专利名称：低造价耗能支撑装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属建筑抗震加固技术领域，具体涉及一种用于多层建筑物框架的耗能支撑装置。
背景技术：
众所周知，在高烈度地震区，房屋高度达到一定程度后，多层建筑中常用的框架结构形式已难以满足抗震的各项要求。传统的解诀方法是采用框架-剪力墙、剪力墙、框架-筒体等结构形式，其共同特点是利用钢筋混凝土抗震墙作为主要的抗侧力构件，以满足结构物在地震作用下的强度和刚度要求。多年来，这种解决方法已在工程实践中得到了普遍的认同和采用，也经历了从小震到强烈地震的考验，已被证实是能够满足“小震不坏、中震可修，大震不倒”要求的。但是，随着社会经济发展水平的不断提高，地震灾害所造成的损失的特点也发生了很大的变化，一方面是人员伤亡越来越少，另一方面则是直接和间接的经济损失越来越大。这样就使人们认识到，应该利用不断发展的各种技术手段来提高结构物的抗震性能，以尽量减少地震灾害对社会经济发展的影响。各种结构抗震技术措施应运而生，其中较为典型的主动控制技术和被动控制技术得到了较快的发展。在我国现有的经济条件下，采用主动控制技术的最大障碍是结构物的造价大大地提高了。而被动控制技术中，比较成熟的则是在建筑物的框架中以钢构件作为支撑、以粘滞阻尼器作为耗能元件的消能技术，以及以橡胶隔震垫来延长结构周期、减少地震能量输入的基底隔震技术。在这两项技术的应用推广过程中，首要的困难仍是造价。现有的理论分析和实验研究表明，采用这两种技术可提高结构抗震性能，但在我国的工程实践中，所暴露出来的问题则是与采用传统的抗震体系相比，这两种技术在造价方面没有优势。显而易见，在商品经济条件下，一项新技术能否得到推广应用，除了其自身的技术先进性外，还应充分考虑经济的因素。否则，许多业主可能会倾向于选择传统的结构体系。
实用新型内容本实用新型的目的是克服现有技术的缺点，提供一种用于多层建筑物框架的低造价耗能支撑装置。
本实用新型耗能支撑装置包括X型钢筋混凝土杆件和一个或一个以上的摩擦型耗能器单元，其中钢筋混凝土杆件的中部具有一上平台和一下平台，上、下平台间留有空间；
耗能器单元设有两块或两块以上的钢板、夹持于所说钢板间的橡胶片以及能对钢板竖向施压且其压力可调的紧固力施加机构；耗能器单元位于钢筋混凝土杆件上、下平台之间，且每个耗能器单元中至少有一块钢板与所说平台紧固联接。
耗能器单元可以具有两块钢板，一块橡胶片夹持于两块钢板之间；也可以具有三块钢板，两块橡胶片间隔夹持于三块钢板之间；也可以具有四块钢板，三块橡胶片间隔夹持于四块钢板之间；依此类推。但耗能器单元最好是具有三块钢板，两块橡胶片间隔夹持于三块钢板之间。
耗能器单元的紧固力施加机构可以是竖向穿越全部钢板和橡胶片并且能够拧紧的螺栓；也可以是竖向穿越钢筋混凝土杆件的上平台或下平台，且其一端能抵压相邻钢板的螺栓；当然还可以是其他公知结构的加压机构。
可以在钢筋混凝土杆件的上平台和/或下平台内预埋钢板，将耗能器单元中相应的钢板与所说的预埋钢板直接焊接紧固，或先将耗能器单元中的钢板与连接钢件的一端紧固联接，然后再将连接钢件的另一端与所说的预埋钢板焊接紧固。
使用时，将钢筋混凝土杆件的四个端点联接到建筑物框架的梁柱节点上。本实用新型既可以用于新建建筑，也可以用于已有建筑。钢筋混凝土杆件可以沿建筑物框架的对角方向布置，见图1。在设有门窗的地方，钢筋混凝土杆件也可以沿建筑物框架的非对角方向布置，见图2。
工作原理各耗能器单元的紧固力使橡胶片与钢板间产生的静摩擦力之和就是本实用新型的启动力。在风载荷或小震作用下，各耗能器单元所共同承担的剪力低于这个启动力，钢板与橡胶片之间没有相对滑动，此时本实用新型对建筑结构水平刚度的贡献类似于普通的刚性支撑。在大震作用下，各耗能器单元中的钢板与橡胶片之间出现相对滑动，一方面将地震输入的动能由摩擦进行耗散，另一方面还降低了结构的水平刚度，达到减小地震反应的目的，从而让主体结构免于在大震中被破坏或产生大的变形。
本实用新型的有益效果装置具有低造价、高性能、易生产、便施工的特点。在提高结构物抗震性能的同时，不仅不会使其造价增加，反而会有所降低。直接的效益是将传统结构体系中的整片钢筋混凝土抗震墙用斜支撑杆件代替，混凝土方量和钢筋用量明显地降低了，这一部分节约的造价已大大超过本实用新型的造价。间接的效益是，由于结构的受力特点和性能得到了改善，与传统结构体系相比，梁、柱的截面尺寸和配筋量也有所降低。
图1为沿建筑物框架对角方向布置钢筋混凝土杆件时的示意图。
图2为沿建筑物框架非对角方向布置钢筋混凝土杆件时的示意图。
图3为实施例1的剖面结构示意图。
图4为实施例2的剖面结构示意图。
具体实施方式
实施例1见图3。X型钢筋混凝土杆件1的中部具有一上平台2和一下平台3，二者之间留有空间。共装有两个耗能器单元，每个耗能器单元设有三块钢板4、以及间隔夹持于所说钢板4中的两块橡胶片5。每个耗能器单元的紧固力施加机构是竖向穿越钢筋混凝土杆件1的上平台2、且其一端能抵压最上面一块钢板4的两个螺栓6。在钢筋混凝土杆件下平台3内预埋钢板7，将每个耗能器单元中最下面一块钢板4与所说的预埋钢板4直接焊接紧固。图中8为埋设于上平台2的预埋钢板，螺栓6也穿越预埋钢板8。本实施例需现场安装时，通过拧紧螺栓6来给耗能器单元的钢板和橡胶片施加竖向紧固力。
实施例2见图4。装有一个耗能器单元，该耗能器单元设有三块钢板9、以及夹持于所说钢板9间的两块橡胶片10。耗能器单元的紧固力施加机构是竖向穿越全部钢板9和橡胶片10并且能够拧紧的三个螺栓11。在钢筋混凝土杆件1的下平台3内预埋钢板12，将耗能器单元中部的一块钢板9之延长部分用大螺栓12与预埋钢板12紧固联结。图中13为埋设于上平台2的预埋钢板，两块连接钢件14的一端与耗能器单元的钢板9紧固联接、另一端与预埋钢板13焊接紧固。本实施例通过拧紧螺栓11来给耗能器单元的钢板和橡胶片施加竖向紧固力，该过程可以在工厂完成，耗能器单元出厂前，对其额定的启动力进行标定或检测。这样不仅使耗能器单元中钢板和橡胶片间紧固力的精确控制成为可能，同时也极大地降低了现场安装的精度要求，使现场工作简便易行，并有利于该装置的标准化和产业化。
以上实施例仅为了对本实用新型作进一步说明，而本实用新型的范围不受所举实施例的局限。
权利要求1.一种低造价耗能支撑装置，其特征是包括X型钢筋混凝土杆件和一个或一个以上的摩擦型耗能器单元，其中钢筋混凝土杆件的中部具有一上平台和一下平台，上、下平台间留有空间；耗能器单元设有两块或两块以上的钢板、夹持于所说钢板间的橡胶片以及能对钢板竖向施压且其压力可调的紧固力施加机构；耗能器单元位于钢筋混凝土杆件上、下平台之间，且每个耗能器单元中至少有一块钢板与所说平台紧固联接。
2.如权利要求1所述的低造价耗能支撑装置，其特征是耗能器单元具有三块钢板，两块橡胶片间隔夹持于三块钢板之间。
3.如权利要求1所述的低造价耗能支撑装置，其特征是耗能器单元的紧固力施加机构为竖向穿越全部钢板和橡胶片并且能够拧紧的螺栓。
4.如权利要求1所述的低造价耗能支撑装置，其特征是耗能器单元的紧固力施加机构为竖向穿越钢筋混凝土杆件的上平台或下平台，且其一端能抵压相邻钢板的螺栓。
5.如权利要求1所述的低造价耗能支撑装置，其特征是在钢筋混凝土杆件的上平台和/或下平台内预埋钢板，将耗能器单元中相应的钢板与所说的预埋钢板直接焊接紧固。
6.如权利要求1所述的低造价耗能支撑装置，其特征是在钢筋混凝土杆件的上平台和/或下平台内预埋钢板，耗能器单元中的钢板与一连接钢件的一端紧固联接，该连接钢件的另一端与所说的预埋钢板焊接紧固。
专利摘要低造价耗能支撑装置属建筑抗震加固技术领域。X型钢筋混凝土杆件的中部具有一上平台和一下平台，两平台间留有空间；耗能器单元设有两块或两块以上的钢板、夹持于钢板间的橡胶片和能对钢板竖向施压且其压力可调的紧固力施加机构；耗能器单元位于钢筋混凝土杆件上、下平台之间，并至少有一块钢板与所说平台紧固联接。在大震作用下，钢板与橡胶片之间出现相对滑动，将地震输入的动能由摩擦进行耗散，并降低结构的水平刚度，减小地震反应，主体结构可免于在大震中被破坏或产生大的变形。该装置低造价、高性能、易生产、便施工，在提高结构物抗震性能的同时，不仅不会使其造价增加，反而会有所降低。
文档编号E04B1/98GK2915981SQ200620019668
公开日2007年6月27日 申请日期2006年7月3日 优先权日2006年7月3日
发明者叶燎原, 缪升, 潘文 申请人:昆明理工大学