一种无附加质量块的性能可恢复质量调谐减震结构的制作方法

本发明涉及减震结构技术领域，特别是涉及一种无附加质量块的性能可恢复质量调谐减震结构。

背景技术

近年来质量调谐阻尼器(tmd)作为一种消能减震装置得到了越来越广泛的应用，其良好的工作性能也得到大量工程的验证。调谐质量阻尼器是由质量块，弹簧与阻尼系统组成，即通过弹簧和质量块将其振动频率调至结构频率的附近，从而改变建筑结构的共振特性，利用阻尼系统耗散输入地震能量，以达到减震的作用。

目前的工程结构领域中主要采用滑轨式调谐质量阻尼器和悬挂式调谐质量阻尼器两种。其中，滑轨式调谐质量阻尼器通过设置滑动轨道和弹簧系统，使质量块在滑动轨道上按照设定的频率运动，并按照阻尼器耗能地震能量。该技术对滑动轨道的摩擦系数要求非常严格，如果摩擦系数太大，将出现质量块无法滑动的情况。悬挂式调谐质量阻尼器一般为单摆构造，可通过调节摆长和质量块质量来调整频率。但该技术一方面占用空间大、构造复杂、工程造价高，另一方面，悬挂质量块的结构一旦失效，跌落的质量块将对结构造成破坏，造成安全隐患。

传统的调谐质量阻尼器重量大，设置在结构上不仅增加结构竖向荷载甚至有可能会使结构的动力反应增大，且不便调整阻尼装置的调谐频率，安装难度大，工程造价高。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种无附加质量块的性能可恢复质量调谐减震结构，以解决上述现有技术存在的问题，使得质量调谐减震结构中无需额外增加质量块，提高质量调谐减震结构的安全性，降低质量调谐减震结构的成本，提高减震效果并达到可迅速恢复的目的。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种无附加质量块的性能可恢复质量调谐减震结构，包括上钢筋混凝土楼盖、钢筋混凝土柱和下钢筋混凝土楼盖，所述钢筋混凝土柱的顶端与所述上钢筋混凝土楼盖固连，所述钢筋混凝土柱的底端与所述下钢筋混凝土楼盖固连；所述钢筋混凝土的顶部和底部分别固设有减震单元；所述减震单元包括固定套接在所述钢筋混凝土上的钢板桶，若干个沿所述钢板桶的周向布置的软钢阻尼器，所述软钢阻尼器中竖直设置的软钢板一端与所述钢板桶连接、另一端与t形连接板连接，所述t形连接板的另一端与所述上钢筋混凝土楼盖中的锚固梁或所述下钢筋混凝土楼盖中的锚固梁连接。

优选地，所述上钢筋混凝土楼盖中的锚固梁和所述下钢筋混凝土楼盖中的锚固梁均对应所述钢筋混凝土柱设置有凹槽。

优选地，所述钢板桶呈一端封闭的方形筒，包括四个竖直的侧钢板和一个水平钢板，相邻的两个所述侧钢板焊接在一起，所述水平钢板与相邻的所述侧钢板焊接在一起。

优选地，所述钢板桶四个内侧壁均匀且对称地焊接有若干个水平的栓钉，且所述钢板桶与所述钢筋混凝土柱浇筑在一起。

优选地，所述侧钢板与所述水平钢板之间还设置有钢板加强肋。

优选地，每个所述软钢阻尼器包括两个具有间隔的所述软钢板和一个连接固定板，两个所述软钢板均焊接在所述连接固定板上；所述软钢板与焊接在所述侧钢板外侧的钢板固定板通过摩擦型高强螺栓连接，所述钢板固定板竖直且与所述侧钢板垂直。

优选地，所述软钢板沿竖直方向间隔、均匀地设置有若干个水平槽。

优选地，所述t形连接板包括t形钢板和设置在所述t形钢板远离所述软钢阻尼器的一面的、连接所述t形钢板的上钢板和下钢板的连接加强肋，所述t形钢板的上钢板与所述连接固定板通过摩擦型高强螺栓连接。

优选地，所述t形钢板的下钢板通过螺杆安装在所述锚固梁上，所述锚固梁远离所述下钢板的一面与所述螺杆的螺帽之间设置有钢垫板。

本发明无附加质量块的性能可恢复质量调谐减震结构相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明无附加质量块的性能可恢复质量调谐减震结构的结构简单、成本低，减震效果好且能够迅速恢复性能。本发明无附加质量块的性能可恢复质量调谐减震结构利用结构自身质量实现质量调谐减震，无需附加额外的质量块，节省了附加质量的额外造价及其对结构竖向承载力的不利影响；利用对结构顶层的改造，形成的调谐质量块，质量比高，减震效果好；改造后的顶层自带阻尼耗能，无需额外附加阻尼器，大大降低造价；当发生大地震时，软钢板塑性相对较好，产生竖向剪切变形，结构顶层发生摇摆，减小了结构受到的地震作用，地震后，可将损坏的软钢阻尼器取下替换为完好的软钢阻尼器，实现震后快速修复，结构整体使用功能不受影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明无附加质量块的性能可恢复质量调谐减震结构的立面示意图；

图2为图1所示本发明无附加质量块的性能可恢复质量调谐减震结构的顶层的结构示意图；

图3为图2所示本发明无附加质量块的性能可恢复质量调谐减震结构的1-1剖视图；

图4为图3所示本发明无附加质量块的性能可恢复质量调谐减震结构的2-2剖视图；

图5为图3所示本发明无附加质量块的性能可恢复质量调谐减震结构的3-3剖视图；

图6为图3所示本发明无附加质量块的性能可恢复质量调谐减震结构的4-4剖视图；

其中，10—钢筋混凝土柱，20—钢板桶，21—侧钢板，22—水平钢板，23—钢板加强肋，24—栓钉，25—钢板固定板，30—软钢阻尼器，31—软钢板，32—水平槽，33—连接固定板，40—t形连接板，41—t形钢板，42—连接加强肋，50—上钢筋混凝土楼盖，51—锚固梁，52—框架梁，53—凹槽，54—螺杆，55—钢垫板，60—摩擦型高强螺栓。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种无附加质量块的性能可恢复质量调谐减震结构，以解决现有技术存在的问题，使得质量调谐减震结构中无需额外增加质量块，提高质量调谐减震结构的安全性，降低质量调谐减震结构的成本，提高减震效果并达到可迅速恢复的目的。

本发明提供一种无附加质量块的性能可恢复质量调谐减震结构，包括上钢筋混凝土楼盖、钢筋混凝土柱和下钢筋混凝土楼盖，所述钢筋混凝土柱的顶端与所述上钢筋混凝土楼盖固连，所述钢筋混凝土柱的底端与所述下钢筋混凝土楼盖固连；所述钢筋混凝土的顶部和底部分别固设有减震单元；所述减震单元包括固定套接在所述钢筋混凝土上的钢板桶，若干个沿所述钢板桶的周向布置的软钢阻尼器，所述软钢阻尼器中竖直设置的软钢板一端与所述钢板桶连接、另一端与t形连接板连接，所述t形连接板的另一端与所述上钢筋混凝土楼盖中的锚固梁或所述下钢筋混凝土楼盖中的锚固梁连接。

本发明无附加质量块的性能可恢复质量调谐减震结构的结构简单、成本低，减震效果好且能够迅速恢复性能。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-6所示，本发明提供一种无附加质量块的性能可恢复质量调谐减震结构，包括上钢筋混凝土楼盖50、钢筋混凝土柱10和下钢筋混凝土楼盖，钢筋混凝土柱10的顶端与上钢筋混凝土楼盖50中的锚固梁51固连，钢筋混凝土柱10的底端与下钢筋混凝土楼盖中的锚固梁51固连；上钢筋混凝土楼盖50中的锚固梁51和下钢筋混凝土楼盖中的锚固梁51均对应钢筋混凝土柱10设置有凹槽53。

钢筋混凝土的顶部和底部分别固设有减震单元；减震单元包括固定套接在钢筋混凝土上的钢板桶20，在本实施例中钢板桶20呈一端封闭的方形筒，包括四个竖直的侧钢板21和一个水平钢板22，相邻的两个侧钢板21焊接在一起，水平钢板22与相邻的侧钢板21焊接在一起，且侧钢板21与水平钢板22之间还设置有钢板加强肋23。钢板桶20的四个内侧壁均匀且对称地焊接有若干个水平的栓钉24，且钢板桶20与钢筋混凝土柱10浇筑在一起，栓钉24的具体数量需根据实际需要进行确定。

钢板桶20的每个侧钢板21均连接有一个软钢阻尼器30，软钢阻尼器30包括两个具有间隔的软钢板31和一个连接固定板33，两个软钢板31均焊接在连接固定板33上，软钢板31沿竖直方向间隔、均匀地设置有若干个水平槽32，水平槽32的宽度和相邻水平槽32之间的间距需根据实际需要进行计算获得；软钢板31一端与焊接在侧钢板21外侧的钢板固定板25通过摩擦型高强螺栓60连接，钢板固定板25竖直且与侧钢板21垂直；软钢板31另一端与连接固定板33连接。

t形连接板40包括t形钢板41和设置在t形钢板41远离软钢阻尼器30的一面的、连接t形钢板41的上钢板和下钢板的连接加强肋42，t形钢板41的上钢板与连接固定板33通过摩擦型高强螺栓60连接；t形钢板41的下钢板通过螺杆54安装在锚固梁51上，锚固梁51远离下钢板的一面与螺杆54的螺帽之间设置有钢垫板55；锚固梁51上对应螺杆54预留有孔洞，螺杆54穿过t形钢板41下钢板的螺杆54空、锚固梁51上的预留孔洞及钢垫板55与螺帽连接。

在本实施例中，上钢筋混凝土楼盖50、钢筋混凝土柱10、钢板桶20、软钢阻尼器30和t形连接板40都在工厂预制，因此可提高制作精度并减少施工周期。钢筋混凝土楼盖50的预制工序如下：先根据楼板尺寸、框架梁52尺寸和锚固梁51尺寸制作模板，制作模板时，在钢筋混凝土柱10顶部和底部对应的位置预留凹槽53，在锚固梁51中对应t形钢板41下钢板螺杆孔的位置预留孔洞，然后在相应的位置绑扎钢筋，最后进行混凝土浇筑。

钢筋混凝土柱10和钢板桶20的预制工序如下：先把钢板桶20四个侧钢板21和一个水平钢板22焊接在一起，接着在侧钢板21和水平钢板22焊接处焊接钢板加劲肋23，在四个侧钢板21外侧按照一定间距分别焊接两块与侧钢板21垂直的钢板固定板25，根据实际情况，在四个侧钢板21的内侧均匀对称焊接多个栓钉24；根据钢筋混凝土柱10尺寸制作柱模板，绑扎柱钢筋，最后将钢筋混凝土柱10和钢板桶20整体浇筑在一起。

本实施例无附加质量块的性能可恢复质量调谐减震结构的具体装配工序如下：将下钢筋混凝土楼盖吊装到相应位置，再将整浇的钢筋混凝土柱10和钢板桶20吊装到下钢筋混凝土楼盖的凹槽53内，再将上钢筋混凝土楼盖50吊装到钢筋混凝土柱10上，通过螺杆54穿过锚固梁51中的预留孔洞和螺杆孔与t形连接板40和钢垫板55相连，最后将可拆卸的软钢阻尼器30的连接固定板33与t形钢板41上钢板通过摩擦型高强螺栓60相连，软钢阻尼器30的软钢板31与钢板桶20的钢板固定板25通过摩擦型高强螺栓60相连。

在本实施例无附加质量块的性能可恢复质量调谐减震结构利用结构自身质量实现质量调谐减震，无需附加额外的质量块，节省了附加质量的额外造价及其对结构竖向承载力的不利影响；利用对结构顶层的改造，形成的调谐质量块，质量比高，减震效果好；改造后的顶层自带阻尼耗能，无需额外附加阻尼器，大大降低造价；当发生大地震时，软钢板31塑性相对较好，产生竖向剪切变形，耗散了地震能量，结构顶层发生摇摆，减小了结构受到的地震作用，地震后，可将损坏的软钢阻尼器30取下替换为完好的软钢阻尼器30，实现震后快速修复，结构整体使用功能不受影响。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。