專利名稱：裝置耗能型密肋復合墻板的制作方法
技術領域：
-
本發明涉及一種復合墻體結構，尤其是一種裝置耗能型復合墻體。特別地，這種復合型 墻體結構尤其適用于抗震結構體系中的承重墻體構件。
背景技術：
城市化進程的加快，使得人口膨脹、土地銳減，人類生存面臨嚴峻挑戰。建筑物作為人 類生存的必要生產生活資料，也面臨革新的挑戰。為此，人們加快了對新材料、新結構的研 究步伐，在各類建筑中廣泛采用節能建筑、復合墻體已經成為人們的普遍共識。建筑構件材 料的發展趨勢是由重質材料到輕質材料，由塊體材料向板體材料發展，由單一材料向復合材 料發展。隨著我國經濟發展的形勢，對結構抗震性能也提出了越來越高的要求。在對結構抗 震性能的研究過程中，工程技術人員提出了很多耗能減震的結構形式。
結構耗能減震體系，就是把結構物的某些非承重構件(如支承，剪力墻，連接件等)設計 成耗能構件，或在結構的某部位(層間空間，結點，聯接縫等)裝設耗能裝置。在風或小震 作用下，這些耗能構件或耗能裝置具有足夠的初始剛度，處于彈性狀態，結構物仍具有足夠 的側向剛度以滿足使用要求。但是，當出現中、大地震時，耗能構件或耗能裝置率先進入耗 能狀態，產生較大阻尼，大量消耗輸入結構的地震能量，使主體結構避免出現明顯的非彈性 狀態，并迅速衰減結構的地震反應(位移、速度、加速度等)，從而保護主體結構及構件在 大震中免遭破壞，確保主體結構在大震中的安全。
耗能構件可根據情況需要選用不同的形式，如耗能支撐、耗能剪力墻、耗能節點、耗能 聯結、耗能支承或懸吊構件等。相對于耗能剪力墻，耗能支撐的研究工作開展更多，也更深 入一些。目前，國內外學者針對耗能構件的研究工作主要集中在耗能支撐上，對耗能支撐的 研究又集中在耗能支撐形式以及各種耗能器上，現在常見的耗能支撐形式有交叉支撐、單向
支撐、K型支撐、偏心支撐等；對耗能剪力墻的研究也開展了一些工作，分為耗能縫剪力墻
(帶豎縫剪力墻、周邊耗能墻、水平縫摩擦墻)、實體剪力墻、分離式剪力墻等；耗能支承中
的阻尼器現在研究和應用較多的是軟鋼阻尼器、擠壓鉛阻尼器、摩擦阻尼器、粘彈性阻尼器 等。
但是上述結構體系存在很大不足，耗能裝置設置在結構中，為非標準化產品，體積龐大， 加工工藝復雜、難度大，施工安裝工期長，造價高昂。申請人發明了一種密肋結構體系及其連接施工工藝方法。該發明的密肋結構體系包括密 肋復合墻板、隱形框架和樓板。密肋復合墻板是鋼筋混凝土和輕質材料復合而成的網格狀建筑 構件，由結構墻體用截面較小的鋼筋混凝土梁柱即肋梁柱進行劃分，并在格子中嵌入輕質材料
填充塊而形成；其中的隱形框架是由嵌套在密肋復合墻板外圍的外框柱、連接柱及暗梁組成，
可采用普通鋼筋混凝土梁柱、型鋼鋼筋混凝土梁柱或鋼結構梁柱。填充材料是由具有一定強 度、容重及彈模較小的輕質材料加工而成。樓板采用現澆混凝土、現澆或預制的密肋復合樓板、 預應力疊合樓板或異型預應力空心樓板的形式。該結構體系適用于多層和中高層住宅建筑。
但是其中的密肋復合墻板僅僅釆用了發明人在中國實用新型公開號為97242185.8的專利 申請文本曾公開的一種名稱為"密肋式復合墻板"的復合墻板，試驗結果和實踐使用表明， 這種密肋復合i嗇板構造簡單，對因墻板性能引起的結構抗震性能變化考慮太少，墻板受力破壞 主要靠結構材料塑性變形引起的滯回耗能耗散能量，因為滯回耗能是結構的破壞能量，結果將 會是結構損傷破壞嚴重；在結構能量分析理論中，除了滯回耗能外，阻尼耗能在結構中的能量 耗散能力應該得到發揮，且阻尼耗能不會引起結構破壞，復合墻板尚未對耗能性能進行開發， 對結構的理解還比較欠缺，限制了復合墻板作為耗能構件的使用。此外，復合墻板中的填充 物采用硅酸鹽砌塊，因填充物單一不能滿足不同地區建筑材料的選擇要求。再者，其中的密 肋復合墻板功能較為單一，在隔音、隔熱、防火、防水性能等方面均有待提高。因此有必要對 密肋結構體系中密肋復合墻板進行改進。
發明內容
在對采用密肋復合墻板的密肋結構體系抗震性能的研究過程中，申請人發現，阻尼耗能 是影響密肋結構體系地震反應的因素之一，在結構構件層次上，可以運用的增加阻尼耗能的 方式有兩種， 一是通過材料產生摩擦阻尼，另一個是增設阻尼裝置。并且小型阻尼裝置的研 究使用也越來越被人們認識成為可能。在本發明中，申請人通過在密肋復合墻板內增設小型 阻尼裝置，達到提高構件消耗地震能量的效果。
本發明的目的是對密肋復合墻板進行改進，通過改變墻板的結構來改變其受力狀態，提 供一種可對墻板耗能能力進行有效控制的裝置耗能型復合墻板。通過改變墻板內肋梁肋柱與 阻尼裝置的屈服荷載和屈服位移的強弱對比來控制墻板構件的破壞次序。運用本方法，可以 對密肋結構體系進行優化設計，使整體結構將具備良好的耗能減震特性，并可通過優化設計 滿足不同工程結構抗震設防要求，設計人員對墻板性能的選擇范圍明顯擴大。
為實現上述發明目的而采用的技術解決方案是這樣的
一種密肋結構體系中使用的密肋復合墻體，包括由型鋼、型鋼混凝土鋼筋混凝土梁、柱構成的框架，框架內由截面及承載力較小的型鋼、型鋼混凝土鋼筋混凝土分割條劃分出若干 框格，由此形成網格空腔，根據型鋼、型鋼混凝土鋼筋混凝土梁、柱的承載力在網格空腔內 相應地裝填入阻尼裝置。阻尼裝置包括若干小型化的阻尼器等。
進一步地，裝填的阻尼裝置采用小型化的耗能支撐、軟鋼阻尼器、摩擦阻尼器、粘彈性 阻尼器或粘滯阻尼器，其與預埋在網格空腔內部的角鋼塊或鋼板塊焊接或螺栓連接為一體。
進一步地，根據承載力需要選擇部分網格空腔中裝填阻尼裝置，以保證阻尼裝置破壞后 框格還具有有足夠的延性。
進一步地'形成框格的分割條截面的寬度為60-180mm，厚度為180-250mm，網格空腔 的形狀為正方形、菱形、三角形或蜂窩形，形成框格的分割條的平行間距為500-1000mm。
進一步地，在裝填阻尼裝置后，對格子兩側進行圍護，使阻尼物與外界隔離。圍護結構 采用薄的輕質板材，如植物纖維復合隔墻條板。這些圍護構件既不影響阻尼物的正常工作， 又能增強復合型多重耗能墻結構的保溫、隔熱、隔音、防火、防水等性能。
進一步地，阻尼裝置采用聚合物混凝土板塊結構。聚合物混凝土阻尼比高、彈性模量低、 變形能力強，其與梁柱等框格構件形成柔性連接，有效改善了共同作用的協調性，降低了剛 度梯度，削弱了動應力集中效應。聚合物混凝土中采用的聚合物是丁苯膠乳。
進一步地，阻尼器為內、外筒形結構形式，內、外筒之間填充粘滯液體。
進一步地阻尼器為彈簧鋼桿摩擦阻尼器，布設成單斜桿支撐、交叉斜桿支撐和偏心斜 桿支撐的結構形式。
進一步地，阻尼器中連接有應變監控檢測計，并與顯示設備相連，當應變值超過設定值 時，能夠在l秒之內發出報警訊號。
本發明與現有技術相比，具有以下有益效果-
1、 與目前常見的各種阻尼器裝置相比，本發明的裝置型耗能復合墻體結構集承重、耗能 和圍護作用為一體，小型阻尼裝置不占用建筑物使用空間，施工簡單，服役期間也無需特殊 檢査與維護，完滿解決了阻尼器與建筑功能的協調問題；小型阻尼裝置還可標準化生產，易 于改進功能作用，且在中小震發生后，非常便于結構構件的震后維修。尤其是小型阻尼裝置 經濟性好，成本降低后可以在結構中均勻布設，而以往在結構中設置大型阻尼裝置時僅僅只 能選擇有限的少數部位，故往往是非均勻的，采用本發明后，能夠有效防止結構在地震作用 下產生扭轉破壞。
2、 與目前常見的各種耗能剪力墻相比，本發明的技術體現在其新穎的復合耗能形式，整 個墻體本身不僅是耗能墻，在墻體中還嵌入了若干個小型耗能構件，能夠將耗能構件彌散、均勻布置于結構之中，相比其他耗能剪力墻，本發明結構傳力路線更加清晰。
3、 與現有的復合墻體相比，本發明的技術先進性體現在墻體中布設有兩道抗震防線。第 一道抗震防線是安裝在網格空腔中的若干小型化阻尼器，在承受地震力作用時，墻板可以運
用彈塑性材料在兩向復合受力狀態下的力學性質以及阻尼器的作用進行耗能；第二道抗震防 線是框格本身。通過調整網格空腔中的阻尼裝置的承載力與框格的分割條的承載力的比值，
可以優化兩道^[震防線的破壞次序，分級吸收地震能量，在前一道抗震防線破壞的情況下，
另一道抗震防線繼續發揮作用，以此來提高結構的安全可靠性。
4、 與密肋式復合墻板相比，本發明的技術先進性體現在開發了多種具有耗能作用的填充 材料，滿足了不同地域建筑施工選材的需要；同時進一步發展了墻體構件的耗能能力，在墻
體中加入了耗能性能更好的小型化阻尼器，加入的小型化阻尼器的墻體耗能性能優于填入脆 性或彈塑性材料的墻體，通過優化設計，整體結構將具備良好的耗能減震特性，并可通過優 化設計滿足不同工程結構抗震設防要求，設計人員對墻體性能的選擇范圍明顯擴大。
本發明發展了耗能剪力墻的形式，體現了耗能剪力墻的實質。本發明對密肋結構體系的 應用和發展產生了深刻重大的影響。
如圖所示，通過結合附圖對本發明較佳實施例的描述，可以進一步理解本發明的目的、 特征和優點。
圖1為本發明的密肋結構體系中使用的密肋復合墻體的實施例的整體示意圖。
圖2為本發明的密肋復合墻體的正方形網格空腔的實施例示意圖。 圖3為本發明的密肋復合墻體的菱形網格空腔的實施例示意圖。 圖4為本發明的密肋復合墻體的三角形網格空腔的實施例示意圖。 圖5為本發明的密肋復合墻體的蜂窩形網格空腔的實施例示意圖。
具體實施例方式
以下將結合附圖對發明的實施例作進一步詳細描述。
一種密肋結構體系中使用的密肋復合墻體，包括由型鋼、型鋼混凝土鋼筋混凝土梁、柱 構成的框架3，框架3內由截面及承載力較小的型鋼、型鋼混凝土鋼筋混凝土分割條劃分出 若干框格，由此形成網格空腔1，根據鋼筋混凝土梁、柱的承載力在網格空腔1內相應地裝 填入阻尼裝置2。阻尼裝置2包括如彈塑性材料、若干小型化的阻尼器等。裝填的阻尼裝置2采用小型化的耗能支撐、軟鋼阻尼器、摩擦阻尼器、粘彈性阻尼器或粘滯阻尼器，其與預埋 在網格空腔1內部的角鋼塊或鋼板塊焊接或螺栓連接為一體。根據承載力需要選擇部分網格 空腔中裝填阻尼裝置2，以保證阻尼裝置2破壞后框格還具有有足夠的延性。
如圖2-5所示，形成網格空腔1的鋼筋混凝土分割條截面的寬度為60-180mm，厚度為 180-250mm，網格空腔1的形狀為正方形、菱形、三角形或蜂窩形，形成框格的分割條的平 行間距為500-1000mm。
在裝填阻尼裝置后，對網格空腔兩側進行圍護，使阻尼物與外界隔離。圍護結構采用薄 的輕質板材，如植物纖維復合隔墻條板。這些圍護構件既不影響阻尼物的正常工作，又能增 強密肋復合墻體結構的保溫、隔熱、隔音、防火、防水等性能。
阻尼裝置采用聚合物混凝土板塊結構。聚合物混凝土阻尼比高、彈性模量低、變形能力 強，其與梁柱等框格構件形成柔性連接，有效改善了共同作用的協調性，降低了剛度梯度， 削弱了動應力集中效應。聚合物混凝土中采用的聚合物是丁苯膠乳。
在另一實施例中，阻尼器為內、外筒形結構形式，內、外筒之間填充粘滯液體。
在另一實施例中，阻尼器為彈簧鋼桿摩擦阻尼器，布設成單斜桿支撐、交叉斜桿支撐和 偏心斜桿支撐的結構形式。
在另一實施例中，阻尼器中連接有應變監控檢測計，并與顯示設備相連，當應變值超過 設定值時，能夠在l秒之內發出報警訊號。
密肋復合板體能夠廣泛應用于承重墻體、圍護墻體等構件中。
權利要求
1. 一種密肋結構體系中使用的密肋復合墻體，包括由型鋼、型鋼混凝土、鋼筋混凝土梁、柱構成的框架，框架內由截面及承載力較小的型鋼、型鋼混凝土、鋼筋混凝土分割條劃分出若干框格，由此形成網格空腔，根據型鋼、型鋼混凝土、鋼筋混凝土梁、柱的承載力在網格空腔內相應地裝填入阻尼裝置，阻尼裝置包括若干小型化的阻尼器等。
2. 如權利要求1所述的密肋復合墻體，所述裝填的阻尼裝置采用小型化的耗能支撐、軟 鋼阻尼器、摩擦阻尼器、粘彈性阻尼器或粘滯阻尼器，其與預埋在網格空腔內部的角鋼塊或 鋼板塊焊接或螺栓連接為 -體。
3. 如權利要求1所述的密肋復合墻體，根據承載力需要選擇部分網格空腔中裝填阻尼裝 置，以保證阻尼裝置破壞后框格還具有有足夠的延性。
4. 如權利要求1所述的密肋復合墻體，形成框格的分割條截面的寬度為60-180mm，厚度 為180-250mm，網格空腔的形狀為正方形、菱形、三角形或蜂窩形，形成框格的分割條的平 行間距為500-1000mm。
5. 如權利要求1至4之一所述的密肋復合墻體，所述在裝填阻尼裝置后，對格子兩側進 行圍護，使阻尼物與外界隔離。圍護結構采用薄的輕質板材，如植物纖維復合隔墻條板。
6. 如權利要求5所述的密肋復合墻體，所述的阻尼裝置采用聚合物混凝土板塊結構。
7. 如權利要求1至4之一所述的密肋復合墻體，所述的阻尼器為內、外筒形結構形式， 內、外筒之間填充粘滯液體。
8. 如權利要求1至4之一所述的密肋復合墻體，所述的阻尼器為彈簧鋼桿摩擦阻尼器， 布設成單斜桿支撐、交叉斜桿支撐和偏心斜桿支撐的結構形式。
9. 如權利要求1至4之一所述的密肋復合墻體，所述的阻尼器中連接有應變監控檢測計， 并與顯示設備相連，當應變值超過設定值吋，能夠在l秒之內發出報警訊號。
全文摘要
一種密肋結構體系中使用的密肋復合墻體，包括由型鋼、型鋼混凝土、鋼筋混凝土梁、柱構成的框架，框架內由截面及承載力較小的型鋼、型鋼混凝土、鋼筋混凝土分割條劃分出若干框格，由此形成網格空腔，根據型鋼、型鋼混凝土、鋼筋混凝土梁、柱的承載力在網格空腔內相應地裝填入阻尼裝置，阻尼裝置包括若干小型化的阻尼器等。通過增設小型阻尼裝置，以達到提高構件消耗地震能量的效果。
文檔編號E04B2/56GK101545294SQ20081018320
公開日2009年9月30日 申請日期2008年12月16日 優先權日2008年12月16日
發明者雷 夏, 姚謙峰, 杰 張, 蔭 張 申請人:姚謙峰