǎng)方形的梁柱結(jié)構(gòu)同比例縮小，較為理想地，縮小率為3-30%。在實(shí)例中，縮小率為5%、20%、30%等均可。具體地，框架I的縮小率α決定 本實(shí)用新型阻尼減震結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)參數(shù)，例如，阻尼減震結(jié)構(gòu)的剛度與縮小
率α的三次方成反比，即剛度《4，框架I越小，阻尼減震結(jié)構(gòu)的剛度急劇上升。例如，阻

a
尼減震結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與縮小率α成反比，即強(qiáng)度7 I框架I越小，阻尼減震結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度越大。




CX
例如，阻尼減震結(jié)構(gòu)的阻尼效果與縮小率α成反比，即阻尼效果oci，框架I越小，阻尼減






Cf
震結(jié)構(gòu)的震動(dòng)能量吸收能力越強(qiáng)，對(duì)于抗震越有效。例如，阻尼減震結(jié)構(gòu)的變形能力與縮小率α成正比，即變形能力~ α，如果框架I太小，在遭遇強(qiáng)烈震動(dòng)時(shí)則容易造成阻尼減震結(jié)構(gòu)發(fā)生破斷。
[0028]本實(shí)用新型的剛性與通常建筑所用的鋼質(zhì)或木制建材相同，不影響建筑物的平衡感。其安裝及使用如圖4所示。如圖4a所示，在鋼結(jié)構(gòu)建筑中相鄰的兩個(gè)立柱的上端的同一個(gè)水平高度處，通過(guò)螺釘分別安裝固定部件3。接著如圖4b所示，將兩根桿2的上端通過(guò)螺栓與螺帽分別與兩個(gè)固定部件3固定連接。兩根桿2的下端分別與框架I的兩個(gè)連接部件11連接，此時(shí)，兩根桿2呈倒八字狀將框架I懸空在兩個(gè)立柱之間。如圖4c所示，通過(guò)螺釘將另一對(duì)固定部件3安裝在在相鄰立柱的下方，將兩根桿2的上端與框架I的下方的兩個(gè)連接部件11分別連接，接著，將兩根桿2的另一端分別與下方的固定部件3連接，從而使本實(shí)用新型阻尼減震結(jié)構(gòu)牢固地連接在建筑物立柱之間。圖5顯示的是本實(shí)用新型阻尼減震框架與建筑物鋼框架結(jié)構(gòu)之間的設(shè)置關(guān)系。本實(shí)用新型阻尼減震框架在安裝之后，其四根桿2均與建筑物的鋼框架結(jié)構(gòu)中心線所圍成的四邊形的對(duì)角線重合，桿2將立柱與橫梁連接處由震動(dòng)產(chǎn)生的合力傳遞至框架I中，導(dǎo)致框架的金屬屈服，利用其鋁質(zhì)(或軟鋼)金屬屈服后的塑性變形吸收震動(dòng)能，起到明顯的減震效果。本實(shí)用新型的安裝及使用極為便利，且不需要采用對(duì)速度時(shí)間溫度等提出特定要求的建材。
[0029]本實(shí)用新型中，連接部件11與框架I可以是一體成型，還可以通過(guò)其他方式固定連接?？蚣躀還可以是鋁合金或軟鋼等其他金屬材料制成的框架。桿2可以是鋼管、鋼筋或型鋼制成的長(zhǎng)桿，或中空或?qū)嵭慕Y(jié)構(gòu)，或圓桿、方桿或其他形狀。第一通孔12、第二通孔21及其他通孔的形狀為圓形或適合的任意其他形狀。本實(shí)用新型的各個(gè)組成部件均可通過(guò)現(xiàn)有通常技術(shù)制作加工或購(gòu)買(mǎi)獲得。本實(shí)用新型阻尼減震結(jié)構(gòu)的全金屬結(jié)構(gòu)保證了在任何環(huán)境下均可實(shí)現(xiàn)出眾的安定性和較高的依賴(lài)性，其性能不會(huì)因時(shí)間或溫度等變化而下降。采用與環(huán)境匹配的鋁制金屬可保持長(zhǎng)久的高性能，耐腐蝕，無(wú)需特別維護(hù)。
[0030]圖6表示建筑物在受到震動(dòng)沖擊之前后，例如地震，本實(shí)用新型阻尼減震結(jié)構(gòu)發(fā)生的變化，圖6a表示在受震之前，本實(shí)用新型阻尼減震結(jié)構(gòu)與建筑物梁柱框架結(jié)構(gòu)之間的連接狀態(tài)，圖6b表示受到震動(dòng)時(shí)，本實(shí)用新型阻尼減震結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的減震效果。本實(shí)用新型不僅在地震發(fā)生之時(shí)具有優(yōu)異的減震作用，對(duì)于反復(fù)的余震也發(fā)揮有效減震效果。對(duì)于長(zhǎng)周期地震、短周期地震，均能發(fā)揮優(yōu)異的減震作用。
[0031]在實(shí)施過(guò)程中可根據(jù)建筑物的不同形狀來(lái)改變或調(diào)整框架I及桿2的設(shè)置、形狀、尺寸及材質(zhì)等，在本實(shí)用新型基礎(chǔ)上通過(guò)框架I實(shí)現(xiàn)減震動(dòng)或抗震阻尼效果的構(gòu)思及技術(shù)方案均在本實(shí)用新型保護(hù)范圍之內(nèi)。本實(shí)用新型的保護(hù)內(nèi)容不局限于以上實(shí)施例。在不背離實(shí)用新型構(gòu)思的精神和范圍下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到的變化和優(yōu)點(diǎn)都被包括在本實(shí)用新型中，并且以所附的權(quán)利要求書(shū)為保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種阻尼減震結(jié)構(gòu)，其特征在于，其包括框架(I)和四根桿(2);所述框架(I)的各角部分別設(shè)有第一連接部件(11);所述桿(2)的一端設(shè)有第二連接部件(22);所述第一連接部件(11)與第二連接部件(22 )樞軸連接。
2.如權(quán)利要求1所述的阻尼減震結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述框架(I)為中空的長(zhǎng)方形鋁質(zhì)框架或軟鋼框架。
3.如權(quán)利要求1所述的阻尼減震結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一連接部件(11)上設(shè)有第一通孔(12);所述第二連接部件(22)上設(shè)有第二通孔(21);第一緊固件穿過(guò)所述第一通孔(12)和第二通孔(21)以連接所述第一連接部件(11)和第二連接部件(22)。
4.如權(quán)利要求1所述的阻尼減震結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二連接部件(22)的側(cè)截面呈凹字形，與所述第一連接部件(11)的厚度適配。
5.如權(quán)利要求1所述的阻尼減震結(jié)構(gòu)，其特征在于，進(jìn)一步包括固定部件(3)，其與所述桿(2)的另一端樞軸連接。
6.如權(quán)利要求1所述的阻尼減震結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述框架(I)與所述第一連接部件(11)是一體成型。
7.如權(quán)利要求1所述的阻尼減震結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述框架(I)的長(zhǎng)寬比例與其安裝處的梁柱結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)寬比例相同；所述框架(I)相對(duì)于所述梁柱結(jié)構(gòu)的縮小率為3-30%。
8.一種框架，其特征在于，所述框架為中空的長(zhǎng)方形鋁制框架或軟鋼框架，其長(zhǎng)寬比例與其安裝處的梁柱結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)寬比例相同，所述框架設(shè)置在如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的阻尼減震結(jié)構(gòu)中。
【文檔編號(hào)】E04B1/98GK203499046SQ201320486414
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年8月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月6日
【發(fā)明者】吳東航 申請(qǐng)人:吳東航