專利名稱：安裝粘性減震壁的結構及其安裝方法
技術領域：
本發明涉及一種用來安裝粘性減震壁的結構及其安裝方法，特別涉及一種安裝粘性減震壁的結構，其連接結構是簡單的，并具有足夠的支承力，且通過對將粘性減震壁安裝在一主框架結構的改善可用低成本制造和快速安裝。
背景技術：
提高結構減震性能的措施在古代就已被采用，以提高建筑物防地震的安全性和改善結構抵御風和其它動態外力的居住性能。作為其中的具體方案，粘性減震壁已被投入實際使用，實際采用的粘性減震壁的數量在近年有增加的趨勢。
粘性減震壁的結構是這樣的，一上端敞口的殼體由一對安裝在一底板上的鋼制側板和一對位于一對側板兩側的凸緣板形成，它被安裝在下橫梁上，一與上橫梁連成一體的中間板插入殼體內，而粘性材料或粘彈性材料被放置在它們之間的間隙里并具有預定厚度。
為了安裝減震壁，需要連接在一主框架結構上，但在目前的環境下，來自主框架結構的、用來連接粘性減震壁的連接金屬板包括大量的肋板，并使連接變得復雜，由此構成高成本的原因。
參看圖8(a)和8(b)，它顯示了傳統的粘性減震壁與主框架結構之間的連接。形成減震壁30的殼體31的底板32螺接在下橫梁33上的抬高金屬板34的凸緣表面上，而減震壁的中間板35具有焊接在其頂部的一頂板36，并被螺接在上橫梁37上的安裝板38的凸緣表面上。
這樣，當減震壁30由于一外力而承受一水平力的時候，由于支承剪力，彎曲扭矩發生在上下端的頂板36和底板32之間。
作用在接頭上的應力作為相對在連接平面處的螺栓的水平剪力，與此同時，由減震壁30的邊緣部分廣泛分布的垂直軸向力由于彎曲扭矩而發生在連接平面的螺栓中。結果，大的彎曲應力發生在具有水平布置的螺栓孔的頂板36和底板32上，所以它必須相對各板采用對策。
因此，如圖所示，大量垂直的肋板39和40被固定在底板32和頂板36上，而抬高金屬板34和安裝板38上也是如此，從而在減震壁的邊緣部分上提供巨大的加強力。這將在成本方面造成非常大的增加，并對連接一垂直于橫梁的部件、以及通過設備的套管的孔構成障礙。
由于可以附加到一結構上去的減震性能與被安裝的減震壁的數量是成比例的，因此較佳的是采用大量的減震壁。然而，由于安裝所需要的成本與使用的數量也是成比例的，因此一個重要問題是降低減震壁的房屋構造的成本，并防止在其它施工中出現不利的影響。
為了克服這個問題，如圖9所示，有人提出一種房屋構造的方法，其中，去掉所有的上下凸緣部分(參看JP—A—10—46865)。
在該建議里，如圖所示，提供一螺栓鋼板52，它與固定在上橫梁或其加強部分下側的減震壁50的內側壁鋼板51具有相同的厚度，而減震壁的內側壁鋼板51正好位于其下面。一對螺栓加強板53位于內側壁鋼板51的兩側，并利用高強度螺栓54將三塊鋼板固定在一起。
此外，在下層樓板側，一螺栓下鋼板56預先焊接在一對外側壁鋼板55的下側，而與螺栓下鋼板56具有相同厚度的鋼板57設置在下橫梁上，并以與上側相同的方式連成一體。
據說，它可以顯著地減少全部減震壁的房屋結構所需要的成本，因為傳遞應力的結構可以較合理，由于這種在上下部分里的凸緣連接被省略的結構，如上所述，其減震壁的制造和固定部分可以簡化。
然而，對于按照該建議的減震壁來說，減震壁本身需要安裝螺栓下鋼板，內側壁鋼板需要安裝上加強部分，而用于連接的摩擦型高強度螺栓連接需要采用一種結構，其中，大量螺栓被安裝在減震壁的端部側面上。這種結構的一種自然結果是，螺栓下鋼板和內側壁鋼板需要同時經受發生在減震壁上的彎曲扭矩帶來的剪力和張力。對于螺栓下鋼板的安全來說，足夠的厚度是必不可少的，因此減震壁的成本與其它傳統的減震壁相比沒有大的區別。
此外，考慮到減震壁的搬運，由于采用的結構使減震壁不能自立，因此在運輸、儲存和現場施工時，需要特別注意其安全性和施工性能。
本發明提供一種安裝粘性減震壁的結構，這種結構是簡單的，同時具有足夠的承載力，通過在安裝減震壁時改進連接結構，它可以低成本制造和快速安裝，此外，還提供一種安裝減震壁的方法。
本發明的簡要說明用來安裝一按照本發明的粘性減震壁的結構基本上是安裝這樣一種粘性減震壁的結構，在該減震壁里，一上端敞口的殼體是通過在一底板上垂直設置一對鋼制側板、并在該對側板的兩側設置一對凸緣板形成的，一中間板插入該殼體，而粘性材料或粘彈性材料充填在它們的間隙部分里，其特點是，一抬高金屬板固定在一下橫梁的凸緣上，而底板和各凸緣板分別連接在抬高金屬板的上表面上的底板連接孔部分上和抬高金屬板的各側面的凸緣連接角撐板上，而中間板直接連接在固定于上橫梁的凸緣上的一角撐板上。特別是，用來安裝一粘性減震壁的結構的特點是，凸緣板和凸緣連接角撐板之間的連接是通過凸緣連接角撐板進行的單平面摩擦型高強度螺栓連接，而中間板和角撐板之間的直接連接是使用一對拼接板或一對被分割的拼接板進行的兩平面摩擦型高強度螺栓連接。
由于上述結構，曾經在減震壁的房屋結構中使用的許多部分上的頂板、支架和加強肋板不再是必需的了，從而實現了底板厚度和螺栓數量的減少，而減震壁可以自立，從而改善了施工的安全性。
此外，安裝按照本發明的粘性減震壁的方法包括以下步驟，在下橫梁上固定一抬高金屬板，下橫梁包括底板連接孔部分和凸緣連接角撐板；通過使中間板與設定的角撐板連接、并通過使殼體借助一對臨時懸接件與上橫梁連接，在上橫梁的預定位置一體連接粘性減震壁；使底板和凸緣板分別與下橫梁的底板連接孔部分和凸緣連接角撐板進行摩擦型高強度螺栓連接；以及卸下臨時懸接件。因此，施工是簡單的，粘性材料的剪切變形被防止，而又可進行快速安裝，此外，減震壁的可移動性也得到防止。
安裝按照本發明的粘性減震壁的結構的特點是，為了安裝這樣一種粘性減震壁，即其上端敞口的殼體是通過在一底板上垂直安裝一對鋼制側板、而在該對側板的兩側安裝一對凸緣板形成的，一中間板插入該殼體，而粘性材料或粘彈性材料充填在它們的間隙部分里，將底板和凸緣板分別連接在固定在上橫梁的一凸緣上的一抬高金屬板的上表面上的底板連接孔部分上、及在抬高金屬板的側表面上的凸緣連接角撐板上，而中間板直接連接在固定于上橫梁的凸緣上的一角撐板上。因此，其優點是，在減震壁的房屋結構的各部分上曾經使用的頂板、支架和加強肋板變輕了，底板的厚度和螺栓的數量減少了，從而可降低成本。此外，由于減震壁可以自立，因此可改善其施工的安全性。
此外，一種安裝按照本發明的粘性減震壁的方法包括以下步驟，在下橫梁上固定抬高金屬板，下橫梁包括底板連接孔部分和凸緣連接角撐板；在上橫梁的預定位置設置角撐板，中間板與其連接，并通過臨時懸接件與殼體連成一體；使底板和凸緣板分別與下橫梁上端底板連接孔部分和凸緣連接角撐板經受摩擦型高強度螺栓連接；以及，卸下臨時懸接件。因此，其優點是，施工可變得簡單，粘性材料的剪切變形可得到防止，而減震壁的可移動性也可得到防止。
下面，將參考附圖描述本發明的實施例。
附圖的簡要說明
圖1(a)是按照本發明的一粘性減震壁被安裝在一主框架結構里的一視圖；圖1(b)是沿圖1(a)中的b-b線的剖視圖；圖2是按照本發明的粘性減震壁的立體圖；圖3是粘性減震壁被固定在上橫梁上的一狀態的視圖；圖4是粘性減震壁被固定在上橫梁上的另一狀態的視圖；圖5是安裝按照本發明的粘性減震壁的分解圖；圖6是按照本發明的許多粘性減震壁以并列方式安裝在主框架結構上的一狀態的視圖；圖7是將許多粘性減震壁連接在一起的另一狀態的視圖；圖8(a)是以傳統方式安裝粘性減震壁的一狀態的視圖；圖8(b)是沿圖8(a)中的b-b線的剖視圖；圖9(a)是以傳統方式安裝粘性減震壁的另一狀態的前視圖和側視圖；以及圖9(b)是沿圖9(a)中的b-b線的剖視圖。
實施例圖1(a)是按照本發明的一粘性減震壁被安裝在一主框架結構里的一視圖，圖1(b)是沿圖1(a)中的b-b線的剖視圖。
粘性減震壁1位于結構5所在的平面里，而結構5是由一對柱子2、一下橫梁3、和一上橫梁4形成的，且粘性減震壁1分別與下橫梁3的抬高金屬板6和上橫梁4連接。
焊接在下橫梁3的凸緣表面上的抬高金屬板6具有在其上表面上的底板連接孔部分9和通過焊接固定在其側表面上的一對凸緣連接角撐板7，并由此與下橫梁連成一體。采用抬高金屬板6以設置工作平面，以便通過螺栓等在水泥樓層板上進行粘性減震壁1的摩擦式高強度螺栓連接，且不會損害下橫梁3的底部金屬。采用抬高金屬板6具有一個優點，即當需要拆卸以便更換粘性減震壁1時，這種更換工作非常方便。
粘性減震壁11安裝在抬高金屬板6上，粘性減震壁的底板8和抬高金屬板6的底板連接孔部分9通過高強度螺栓10在一個平面內摩擦連接。同樣的，在粘性減震壁的各側面的凸緣板11和凸緣連接角撐板7通過高強度螺栓10并通過凸緣連接板12在一個平面內摩擦連接，由此使粘性減震壁1和下橫梁3連成一體。
凸緣連接角撐板7經受高強度螺栓的剪力作用，由于在地震過程中粘性減震壁1經受的剪力，發生彎曲力矩，通過使用這種結構，彎曲力矩轉換成垂直力，作用在置于粘性減震壁的兩側面的凸緣板11的一部分上，由此阻止和抑制底板的抬高力和基本上發生在粘性減震壁的邊緣部分上的垂直力。
因此，粘性減震壁1的底板8和抬高金屬板6的底板連接孔部分9與現有技術中一樣屬于底板性質。然而，由于與傳統的粘性減震壁不同而在連接螺栓上不發生張力，加強肋板由少量的、薄的厚度和緊湊的尺寸形成，并形成簡單的連接方式，如圖所示。
角撐板通過焊接在上橫梁4的下凸緣表面上而被固定，并與橫梁的梁腹對齊。
粘性減震壁1的中間板14和角撐板13均被兩拼接板15夾住，并通過高強度螺栓10在兩個平面內的摩擦連接而直接互相連接。此外，在中間板14的兩側端部處設有一對凸緣板16，它們中每一個與角撐板13的一對凸緣板17的每一個通過被兩拼接板18夾住、并通過高強度螺栓10在兩個平面內的摩擦連接而懸置在上橫梁4上，且直接互相連接。粘性減震壁1和上橫梁4通過這些零件連成一體。
在中間板14和角撐板13之間的直接連接中，由于去掉了設置在傳統的中間板上的頂板和懸置在上橫梁上的支架，因此粘性減震壁的高度可以放大，粘性減震材料的剪切面得到增加，由此可以改善阻尼性能。
在使用一個中間板14的例子的情況下描述了粘性減震壁。然而，眾所周知，在粘性減震壁中，還可使用許多中間板的減震壁，以便加強相對于地震力的減震力，在按照本發明用來安裝一粘性減震壁的結構和方法中，粘性減震壁不限于一特定的粘性減震壁，包括中間板的數量。
圖2是粘性減震壁的立體圖。
在附圖所示的粘性減震壁1中，上部敞口的殼體20是由一對直立安裝在底板8上的鋼制側板19和一對安裝在一對側板19兩側的凸緣板11形成的，而中間板14插入殼體20里。粘性材料或粘彈性材料放置在殼體20和中間板14兩側之間的間隙里，這樣提供的結構將使外來的水平力在底板8和中間板14之間被減震。
安裝底板的方法提高了施工的安全性，并有助于現場施工，因為粘性減震壁在運輸、儲存和現場施工過程中可穩定地自立，還因為它們較輕。
雖然底板8從外看與傳統的粘性減震壁相同，但由于它不需要經受垂直力(如上所述)，因此加強肋板以緊湊和簡單的方式形成，并具有薄的厚度。
底板8和凸緣板11上分別設有供高強度螺栓用的螺栓孔21和22，以便分別實現在抬高金屬板里的底板連接孔部分和凸緣連接角撐板里的單平面摩擦型連接。在中間板14的頂部設有供高強度螺栓用的螺栓孔23，以便在中間板14與角撐板13直接連接時實現與拼接板15兩平面摩擦型連接。
圖3顯示了連接中間板和角撐板的一個實施例。
在該實施例里，角撐板13和中間板14直接連接。即，角撐板13和中間板14被兩拼接板15夾住，并通過以平行方式設置在拼接板15上的高強度螺栓10的兩平面摩擦型連接而連接在一起。從而使粘性減震壁1和上橫梁4連成一體。
在角撐板13和中間板14的直接連接中，拼接板15不是必需的，如果角撐板的焊接位置從上橫梁的梁腹的中心向前偏置，上橫梁的梁腹的中心和中間板的中心將互相對齊，角撐板13和中間板14的直接連接也可通過使用高強度螺栓的單平面摩擦型連接實現。
用單平面摩擦型連接可降低成本，因為省去了拼接板。
圖4顯示了連接中間板和角撐板的另一實施例。
在該實施例里，雖然中間板沒有特別的變化，但存在著差別，即各拼接板被分成一中心部分24和一對側邊部分25。在拼接板中心部分24的上下側各設有單排的螺栓孔，而在側邊拼接板25的上下側各設有兩排螺栓孔，以便接受分配的剪切應力。
拼接板的分割不僅在應力分配上是合理的，而且具有可柔性適應由于現場施工的安裝精度引起的角撐板和中間板之間的不均衡性的優點。此外，由于每次安裝的重量可以減輕，因此這種結構具有下述優點，即不需要使用特別的重型機械或設備、而只要操作者的人工力量就可進行操作。
圖5是說明安裝按照本發明的粘性減震壁的方法的分解圖。
安裝操作是通過焊接將未顯示的下橫梁3的柱子與抬高金屬板6連成一體的固定開始的。
其間，通過一對臨時懸接件26將粘性減震壁1的殼體20固定在上橫梁4上。同時，角撐板13和中間板14通過使用一對拼接板15和高強度螺栓而進行兩平面摩擦型連接，從而使它們互相直接連接。
可以看到，基于單平面摩擦型高強度連接的、不需要使用拼接板的直接連接也如同上面所述。
將與粘性減震壁1連成一體的上橫梁4懸吊起來，并設置在一預定位置，使用臨時懸接件26可防止粘性材料經受由于粘性減震壁的重量引起的剪切變形，并確實地固定粘性減震壁，禁止它在懸吊過程中環繞著橫梁的軸線轉動。
通過懸吊可將粘性減震壁安裝在所述金屬板6上。在粘性減震壁1的位置不理想的情況下，使用一間隙調整件、諸如填隙板等，從而使粘性減震壁精確地和穩定地位于所述金屬板6上。
完成定位后，在底板8和底板連接孔部分9之間、以及凸緣板11和凸緣連接角撐板7之間利用高強度螺栓實現單平面摩擦型連接，由此完成粘性減震壁1在主框架結構上的安裝。
此時，卸下上述臨時的懸接件26，這將使粘性減震壁1進入可移動狀態，由此可證明其固有的減震功能，安裝工作至此結束。
圖6是按照本發明的粘性減震壁被以并排方式安裝時的視圖。
一對粘性減震壁1以并排方式安裝在結構5的平面內，該結構是由一對柱子2、下橫梁3和上橫梁4形成的，并與下橫梁3和上橫梁4連成一體。
焊接在下橫梁3的凸緣表面上的抬高金屬板6具有一長度，以允許兩粘性減震壁1放置在上面，且金屬板6與下橫梁3連成一體，一對凸緣連接角撐板7以與圖1中的實施例相同的方式分別固定在抬高金屬板6的兩側。
粘性減震壁1在它們一側互相相對的一對凸緣板11處通過高強度螺栓10而以單平面摩擦連接，將成一體的該組件放置在抬高金屬板6上。
通過高強度螺栓10將各底板8和抬高金屬板6的底板連接孔部分9單平面摩擦連接，以及通過高強度螺栓10和各凸緣連接板12將位于粘性減震壁組件各側的凸緣板11與各凸緣連接角撐板7單平面摩擦連接，使粘性減震壁1一體連接在下橫梁3上。
作為高強度螺栓的剪力，通過接納由于地震過程中一體連接的粘性減震壁承受的剪力引起的彎曲力矩，凸緣連接角撐板7經受底板的抬高力和在粘性減震壁的邊緣部分發生的垂直力，兩角撐板固定在上橫梁4的下凸緣表面上，并以與上述實施例相同的方式與橫梁的梁腹對齊。
各粘性減震壁1的中間板和角撐板被兩拼接板15夾住，并通過高強度螺栓10以兩平面互相摩擦連接，由此使粘性減震壁1與上橫梁4連成一體。
圖7是許多粘性減震壁互相連接的另一實施例。
在粘性減震壁1的各對接凸緣板11上，以與上下橫梁平行的方式設置角撐板27，并在上面設置高強度螺栓孔。
當兩粘性減震壁1連接時，如圖所示，使兩角撐板27互相靠近并由兩拼接板28夾住，然后通過高強度螺栓10在兩平面內互相摩擦連接，由此一體連接并排的粘性減震壁。
在該實施例的情況下，與參考圖6描述的上述實施例中的單件鋼制品形成的抬高金屬板6不同，抬高金屬板6可以互相分離的狀態構成，以便與各粘性減震壁1對應。這樣，在抬高金屬板6的形狀方面，可根據需要在多種形式中選擇。
在該實施例的情況下，由于操作者可在垂直于粘性減震壁的姿態下進行連接操作，因此與凸緣板11直接連接的情況相比，操作者在移動方面具有自由度，這樣，具有安裝工作可以簡單的方式和舒適的姿態進行的優點。
如上所述，用來安裝按照本發明的粘性減震壁的結構不限于安裝單個粘性減震壁，還可以并排的方式安裝多個粘性減震壁。與并排安裝的粘性減震壁的數量無關，通過使在它們互相對接側面上的凸緣板經受單平面摩擦型高強度螺栓連接，整個組件可作為一個粘性減震壁處理。在粘性減震壁固定在上橫梁上時，只需通過在外側凸緣板上固定臨時懸接件，與上橫梁的連接就可得到確保。
權利要求
1.一種用來安裝一粘性減震壁的結構，在該減震壁里，一上端敞口的殼體是通過在一底板上垂直設置一對鋼制側板、并在所述一對側板的兩側設置一對凸緣板形成的，一中間板插入所述殼體，而粘性材料或粘彈性材料充填在它們的間隙部分里，其特征在于，一抬高金屬板固定在一下橫梁的凸緣上，而所述底板和所述各凸緣板分別連接在所述抬高金屬板的上表面上的底板連接孔部分上和所述抬高金屬板的各側面的凸緣連接角撐板上，而所述中間板直接連接在固定于上橫梁的凸緣上的一角撐板上。
2.如權利要求1所述的用來安裝一粘性減震壁的結構，其特征在于，在所述凸緣板和所述凸緣連接角撐板之間的連接是通過凸緣連接角撐板進行的單平面摩擦型高強度螺栓連接。
3.如權利要求1或2所述的用來安裝一粘性減震壁的結構，其特征在于，在所述中間板和懸置在所述上橫梁上的所述角撐板之間的直接連接是單平面摩擦型高強度螺栓連接。
4.如權利要求1或2所述的用來安裝一粘性減震壁的結構，其特征在于，在所述中間板和所述角撐板之間的直接連接是使用一對拼接板進行的兩平面摩擦型高強度螺栓連接。
5.如權利要求4所述的用來安裝一粘性減震壁的結構，其特征在于，所述各拼接板被分割成一中心部分和一對側面部分。
6.一種安裝按照權利要求1至5之一的粘性減震壁的方法，該方法包括以下步驟在所述下橫梁上固定一所述抬高金屬板，所述下橫梁包括所述底板連接孔部分和所述凸緣連接角撐板；通過使所述中間板與懸置在凸緣上的所述角撐板連接、并通過使所述殼體借助一對臨時懸接件與所述上橫梁連接，在所述上橫梁的預定位置一體連接所述粘性減震壁；使所述底板和所述凸緣板分別與所述下橫梁的所述底板連接孔部分和所述凸緣連接角撐板進行摩擦型高強度螺栓連接；以及卸下所述臨時懸接件。
全文摘要
在一種用來安裝一粘性減震壁(1)的結構里，該減震壁里(1)包括一上端敞口的殼體(20)，它是通過在一底板(8)上垂直設置一對鋼制側板、并在一對側板的兩側設置一對凸緣板(11)形成的；一中間板(14)，它插入所述殼體，以及粘性材料，它們充填在間隙部分里。粘性減震壁(1)連接在底板連接孔部分(9)上和一對固定在下橫梁(3)的抬高金屬板(6)的一對凸緣連接角撐板(7)上，而中間板(14)直接連接在固定于上橫梁(4)的一角撐板(13)上。
文檔編號E04B1/98GK1317065SQ99810527
公開日2001年10月10日 申請日期1999年9月1日 優先權日1998年9月2日
發明者磯田和彥 申請人:清水建設株式會社