粘滞钢板剪力墙及其安装方法与流程

本发明专利属于建筑工程领域，具体涉及一种粘滞钢板剪力墙及其施工方法。

背景技术：

钢板剪力墙的类型包括：非加劲钢板墙、加劲钢板墙、组合钢板墙、开洞钢板墙、防屈曲钢板墙等。其中，防屈曲钢板墙主要是利用混凝土板或者钢板来作为钢板墙的面外支撑。而混凝土板作为面外支撑，有以下几点不足：(1)混凝土的重量太大，施工不方便安装；(2)钢板墙的滞回曲线不够饱满，钢板的抗震潜力没有全部发挥。而采用钢板作为面外支撑时，如典型的“三层钢板”即“钢板支撑+内填钢板+钢板支撑”的结构，外侧的2个钢板的作用类似于加劲肋，其缺点在于：地震作用下声响较大，钢板的面外支撑强度不如混凝土好。

技术实现要素：

本发明的目的是一种粘滞型钢板剪力墙及其安装方法，以解决现有技术中三层钢板墙存在的地震荷载下声响较大、钢板墙抗震潜力发挥不足的技术问题。

本发明的技术方案是：一种粘滞钢板剪力墙，包括钢箱体和钢箱体内的内填钢板(3)，所述钢箱体下部固定在梁上，上部自由，其内部填充有粘滞阻尼液(5)，粘滞阻尼液在室温状态下呈半固态半液态；

所述中间内填钢板(3)上、下侧固定在上侧、下侧梁上，左、右两侧与钢箱体之间保留间隙；

所述与中间内填钢板(3)平行方向的两侧为钢箱体的钢板(2)，所述钢板(2)的下部固定在下侧的梁上，上部保持自由；

所述内填钢板(3)与上侧的梁(1)通过鱼尾板连接，下侧通过锁定装置(6)与下侧的梁(1)连接；其中，锁定装置(6)包括：鱼尾板和螺栓，在多遇地震、常遇地震下，中间钢板与鱼尾板连接完好，在罕遇地震时，螺栓能够被剪断，中间内填钢板(3)随同上部梁(1)一起运动，与粘滞阻尼液(5)形成速度差；

内填钢板(3)的外侧设置加劲肋钢板(3-2)且加劲肋钢板(3-2)上设置水平通孔，加劲肋钢板(3-2)与钢箱体的钢板(2)在正常状态下柔性接触。

进一步，所述锁定装置(6)的螺栓采用脆性材料制成。

进一步，述钢箱体的钢板(2)采用l型，其上端设置有背离中间内填钢板(3)的水平板，所述水平板上端均与型钢(4)采用螺栓螺母连接组件连接，在型钢(4)的下侧设置有密封装置(7)；型钢(4)采用l形。

进一步，所述钢箱体的钢板(2)的内侧设置有橡胶板，以避免加劲肋钢板(3-2)与钢板(2)之间的硬接触。

进一步，在中间钢板(3)的左、右侧钢板(2)上设置预应力螺栓组件(8)，预应力螺栓采用两端粗、中间细的结构，两端通过螺母固定；预应力螺栓穿过内填钢板(3)的部分设置有水平滑动槽(3-1)；所述水平滑动槽(3-1)、预应力螺栓在内填钢板上呈梅花型分布。

粘滞钢板剪力墙的的安装方法，包括以下步骤：

(1)安装内填钢板：在上、下梁固定内填钢板，内填钢板与上侧梁之间通过l型型钢连接，与下侧梁之间通过鱼尾板和螺栓连接；所述螺栓能够在罕遇地震下断开；

(2)安装粘滞阻尼液钢箱体：包括在内填钢板的两侧安装钢板，钢板与内填钢板之间设置螺栓组件，螺栓组件施加预应力，然后填充粘滞阻尼液；

(3)施工密封装置：在内填钢板与左、右侧钢板之间放入水平板，水平板置于粘滞阻尼液上；然后，在钢板的顶部设置密封装置，内填钢板、及其左右的钢箱体的钢板与密封装置的接触面设置有花纹，以提高摩擦力；完成上述工作后，在密封装置的上侧设置l形型钢，采用l形型钢的水平侧与钢板采用螺栓螺母连接组件连接，l形型钢的竖向侧与内填钢板贴合。

进一步，所述中间内填钢板采用波浪型压型钢板。

进一步，中间内填钢板(3)与下侧梁的连接方式为：钢箱体还包括底部钢板(10)，锁定装置(6)的鱼尾板设置在底部钢板(10)上，内填钢板(3)与底部钢板(10)上的锁定装置(6)的鱼尾板连接；与中间内填钢板(3)平行方向的两侧为钢箱体的钢板(2)也固定在底部钢板(10)上。

中间内填钢板(3)与上侧梁(1)的连接方式：内填钢板(3)上固定连接有一顶端水平钢板(9)，顶端水平钢板(9)与上侧梁(1)通过螺栓连接组件连接。

进一步，粘滞阻尼墙的安装方法还包括：在安装时，首先在底部钢板(10)上设置锁定装置(6)的鱼尾板，两边焊接钢箱体的钢板(2)；然后将内填钢板(3)与其上侧的顶端水平钢板(9)也焊接在一起，将中间内填钢板(3)的下侧与锁定装置(6)中的鱼尾板连接起来；上述工作完成后，吊装到下侧梁上，底部钢板(10)通过螺栓与下侧梁连接在一起，然后再吊装上侧梁，通过螺栓将上侧梁与中间内填钢板(3)上方的水平钢板(9)连接在一起。

采用上述技术方案，与现有技术相比，本发明的有益效果为：

第一，与粘滞阻尼墙相比，本申请的内填钢板上、下与框架结构固定，在地震方向为面外方向时，也能够承担地震荷载。

第二，与钢板剪力墙相比，本申请的内填钢板的面外支撑为：加劲肋钢板+钢箱体钢板+粘滞阻尼液；相比较“三层钢板墙”而言，粘滞阻尼液的加入还具有一定的隔音效果。

第三，本申请在罕遇地震作用下，中间内填钢板的下侧主动断开连接，通过粘滞阻尼液来进行继续耗能。

附图说明

图1：实施例一的结构剖面图。

图2：实施例一的结构平面图。

图3：实施例三的结构剖面图。

图4：实施例三的中间内填钢板的水平滑动槽的示意图。

图5：实施例五的结构剖面图。

具体实施方式

结合附图，对本发明的技术方案进行进一步详细的说明。

实施例一：如图1-2所示，一种粘滞钢板剪力墙，包括钢箱体和钢箱体内的内填钢板3，所述钢箱体下部固定在梁上，上部自由，其内部填充有粘滞阻尼液5，粘滞阻尼液在室温状态下呈半固态半液态；

所述中间内填钢板3上、下侧固定在上、下两梁上，左、右两侧与钢箱体之间保留间隙；

所述与中间内填钢板3平行方向的两侧为钢箱体的钢板2，所述钢板2的下部固定在下侧的梁上，上部保持自由；

所述内填钢板3与上侧的梁1通过鱼尾板连接，下侧通过锁定装置6与下侧的梁1连接；其中，锁定装置6包括：鱼尾板和螺栓，其中，螺栓采用脆性材料，如玻璃；在多遇地震、常遇地震下，中间钢板与鱼尾板连接完好，此时的结构以钢板剪力墙耗能为主；在罕遇地震时，螺栓被剪断，中间钢板3随同上部梁1一起运动，与粘滞阻尼液5形成速度差，此时的结构耗能以粘滞阻尼墙为主；

内填钢板3的外侧设置加劲肋钢板3-2且加劲肋钢板3-2上设置水平通孔，加劲肋钢板3-2与钢箱体的钢板2在正常状态下柔性接触，加劲肋钢板3-2的作用包括：一是其本身限制内填钢板的变形；二是通过与钢箱体的钢板2接触，钢板2也为内填钢板提供面外支撑；三是，在大震作用下，内填钢板的锁定装置断裂后，设置了水平通孔的加劲肋能够增加了与粘滞阻尼液的接触面积，提高阻尼效果。

上述设计的优点在于：第一，本发明与粘滞阻尼墙相比，本发明中的中间钢板下部与梁连接在一起，能够提高建筑的初始抗侧刚度；另外，当建筑物在地震方向发生在面外时，也能够承担面外地震荷载。第二，与钢板剪力墙相比，钢板剪力墙内填钢板在大震作用下面外屈曲是破坏的主要原因，其一旦发生面外屈曲，基本丧失耗能能力。以往的设计思路都是集中在如何进一步提高其面外支撑强度上。而本发明在大震地震作用时，中间内填钢板通过锁定装置的螺栓的剪断，避免了其面外屈曲，进一步发挥出抗震潜能。第三，本发明在中震下采用钢板剪力墙作为抗震，面外支撑为：加劲肋钢板+钢箱体+粘滞阻尼液来作为其面外支撑；在大震作用时，通过锁定装置的螺栓破坏，内填钢板主动与下部的梁断开，通过与粘滞阻尼液来进行耗能；综合了钢板剪力墙和粘滞阻尼墙的优势。第四，相对于“三层钢板剪力墙”，本发明在钢板之间由于存在半固态的粘滞阻尼液，具有一定的隔音效果。

实施例二：所述钢箱体的钢板2采用l型，其上端设置有背离中间内填钢板3的水平板，所述水平板上端均与型钢4采用螺栓螺母连接组件连接，在型钢4的下侧设置有密封装置7。所述钢箱体的钢板2的内侧设置有橡胶板，以避免加劲肋钢板3-2与钢板2之间的硬接触。

实施例三：如图3-4所示：在中间钢板3的左、右侧钢板2上设置预应力螺栓组件8。预应力螺栓采用两端粗、中间细的结构，两端通过螺母固定。所述预应力螺栓穿过内填钢板3的部分设置有水平滑动槽3-1；所述水平滑动槽3-1、预应力螺栓在内填钢板上呈梅花型分布。

上述设计的优点在于：钢板采用预应力螺栓连接，保证钢箱体对内填钢板的面外支撑。此外，预应力螺栓采用两端粗、中间细的结构，可以较少水平滑动槽的大小。

实施例三的安装过程：

(1)安装内填钢板3：在上、下梁固定内填钢板3，内填钢板3与上侧梁之间通过l型型钢连接，与下侧梁之间通过鱼尾板和螺栓连接；所述螺栓能够在罕遇地震下断开；

(2)安装粘滞阻尼液钢箱体：包括在内填钢板3的两侧安装钢板2，钢板2与内填钢板3之间设置螺栓组件，螺栓组件施加预应力，然后填充粘滞阻尼液；

(3)施工密封装置：在内填钢板3与左、右侧钢板2之间放入水平板2-1，水平板2-1置于粘滞阻尼液上；然后，在钢板2的顶部设置密封装置7，内填钢板3、及其左右的钢板2与密封装置7的接触面设置有花纹，以提高摩擦力；完成上述工作后，在密封装置7的上侧设置l型钢4，采用l型钢4的水平侧与钢板2采用螺栓螺母连接组件连接，l型钢4的竖向侧与内填钢板3贴合。

实施例四：与实施例一的不同之处，在于所述内填钢板3采用波浪型压型钢板。

实施例五：如图5所示，与实施例一的不同之处在于：内填钢板3与上、下侧梁1的连接方式不同：内填钢板3与下侧梁1的连接方式：钢箱体还包括底部钢板10，锁定装置6的鱼尾板设置在底部钢板10上，内填钢板3与底部钢板10上的锁定装置6的鱼尾板连接；与中间内填钢板3平行方向的两侧为钢箱体的钢板2也固定在底部钢板10上；内填钢板3与上侧梁1的连接方式：内填钢板3上固定连接有一顶端水平钢板9，顶端水平钢板9与上侧梁1通过螺栓连接组件连接；在安装时，首先在底部钢板10上设置锁定装置6的鱼尾板，两边焊接钢板2；然后将内填钢板3与其上侧的顶端水平钢板9也焊接在一起，将内填钢板3的下侧与锁定装置6中的鱼尾板连接起来；上述工作完成后，吊装到下侧梁上，底部钢板10通过螺栓与下侧梁连接在一起，然后再吊装上侧梁，通过螺栓将上侧梁与内填钢板3上方的水平钢板9连接在一起。

本发明中的实施例五的结构以及安装方法主要适用于钢框架结构，内填钢板-粘滞墙可以作为单独的一个的结构模块，便于吊装等方式安装。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明本受上述实施例的限制，上述实施例和说明书描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本发明要求保护的范围内。