专利名称：安装粘性减震壁的结构及其安装方法
技术领域：
本发明涉及一种用来安装粘性减震壁的结构及其安装方法，特别涉及一种安装粘性减震壁的结构，其连接结构是简单的，并具有足够的支承力，且通过对将粘性减震壁安装在一主框架结构的改善可用低成本制造和快速安装。
背景技术：
提高结构减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结构抵御风和其它动态外力的居住性能。作为其中的具体方案，粘性减震壁已被投入实际使用，实际采用的粘性减震壁的数量在近年有增加的趋势。
粘性减震壁的结构是这样的，一上端敞口的壳体由一对安装在一底板上的钢制侧板和一对位于一对侧板两侧的凸缘板形成，它被安装在下横梁上，一与上横梁连成一体的中间板插入壳体内，而粘性材料或粘弹性材料被放置在它们之间的间隙里并具有预定厚度。
为了安装减震壁，需要连接在一主框架结构上，但在目前的环境下，来自主框架结构的、用来连接粘性减震壁的连接金属板包括大量的肋板，并使连接变得复杂，由此构成高成本的原因。
参看图8(a)和8(b)，它显示了传统的粘性减震壁与主框架结构之间的连接。形成减震壁30的壳体31的底板32螺接在下横梁33上的抬高金属板34的凸缘表面上，而减震壁的中间板35具有焊接在其顶部的一顶板36，并被螺接在上横梁37上的安装板38的凸缘表面上。
这样，当减震壁30由于一外力而承受一水平力的时候，由于支承剪力，弯曲扭矩发生在上下端的顶板36和底板32之间。
作用在接头上的应力作为相对在连接平面处的螺栓的水平剪力，与此同时，由减震壁30的边缘部分广泛分布的垂直轴向力由于弯曲扭矩而发生在连接平面的螺栓中。结果，大的弯曲应力发生在具有水平布置的螺栓孔的顶板36和底板32上，所以它必须相对各板采用对策。
因此，如图所示，大量垂直的肋板39和40被固定在底板32和顶板36上，而抬高金属板34和安装板38上也是如此，从而在减震壁的边缘部分上提供巨大的加强力。这将在成本方面造成非常大的增加，并对连接一垂直于横梁的部件、以及通过设备的套管的孔构成障碍。
由于可以附加到一结构上去的减震性能与被安装的减震壁的数量是成比例的，因此较佳的是采用大量的减震壁。然而，由于安装所需要的成本与使用的数量也是成比例的，因此一个重要问题是降低减震壁的房屋构造的成本，并防止在其它施工中出现不利的影响。
为了克服这个问题，如图9所示，有人提出一种房屋构造的方法，其中，去掉所有的上下凸缘部分(参看JP—A—10—46865)。
在该建议里，如图所示，提供一螺栓钢板52，它与固定在上横梁或其加强部分下侧的减震壁50的内侧壁钢板51具有相同的厚度，而减震壁的内侧壁钢板51正好位于其下面。一对螺栓加强板53位于内侧壁钢板51的两侧，并利用高强度螺栓54将三块钢板固定在一起。
此外，在下层楼板侧，一螺栓下钢板56预先焊接在一对外侧壁钢板55的下侧，而与螺栓下钢板56具有相同厚度的钢板57设置在下横梁上，并以与上侧相同的方式连成一体。
据说，它可以显著地减少全部减震壁的房屋结构所需要的成本，因为传递应力的结构可以较合理，由于这种在上下部分里的凸缘连接被省略的结构，如上所述，其减震壁的制造和固定部分可以简化。
然而，对于按照该建议的减震壁来说，减震壁本身需要安装螺栓下钢板，内侧壁钢板需要安装上加强部分，而用于连接的摩擦型高强度螺栓连接需要采用一种结构，其中，大量螺栓被安装在减震壁的端部侧面上。这种结构的一种自然结果是，螺栓下钢板和内侧壁钢板需要同时经受发生在减震壁上的弯曲扭矩带来的剪力和张力。对于螺栓下钢板的安全来说，足够的厚度是必不可少的，因此减震壁的成本与其它传统的减震壁相比没有大的区别。
此外，考虑到减震壁的搬运，由于采用的结构使减震壁不能自立，因此在运输、储存和现场施工时，需要特别注意其安全性和施工性能。
本发明提供一种安装粘性减震壁的结构，这种结构是简单的，同时具有足够的承载力，通过在安装减震壁时改进连接结构，它可以低成本制造和快速安装，此外，还提供一种安装减震壁的方法。
本发明的简要说明用来安装一按照本发明的粘性减震壁的结构基本上是安装这样一种粘性减震壁的结构，在该减震壁里，一上端敞口的壳体是通过在一底板上垂直设置一对钢制侧板、并在该对侧板的两侧设置一对凸缘板形成的，一中间板插入该壳体，而粘性材料或粘弹性材料充填在它们的间隙部分里，其特点是，一抬高金属板固定在一下横梁的凸缘上，而底板和各凸缘板分别连接在抬高金属板的上表面上的底板连接孔部分上和抬高金属板的各侧面的凸缘连接角撑板上，而中间板直接连接在固定于上横梁的凸缘上的一角撑板上。特别是，用来安装一粘性减震壁的结构的特点是，凸缘板和凸缘连接角撑板之间的连接是通过凸缘连接角撑板进行的单平面摩擦型高强度螺栓连接，而中间板和角撑板之间的直接连接是使用一对拼接板或一对被分割的拼接板进行的两平面摩擦型高强度螺栓连接。
由于上述结构，曾经在减震壁的房屋结构中使用的许多部分上的顶板、支架和加强肋板不再是必需的了，从而实现了底板厚度和螺栓数量的减少，而减震壁可以自立，从而改善了施工的安全性。
此外，安装按照本发明的粘性减震壁的方法包括以下步骤，在下横梁上固定一抬高金属板，下横梁包括底板连接孔部分和凸缘连接角撑板；通过使中间板与设定的角撑板连接、并通过使壳体借助一对临时悬接件与上横梁连接，在上横梁的预定位置一体连接粘性减震壁；使底板和凸缘板分别与下横梁的底板连接孔部分和凸缘连接角撑板进行摩擦型高强度螺栓连接；以及卸下临时悬接件。因此，施工是简单的，粘性材料的剪切变形被防止，而又可进行快速安装，此外，减震壁的可移动性也得到防止。
安装按照本发明的粘性减震壁的结构的特点是，为了安装这样一种粘性减震壁，即其上端敞口的壳体是通过在一底板上垂直安装一对钢制侧板、而在该对侧板的两侧安装一对凸缘板形成的，一中间板插入该壳体，而粘性材料或粘弹性材料充填在它们的间隙部分里，将底板和凸缘板分别连接在固定在上横梁的一凸缘上的一抬高金属板的上表面上的底板连接孔部分上、及在抬高金属板的侧表面上的凸缘连接角撑板上，而中间板直接连接在固定于上横梁的凸缘上的一角撑板上。因此，其优点是，在减震壁的房屋结构的各部分上曾经使用的顶板、支架和加强肋板变轻了，底板的厚度和螺栓的数量减少了，从而可降低成本。此外，由于减震壁可以自立，因此可改善其施工的安全性。
此外，一种安装按照本发明的粘性减震壁的方法包括以下步骤，在下横梁上固定抬高金属板，下横梁包括底板连接孔部分和凸缘连接角撑板；在上横梁的预定位置设置角撑板，中间板与其连接，并通过临时悬接件与壳体连成一体；使底板和凸缘板分别与下横梁上端底板连接孔部分和凸缘连接角撑板经受摩擦型高强度螺栓连接；以及，卸下临时悬接件。因此，其优点是，施工可变得简单，粘性材料的剪切变形可得到防止，而减震壁的可移动性也可得到防止。
下面，将参考附图描述本发明的实施例。
附图的简要说明
图1(a)是按照本发明的一粘性减震壁被安装在一主框架结构里的一视图；图1(b)是沿图1(a)中的b-b线的剖视图；图2是按照本发明的粘性减震壁的立体图；图3是粘性减震壁被固定在上横梁上的一状态的视图；图4是粘性减震壁被固定在上横梁上的另一状态的视图；图5是安装按照本发明的粘性减震壁的分解图；图6是按照本发明的许多粘性减震壁以并列方式安装在主框架结构上的一状态的视图；图7是将许多粘性减震壁连接在一起的另一状态的视图；图8(a)是以传统方式安装粘性减震壁的一状态的视图；图8(b)是沿图8(a)中的b-b线的剖视图；图9(a)是以传统方式安装粘性减震壁的另一状态的前视图和侧视图；以及图9(b)是沿图9(a)中的b-b线的剖视图。
实施例图1(a)是按照本发明的一粘性减震壁被安装在一主框架结构里的一视图，图1(b)是沿图1(a)中的b-b线的剖视图。
粘性减震壁1位于结构5所在的平面里，而结构5是由一对柱子2、一下横梁3、和一上横梁4形成的，且粘性减震壁1分别与下横梁3的抬高金属板6和上横梁4连接。
焊接在下横梁3的凸缘表面上的抬高金属板6具有在其上表面上的底板连接孔部分9和通过焊接固定在其侧表面上的一对凸缘连接角撑板7，并由此与下横梁连成一体。采用抬高金属板6以设置工作平面，以便通过螺栓等在水泥楼层板上进行粘性减震壁1的摩擦式高强度螺栓连接，且不会损害下横梁3的底部金属。采用抬高金属板6具有一个优点，即当需要拆卸以便更换粘性减震壁1时，这种更换工作非常方便。
粘性减震壁11安装在抬高金属板6上，粘性减震壁的底板8和抬高金属板6的底板连接孔部分9通过高强度螺栓10在一个平面内摩擦连接。同样的，在粘性减震壁的各侧面的凸缘板11和凸缘连接角撑板7通过高强度螺栓10并通过凸缘连接板12在一个平面内摩擦连接，由此使粘性减震壁1和下横梁3连成一体。
凸缘连接角撑板7经受高强度螺栓的剪力作用，由于在地震过程中粘性减震壁1经受的剪力，发生弯曲力矩，通过使用这种结构，弯曲力矩转换成垂直力，作用在置于粘性减震壁的两侧面的凸缘板11的一部分上，由此阻止和抑制底板的抬高力和基本上发生在粘性减震壁的边缘部分上的垂直力。
因此，粘性减震壁1的底板8和抬高金属板6的底板连接孔部分9与现有技术中一样属于底板性质。然而，由于与传统的粘性减震壁不同而在连接螺栓上不发生张力，加强肋板由少量的、薄的厚度和紧凑的尺寸形成，并形成简单的连接方式，如图所示。
角撑板通过焊接在上横梁4的下凸缘表面上而被固定，并与横梁的梁腹对齐。
粘性减震壁1的中间板14和角撑板13均被两拼接板15夹住，并通过高强度螺栓10在两个平面内的摩擦连接而直接互相连接。此外，在中间板14的两侧端部处设有一对凸缘板16，它们中每一个与角撑板13的一对凸缘板17的每一个通过被两拼接板18夹住、并通过高强度螺栓10在两个平面内的摩擦连接而悬置在上横梁4上，且直接互相连接。粘性减震壁1和上横梁4通过这些零件连成一体。
在中间板14和角撑板13之间的直接连接中，由于去掉了设置在传统的中间板上的顶板和悬置在上横梁上的支架，因此粘性减震壁的高度可以放大，粘性减震材料的剪切面得到增加，由此可以改善阻尼性能。
在使用一个中间板14的例子的情况下描述了粘性减震壁。然而，众所周知，在粘性减震壁中，还可使用许多中间板的减震壁，以便加强相对于地震力的减震力，在按照本发明用来安装一粘性减震壁的结构和方法中，粘性减震壁不限于一特定的粘性减震壁，包括中间板的数量。
图2是粘性减震壁的立体图。
在附图所示的粘性减震壁1中，上部敞口的壳体20是由一对直立安装在底板8上的钢制侧板19和一对安装在一对侧板19两侧的凸缘板11形成的，而中间板14插入壳体20里。粘性材料或粘弹性材料放置在壳体20和中间板14两侧之间的间隙里，这样提供的结构将使外来的水平力在底板8和中间板14之间被减震。
安装底板的方法提高了施工的安全性，并有助于现场施工，因为粘性减震壁在运输、储存和现场施工过程中可稳定地自立，还因为它们较轻。
虽然底板8从外看与传统的粘性减震壁相同，但由于它不需要经受垂直力(如上所述)，因此加强肋板以紧凑和简单的方式形成，并具有薄的厚度。
底板8和凸缘板11上分别设有供高强度螺栓用的螺栓孔21和22，以便分别实现在抬高金属板里的底板连接孔部分和凸缘连接角撑板里的单平面摩擦型连接。在中间板14的顶部设有供高强度螺栓用的螺栓孔23，以便在中间板14与角撑板13直接连接时实现与拼接板15两平面摩擦型连接。
图3显示了连接中间板和角撑板的一个实施例。
在该实施例里，角撑板13和中间板14直接连接。即，角撑板13和中间板14被两拼接板15夹住，并通过以平行方式设置在拼接板15上的高强度螺栓10的两平面摩擦型连接而连接在一起。从而使粘性减震壁1和上横梁4连成一体。
在角撑板13和中间板14的直接连接中，拼接板15不是必需的，如果角撑板的焊接位置从上横梁的梁腹的中心向前偏置，上横梁的梁腹的中心和中间板的中心将互相对齐，角撑板13和中间板14的直接连接也可通过使用高强度螺栓的单平面摩擦型连接实现。
用单平面摩擦型连接可降低成本，因为省去了拼接板。
图4显示了连接中间板和角撑板的另一实施例。
在该实施例里，虽然中间板没有特别的变化，但存在着差别，即各拼接板被分成一中心部分24和一对侧边部分25。在拼接板中心部分24的上下侧各设有单排的螺栓孔，而在侧边拼接板25的上下侧各设有两排螺栓孔，以便接受分配的剪切应力。
拼接板的分割不仅在应力分配上是合理的，而且具有可柔性适应由于现场施工的安装精度引起的角撑板和中间板之间的不均衡性的优点。此外，由于每次安装的重量可以减轻，因此这种结构具有下述优点，即不需要使用特别的重型机械或设备、而只要操作者的人工力量就可进行操作。
图5是说明安装按照本发明的粘性减震壁的方法的分解图。
安装操作是通过焊接将未显示的下横梁3的柱子与抬高金属板6连成一体的固定开始的。
其间，通过一对临时悬接件26将粘性减震壁1的壳体20固定在上横梁4上。同时，角撑板13和中间板14通过使用一对拼接板15和高强度螺栓而进行两平面摩擦型连接，从而使它们互相直接连接。
可以看到，基于单平面摩擦型高强度连接的、不需要使用拼接板的直接连接也如同上面所述。
将与粘性减震壁1连成一体的上横梁4悬吊起来，并设置在一预定位置，使用临时悬接件26可防止粘性材料经受由于粘性减震壁的重量引起的剪切变形，并确实地固定粘性减震壁，禁止它在悬吊过程中环绕着横梁的轴线转动。
通过悬吊可将粘性减震壁安装在所述金属板6上。在粘性减震壁1的位置不理想的情况下，使用一间隙调整件、诸如填隙板等，从而使粘性减震壁精确地和稳定地位于所述金属板6上。
完成定位后，在底板8和底板连接孔部分9之间、以及凸缘板11和凸缘连接角撑板7之间利用高强度螺栓实现单平面摩擦型连接，由此完成粘性减震壁1在主框架结构上的安装。
此时，卸下上述临时的悬接件26，这将使粘性减震壁1进入可移动状态，由此可证明其固有的减震功能，安装工作至此结束。
图6是按照本发明的粘性减震壁被以并排方式安装时的视图。
一对粘性减震壁1以并排方式安装在结构5的平面内，该结构是由一对柱子2、下横梁3和上横梁4形成的，并与下横梁3和上横梁4连成一体。
焊接在下横梁3的凸缘表面上的抬高金属板6具有一长度，以允许两粘性减震壁1放置在上面，且金属板6与下横梁3连成一体，一对凸缘连接角撑板7以与图1中的实施例相同的方式分别固定在抬高金属板6的两侧。
粘性减震壁1在它们一侧互相相对的一对凸缘板11处通过高强度螺栓10而以单平面摩擦连接，将成一体的该组件放置在抬高金属板6上。
通过高强度螺栓10将各底板8和抬高金属板6的底板连接孔部分9单平面摩擦连接，以及通过高强度螺栓10和各凸缘连接板12将位于粘性减震壁组件各侧的凸缘板11与各凸缘连接角撑板7单平面摩擦连接，使粘性减震壁1一体连接在下横梁3上。
作为高强度螺栓的剪力，通过接纳由于地震过程中一体连接的粘性减震壁承受的剪力引起的弯曲力矩，凸缘连接角撑板7经受底板的抬高力和在粘性减震壁的边缘部分发生的垂直力，两角撑板固定在上横梁4的下凸缘表面上，并以与上述实施例相同的方式与横梁的梁腹对齐。
各粘性减震壁1的中间板和角撑板被两拼接板15夹住，并通过高强度螺栓10以两平面互相摩擦连接，由此使粘性减震壁1与上横梁4连成一体。
图7是许多粘性减震壁互相连接的另一实施例。
在粘性减震壁1的各对接凸缘板11上，以与上下横梁平行的方式设置角撑板27，并在上面设置高强度螺栓孔。
当两粘性减震壁1连接时，如图所示，使两角撑板27互相靠近并由两拼接板28夹住，然后通过高强度螺栓10在两平面内互相摩擦连接，由此一体连接并排的粘性减震壁。
在该实施例的情况下，与参考图6描述的上述实施例中的单件钢制品形成的抬高金属板6不同，抬高金属板6可以互相分离的状态构成，以便与各粘性减震壁1对应。这样，在抬高金属板6的形状方面，可根据需要在多种形式中选择。
在该实施例的情况下，由于操作者可在垂直于粘性减震壁的姿态下进行连接操作，因此与凸缘板11直接连接的情况相比，操作者在移动方面具有自由度，这样，具有安装工作可以简单的方式和舒适的姿态进行的优点。
如上所述，用来安装按照本发明的粘性减震壁的结构不限于安装单个粘性减震壁，还可以并排的方式安装多个粘性减震壁。与并排安装的粘性减震壁的数量无关，通过使在它们互相对接侧面上的凸缘板经受单平面摩擦型高强度螺栓连接，整个组件可作为一个粘性减震壁处理。在粘性减震壁固定在上横梁上时，只需通过在外侧凸缘板上固定临时悬接件，与上横梁的连接就可得到确保。
权利要求
1.一种用来安装一粘性减震壁的结构，在该减震壁里，一上端敞口的壳体是通过在一底板上垂直设置一对钢制侧板、并在所述一对侧板的两侧设置一对凸缘板形成的，一中间板插入所述壳体，而粘性材料或粘弹性材料充填在它们的间隙部分里，其特征在于，一抬高金属板固定在一下横梁的凸缘上，而所述底板和所述各凸缘板分别连接在所述抬高金属板的上表面上的底板连接孔部分上和所述抬高金属板的各侧面的凸缘连接角撑板上，而所述中间板直接连接在固定于上横梁的凸缘上的一角撑板上。
2.如权利要求1所述的用来安装一粘性减震壁的结构，其特征在于，在所述凸缘板和所述凸缘连接角撑板之间的连接是通过凸缘连接角撑板进行的单平面摩擦型高强度螺栓连接。
3.如权利要求1或2所述的用来安装一粘性减震壁的结构，其特征在于，在所述中间板和悬置在所述上横梁上的所述角撑板之间的直接连接是单平面摩擦型高强度螺栓连接。
4.如权利要求1或2所述的用来安装一粘性减震壁的结构，其特征在于，在所述中间板和所述角撑板之间的直接连接是使用一对拼接板进行的两平面摩擦型高强度螺栓连接。
5.如权利要求4所述的用来安装一粘性减震壁的结构，其特征在于，所述各拼接板被分割成一中心部分和一对侧面部分。
6.一种安装按照权利要求1至5之一的粘性减震壁的方法，该方法包括以下步骤在所述下横梁上固定一所述抬高金属板，所述下横梁包括所述底板连接孔部分和所述凸缘连接角撑板；通过使所述中间板与悬置在凸缘上的所述角撑板连接、并通过使所述壳体借助一对临时悬接件与所述上横梁连接，在所述上横梁的预定位置一体连接所述粘性减震壁；使所述底板和所述凸缘板分别与所述下横梁的所述底板连接孔部分和所述凸缘连接角撑板进行摩擦型高强度螺栓连接；以及卸下所述临时悬接件。
全文摘要
在一种用来安装一粘性减震壁(1)的结构里，该减震壁里(1)包括一上端敞口的壳体(20)，它是通过在一底板(8)上垂直设置一对钢制侧板、并在一对侧板的两侧设置一对凸缘板(11)形成的；一中间板(14)，它插入所述壳体，以及粘性材料，它们充填在间隙部分里。粘性减震壁(1)连接在底板连接孔部分(9)上和一对固定在下横梁(3)的抬高金属板(6)的一对凸缘连接角撑板(7)上，而中间板(14)直接连接在固定于上横梁(4)的一角撑板(13)上。
文档编号E04B1/98GK1317065SQ99810527
公开日2001年10月10日 申请日期1999年9月1日 优先权日1998年9月2日
发明者矶田和彦 申请人:清水建设株式会社