一种带粘滞阻尼器的装配式消能减震支撑装置的制作方法

本发明涉及一种装配式消能减震支撑装置，具体的是涉及一种带粘滞阻尼器的装配式消能减震支撑装置，主要是应用于建筑、桥梁、铁路等结构的消能减震，达到耗散难以预料的地震能量，属于建筑工程抗震技术领域。

背景技术：

由于我国城市化进程的加速，城市人口密度不断增加，城市建筑物的高度、广度和复杂程度一直在不断地刷新记录，面对我国地震灾害频繁发生对国民经济发展与人民生命安全造成的巨大威胁，为了避免或减轻地震灾害对建筑结构的影响，自二十世纪七十年代以来，人们开始逐步地把软钢、粘滞阻尼器等应用到建筑、桥梁、铁路等结构工程中，利用阻尼器来耗散难以预料的地震能量。

随着现代化社会发展对城市建筑物高度、广度、复杂程度和建筑物消能减震能力需求的日益提高，传统的单一消能减震技术已逐步被两种或两种以上单位的组合型消能减震技术替代。由于组合型消能减震技术具有多种消能减震技术的优点，且减震设计更具灵活性与多样性，更能适合现代化城市发展的时代需求，和满足人们对建筑物的主观愿望。

同时，由于时代和人民对建筑物的客观需求，现代消能减震技术的发展要求消能减震技术朝着具有设计灵活性，功能多样性，减震装置要构造简单能工业化生产，安装要简便快捷，使用期间要便于监测，损坏后要能快速更换等方向发展。

而公告号为cn106088386a的发明专利提出一种高效剪刀撑阻尼器布置机构，该阻尼器布置机构通过对角线的方式进行振动反应的传递，虽然传力路径较为明确，其位移放大系数能达到4.0左右，具有一定的消能减震效果，但其连杆与建筑物之间通过刚性连接，承载力较弱，当建筑物受水平力作用时，连接节点易损坏；其连杆与建筑物之间通过刚性连接，连接节点损坏后更换繁琐，加大施工人员的劳动强度的同时也达不到较好的减震效果，更重要的是存在较大的安全隐患；同时，该机构仅仅只是布置有一种类型的阻尼器，属于单功能减震装置，功能单一。

因此，需研制一种设计灵活、功能多样、构造简单、全装配式、安装简便、震后损坏易更换、安装难度小、造价低、实施效果好的一种带粘滞阻尼器的装配式消能减震支撑装置是解决上述技术问题的关键所在。

技术实现要素：

针对上述背景技术中存在的诸多缺陷与不足，本发明对此进行了改进和创新，目的在于提供一种可装配化高，结构简单合理，施工速度快，施工成本低，实施效果好，施工质量可靠，能有效确保安装精确度，保证建筑物的抗震性能有效发挥，达到消能减震的目的。

本发明另一个发明目的是构造简单，全装配式，安装简便，震后损坏易更换，安装难度小，造价低，运输容易的特点，施工适用范围广，可以广泛运用于有抗震要求的框架混凝土结构建筑。

为解决上述问题并达到上述的发明目的，本发明一种带粘滞阻尼器的装配式消能减震支撑装置是通过采用下列的设计结构以及采用下列的技术方案来实现的：

作为本发明一种带粘滞阻尼器的装配式消能减震支撑装置的改进，它包括彼此呈相对布置的两根支撑件(1)，两根支撑件(1)的两端连接处活动连接有固定支座(2)，固定支座(2)用于连接建筑物(4)，在两根支撑件(1)之间还设有数个粘滞阻尼器(3)。

作为本发明上述的改进，所述支撑件(1)上设有多个用于安装粘滞阻尼器(3)的固定铰支座(11)，固定铰支座(11)设置于支撑件(1)的内侧。

作为本发明上述的进一步改进，所述固定铰支座(11)的形状大小相同或形状相同、大小不同。

作为本发明上述的更进一步改进，所述支撑件(1)整体为长条状的弧形构件或者曲线形构件，在该弧形构件或者曲线形构件的两端延伸设有连接片(12)，连接片(12)上开设有贯通正反面的连接孔。

作为本发明上述的又进一步改进，在两根支撑件(1)之间还设有至少两个粘滞阻尼器(3)，两个粘滞阻尼器(3)彼此呈平行设置。

作为本发明上述的再进一步改进，所述粘滞阻尼器(3)一端连接其中一根支撑件(1)，另一端连接另外一根支撑件(1)。

作为本发明上述的再更进一步改进，所述粘滞阻尼器(3)一端通过螺栓组件可拆卸连接设置于其中一根支撑件(1)上的固定铰支座(11)上，另一端通过螺栓组件可拆卸连接设置于另外一根支撑件(1)上的固定铰支座(11)上。

作为本发明上述的又再更进一步改进，所述固定支座(2)包括l形结构的支撑板(21)和安装板(22)以及锚固构件(23)，其中，在支撑板(21)上端端面两侧对称设有弧形安装板(22)，安装板(22)上开设有安装孔；在支撑板(21)下端端面上设有多个锚固构件(23)，锚固构件(23)为栓钉。

作为本发明上述的又再更加进一步改进，所述活动连接为铰接连接、螺纹连接、卡口连接、插拔连接或者是通过螺栓组件连接。

作为本发明上述的还更加进一步改进，在支撑件(1)和固定支座(2)以及粘滞阻尼器(3)的外表面上均从内至外依序喷涂有注塑层和防锈层以及防水层。

工作原理是：上述设计结构的一种带粘滞阻尼器的装配式消能减震支撑装置在进行使用之前，需要将本发明一种设计结构的支撑装置加以制作并进行安装作为备用。

为了便于理解，在这里应当说明的是，在本发明中，建筑物(4)包括建筑框架柱和建筑框架梁。

制作时，本发明可以在工厂加工制作，构成本发明的支撑件(1)和固定支座(2)以及粘滞阻尼器(3)三个构成部件均按照施工实际需要的型号尺寸进行制作，制作合格后，施工人员只需将其运输至指定的施工地点待为安装，实现装配式制造、运输和生产的过程。

安装时，施工人员只需在上述已经制作完成的其中两根支撑件(1)之间通过螺栓组件可拆卸地安装两个粘滞阻尼器(3)，各粘滞阻尼器(3)一端均连接其中一根支撑件(1)，另一端均连接另外一根支撑件(1)，两个粘滞阻尼器(3)安装完成后，即完成了本发明一种带粘滞阻尼器的装配式消能减震支撑装置的安装，安装完成后即可正常使用，并实现如图11所示带粘滞阻尼器的装配式消能减震支撑装置在水平力(包括：水平地震作用或风荷载)作用下工作原理。

使用之前，施工人员只需将本发明搬运至指定的施工现场进行固定安装，固定安装时，施工人员需要按照施工的标准要求预先将本发明的两个固定支座(2)预埋于建筑物(4)上，该两个固定支座(2)分别预埋于建筑物(4)的任意两个斜对的对角处，且固定支座(2)位于建筑框架柱(41)与建筑框架梁(42)的连接节点处。

使用时，将上述安装完成的带有两个粘滞阻尼器(3)的两根支撑件(1)的两端分别采用高强度螺栓将两根支撑件(1)的两端部固定于两个固定支座(2)上，端部通过紧固螺母紧固为一整体结构，从而将本发明一种带粘滞阻尼器的装配式消能减震支撑装置装在钢筋混凝土框架结构或钢框架结构中，随后浇筑混凝土，从而实现可更好地应用于钢筋混凝土和钢框架结构的消能减震。

最后，随着时间的推移，当长时间使用后，致使本发明发生损坏时，需要将其进行拆除，拆除时，仅需要通过卸掉螺栓拆除损坏的人字形装配式组合型消能减震支撑装置的组成部件，并加以更换，没有损坏的可以继续使用。

本发明与现有技术相比所产生的有益效果是：

1、本发明可装配化高，结构简单合理，施工速度快，施工成本低，实施效果好，施工质量可靠，能有效确保安装精确度，保证建筑物的抗震性能有效发挥，通过粘滞阻尼器和软钢两种阻尼器的结合使用，达到混合消能减震的目的；

2、本发明构造简单，全装配式，安装简便，震后损坏易更换，安装难度小，造价低，运输容易的特点，施工适用范围广，可以广泛运用于有抗震要求的框架混凝土结构建筑；

3、本发明的曲线形软钢支撑件具有初始曲率，适当设计曲率半径，在受地震作用力后，小震时容易发生弹性变形耗散地震能量，中大震时容易发生塑性屈曲变形耗散地震能量，达到消能减震的目的；

4、本发明的粘滞阻尼器能减缓曲线形软钢支撑件的损伤，并有效耗散地震作用输入到曲线形软钢支撑件的地震作用力，使曲线形软钢支撑件有较大的变形性能，与单独的软钢减震支撑相比具有更大的耗能能力和更好的设计灵活性，可更好地应用于钢筋混凝土和钢框架结构的消能减震；

5、本发明具有构造简单，全装配式，安装简便，震后损坏易更换，安装难度小，造价低，运输容易的特点，适用于钢筋混凝土和钢框架结构的消能减震支撑。

6、本发明施工适用范围广，可以广泛运用于有抗震要求的框架混凝土结构建筑；施工质量可靠，能有效确保安装精确度，保证建筑物的抗震性能的有效发挥；

7、本发明构造简单，施工操作便利，可操作性强，可装配化高，施工速度快，施工成本低和实施效果好等优点；

8、本发明设计灵活、功能多样表现为充分利用粘滞阻尼器和型钢(软钢)阻尼器两种耗能减震阻尼器的混合消能减震，实现更灵活的设计，达到多样化的减震目的。

9、本发明的外部上涂防锈漆和防水层，因此可以防止生锈的同时也延长了整个装置的使用寿命，实现环保的同时也节省了资源，保证施工安全。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的整体分解结构示意图之一；

图3是本发明的整体分解结构示意图之二；

图4是本发明的支撑件(1)部件的整体结构示意图；

图5是本发明的支撑件(1)部件的局部放大结构示意图；

图6是本发明的固定支座(2)部件的整体结构示意图；

图7本发明的粘滞阻尼器(3)部件的整体结构示意图；

图8是本发明的使用状态示意图之一；

图9是本发明的使用状态示意图之二；

图10是本发明的连接状态局部放大结构示意图；

图11是本发明装置在水平力作用下未受力的一种使用状态示意图；

图12是本发明装置在水平力作用下左侧受力的一种使用状态示意图；

图13是本发明装置在水平力作用下右侧受力的一种使用状态示意图；

其中，图中标号：1—支撑件，11—固定铰支座，12—连接片；

2—固定支座，21—支撑板，22—安装板，23—锚固构件；

3—粘滞阻尼器；

4—建筑物。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创造特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图以及具体实施方式对本发明的技术方案作更进一步详细的说明，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如说明书附图所示的一种带粘滞阻尼器的装配式消能减震支撑装置，它包括彼此呈相对布置的两根支撑件1，两根支撑件1的两端连接处活动连接有固定支座2，固定支座2用于连接建筑物4，在两根支撑件1之间还设有数个粘滞阻尼器3。

进一步的，支撑件1上设有多个用于安装粘滞阻尼器3的固定铰支座11，固定铰支座11设置于支撑件1的内侧。

具体的，固定铰支座11的形状大小相同或形状相同、大小不同。

进一步的，支撑件1整体为长条状的弧形构件或者曲线形构件，在该弧形构件或者曲线形构件的两端延伸设有连接片12，连接片12上开设有贯通正反面的连接孔。

支撑件1为曲线形软钢小梁，该曲线形软钢小梁具有初始曲率，适当设计曲率半径，在受地震作用力后，小震时容易发生弹性变形耗散地震能量，中大震时容易发生塑性屈曲变形耗散地震能量；截面可以灵活设计成工字型截面、矩形或方形截面。

进一步的，在两根支撑件1之间还设有至少两个粘滞阻尼器3，两个粘滞阻尼器3彼此呈平行设置。

进一步的，粘滞阻尼器3一端连接其中一根支撑件1，另一端连接另外一根支撑件1。

具体的，粘滞阻尼器3一端通过螺栓组件可拆卸连接设置于其中一根支撑件1上的固定铰支座11上，另一端通过螺栓组件可拆卸连接设置于另外一根支撑件1上的固定铰支座11上。

在本发明中，粘滞阻尼器3端部焊接有连接节点，截面可以是圆形或方形，能发生轴向缓慢的拉伸和压缩变形，在受地震作用力后，可发生轴向伸缩变形而耗散地震能量。

进一步的，所述固定支座2包括l形结构的支撑板21和安装板22以及锚固构件23，其中，在支撑板21上端端面两侧对称设有弧形安装板22，安装板22上开设有安装孔；在支撑板21下端端面上设有多个锚固构件23，锚固构件23为栓钉。

进一步的，活动连接为铰接连接、螺纹连接、卡口连接、插拔连接或者是通过螺栓组件连接。

进一步的，在支撑件1和固定支座2以及粘滞阻尼器3的外表面上均从内至外依序喷涂有注塑层和防锈层以及防水层。

具体的，在注塑层上注塑有高分子耐磨材料；所述防锈层包括环氧富锌底漆和氯化橡胶面漆以及位于环氧富锌底漆和氯化橡胶面漆之间的环氧云铁中间漆；所述防水层为聚氨酯防水涂料。

综上所述，本发明更为具体的实施方式是：

上述设计结构的一种带粘滞阻尼器的装配式消能减震支撑装置在进行使用之前，需要将本发明一种设计结构的支撑装置加以制作并进行安装作为备用。

为了便于理解，在这里应当说明的是，在本发明中，建筑物4包括建筑框架柱和建筑框架梁。

制作时，本发明可以在工厂加工制作，构成本发明的支撑件1和固定支座2以及粘滞阻尼器3三个构成部件均按照施工实际需要的型号尺寸进行制作，制作合格后，施工人员只需将其运输至指定的施工地点待为安装，实现装配式制造、运输和生产的过程。

安装时，施工人员只需在上述已经制作完成的其中两根支撑件1之间通过螺栓组件可拆卸地安装两个粘滞阻尼器3，各粘滞阻尼器3一端均连接其中一根支撑件1，另一端均连接另外一根支撑件1，两个粘滞阻尼器3安装完成后，即完成了本发明一种带粘滞阻尼器的装配式消能减震支撑装置的安装，安装完成后即可正常使用，并实现如图11所示带粘滞阻尼器的装配式消能减震支撑装置在水平力包括：水平地震作用或风荷载作用下工作原理。

使用之前，施工人员只需将本发明搬运至指定的施工现场进行固定安装，固定安装时，施工人员需要按照施工的标准要求预先将本发明的两个固定支座2预埋于建筑物4上，该两个固定支座2分别预埋于建筑物4的任意两个斜对的对角处，且固定支座2位于建筑框架柱41与建筑框架梁42的连接节点处。

使用时，将上述安装完成的带有两个粘滞阻尼器3的两根支撑件1的两端分别采用高强度螺栓将两根支撑件1的两端部固定于两个固定支座2上，端部通过紧固螺母紧固为一整体结构，从而将本发明一种带粘滞阻尼器的装配式消能减震支撑装置装在钢筋混凝土框架结构或钢框架结构中，随后浇筑混凝土，从而实现可更好地应用于钢筋混凝土和钢框架结构的消能减震。

最后，随着时间的推移，当长时间使用后，致使本发明发生损坏时，需要将其进行拆除，拆除时，仅需要通过卸掉螺栓拆除损坏的人字形装配式组合型消能减震支撑装置的组成部件，并加以更换，没有损坏的可以继续使用。

在上述的整个实施操作过程中，需要做到以下的施工准备：

一是需要做到组织各工种的施工管理人员和专业施工队伍对减震支撑装置深化设计图纸进行审查，熟悉和掌握图纸中细节；然后，安排减震支撑装置及相关连接构件进场并进行复验合格，运输、吊装、安装的相应设备及工具准备齐全，机具承载能力等要满足施工需要；然后，各构件安装前进行现场尺寸复核，如果发现与图纸有出入，及时向设计师反映并作出调整；

二是固定支座2的放样、加工、制作：根据设计院提供的不同规格的固定支座2大样图，可分别在工厂加工定制或现场焊接固定支座2，固定支座是2由l形的支撑板21和安装板22以及锚固构件23焊接而成，锚固构件23能够大幅度提高固定支座与混凝土间的粘结握裹力；焊接位置应严格按图施工，需精确可靠，焊接时焊缝要求平滑，不得有气孔夹渣等焊接缺陷，发现缺陷应及时修补，其中，在本发明中，锚固构件23为栓钉；

三是固定支座2安装，待梁板柱模板支设好后，采用塔吊将固定支座2吊运到楼层结构相应预埋位置，要求必须将所有构件捆扎牢固，提升过程中应安排专人指挥；为确保固定支座2准确顺利地放入建筑框架柱41与建筑框架梁42节点中，梁板柱模板支设好后，按照设计深化图纸标记好固定支座2安装位置，梁柱主筋放置好后，架起梁主筋，安排专人及时将固定支座2准确放置到建筑框架柱41与和建筑框架梁42节点相应位置，做好临时固定，待钢筋绑扎完后，应再次复核固定支座2位置，上下两个相对的固定支座2中心对齐，保证本发明安装在竖直平面内，安装固定支座2时，固定支座2安装误差应小于10mm，确认安装完成合格后，方能浇筑混凝土；

四是梁板柱混凝土浇筑，混凝土浇筑时，固定支座2位置处应振捣密实，可配合用铁钎捣实，振捣时不要碰到固定支座2；浇筑完毕后初凝前，用长木抹子进行收光处理，同时应在12小时内及时进行塑料薄膜保湿养护，养护期不少于7昼夜；

五是本发明的安装、固定，运用起吊设备将相应的支撑件1吊运到合适的安装位置后，根据相应设计深化图纸进行施工；为了保证支撑在竖直面内，安装前应先放定位线；之后，用手动葫芦借助主体结构吊起支撑，调节上下左右位置至设计位置，使用高强度螺栓将支撑件1与固定支座2连接；吊装可以整体组装完成后进行运输、吊装和施工安装，也可以分件运输、吊装和施工安装；

六是连接节点检测，整个带粘滞阻尼器的装配式曲线形软钢消能减震支撑安装工序施工完毕后，进行本发明各个构件及与结构连接可靠性和连接节点焊缝检测，设计要求全焊透的一、二级焊缝应采用超声波探伤进行内部缺陷的检验，超声波探伤不能对缺陷作出判断时应采用射线探伤检测，检测结果应达到规范要求；

七是防腐、防火处理，焊缝应进行打磨去除所有的焊渣，打磨时应进行齐平打磨，接头部分应与母材金属处于平滑状态，不应有不平整之处；然后，对油漆损坏的部位进行修补，构件相互连接处的节点连接处的防腐采用环氧富锌漆，漆膜厚度不小于12mm，现场焊接部分要在焊接完成后尽快涂刷油漆；最后，防腐施工验收完成后按照设计要求进行防火施工；

八是支撑连接部位填充墙砌筑，在墙体横向拉结筋施工及构造柱施工时，使用连接夹与支撑两侧拉结筋连接，保证拉结筋通长；当墙体粉刷时，在支撑部位要做一层镀锌钢丝网，镀锌钢丝网用镀锌钢丝及射钉与墙体固定，确保墙体粉刷不开裂。

综上所述，本发明在具体的实施方式中具有如下的优点：

1、本发明施工适用范围广，可以广泛运用于有抗震要求的框架混凝土结构建筑；

2、本发明施工质量可靠，能有效确保安装精确度，保证建筑物的抗震性能的有效发挥；

3、本发明构造简单，施工操作便利，可操作性强；

4、本发明的可装配化高，施工速度快，施工成本低，实施效果好；

5、本发明的曲线形软钢支撑件在地震作用下容易耗散地震能量，支撑的耗能损伤位置可控制，由于粘滞阻尼器的存在，可减缓曲线形软钢支撑件的损伤，使曲线形软钢支撑件有较大的变形性能，耗散地震作用力的能力强，与单独的软钢减震支撑相比具有更大的耗能能力和设计灵活性，通过合理的设计，可更好地应用于钢筋混凝土和钢框架结构的消能减震；

6、本发明不仅提高了超高层住宅建筑的抗震设防烈度，保证了建筑物在大地震作用下不倒且保证了施工人员的安全，而且还有效地保护了建筑结构及室内装修，提高了建筑物在设计使用年限内的抗震安全水平，使建筑物在大震中的损失降到最低；

7、本发明的各构件拆分位置合理，便于构件制作和运输，施工操作简单，对施工人员的要求不高，构件简单易加工，对施工现场的环境要求不高，操作流程简单，省时高效，能大幅提高施工进度；

8、本发明的构件对称整体对称，重量合理，便于吊装安装；由于支撑件为弧形，既可以传递预制墙和预制连梁之间的弯矩，同时，弧形具有一定的变形能力，地震时能够通过变形耗散地震能量，提高结构的安全性，同时也可以起到缓解建筑物墙体遇到地震时发生扭曲晃动时产出的倾斜角度，通过以上构造，在遇到地震时，降低地震的余震对建筑物结构持续的振动损害；

9、本发明的能根据外界作用力的变化而选择不同的工作状态，充分利用了粘弹性阻尼器在外力较小时的耗能功效，以补充支撑件1，即软钢在外力较小时不能耗能的缺陷；还充分利用了支撑件1在外力较大时的耗能功效，以补充粘弹性阻尼器在外力较大时失去耗能功效的缺陷；在外力处于中间值时还能逐渐变换主要耗能构件，保持更换的稳定性，分级屈服，有效降低建筑结构的振动反应，提高建筑主体结构的安全性能；

10、本发明装配式刚节点具有耗能能力强，延性好的特点，减震效果好，同时又能够在大震情况下避免梁柱发生碰撞；并且施工简便，易于实现，成本低，占用的建筑空间小，不影响建筑空间的使用效率；

11、本发明相比于传统的来说，构造相比简单合理、经济耐用，特别适用于类似本工程混凝土框架结构，抗震性能稳定，震后处理方便；减振机理明确、效果显著，应用范围不受建筑高度和平面布置形式的限制；

12、本发明通过优化设计，采用消能减震结构，提高了建筑的抗震能力，具有结构安装方便、施工简单快捷、抗震效果好的特点；

13、本发明能完全进行干作业施工，使作业面更加整洁，可以有效避免施工安全问题，利用该结构，对施工工艺的要求不高，只需要简单的操作即可达到加固的效果，使用的材料易于采集且结构构造简单，其承载力、抗震性能可以得到保证。

以上对本发明所提供的一种带粘滞阻尼器的装配式消能减震支撑装置进行了详细介绍，本文中对本发明的原理进行了描述，以上工作原理的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。