一种用于模块化建筑的钢板混凝土组合墙板抗侧耗能装置的制作方法

本发明涉及房屋建筑领域，尤其涉及一种用于模块化建筑的钢板混凝土组合墙板抗侧耗能装置。

背景技术

模块化建筑中包括多个模块，将每一个模块进行模块组装，进而发挥其整体建筑功能。模块化建筑95％以上的工作可以在工厂完成只需要在施工现场组装即可，机械化程度高、效率高，且不受季节或环境的影响，施工现场组装速度快，缩短工期，减少施工垃圾，绿色环保。可见，模块化建筑必然将成为未来建筑业中关键的技术。

然而，目前模块化建筑技术主要应用于低层建筑，在多层及以上建筑中的应用屈指可数，其中抗侧力体系是限制模块化建筑技术推广应用的关键因素。当前的模块化建筑抗侧力体系通常分为混凝土核心筒、钢框架和模块填充式等三种方式。

混凝土核心筒和模块填充式体系主要是采用大量的混凝土现场浇筑作业，施工周期长、容易造成大量材料浪费以及严重污染环境，而预制的混凝土核心筒竖向连接以及吊装困难，难以满足模块技术高效快捷和工业化程度高的要求。而模块填充式体系中的模块主要围绕核心筒布置，很难用于建筑平面布局。钢框架体系虽然制作且使用方便，但在使用过程中振动明显、稳定性差。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服上述现有技术的不足之处，提供一种用于模块化建筑的钢板混凝土组合墙板抗侧耗能装置。

本发明的目的可以通过如下技术方案实现：

一种用于模块化建筑的钢板混凝土组合墙板抗侧耗能装置，包括至少两个钢板混凝土组合墙板和复合耗能器，至少两个所述钢板混凝土组合墙板固定在模块化建筑的模块中；所述复合耗能器设置在所述任意两个相邻的钢板混凝土组合墙板之间，其中所述复合耗能器的一端固定在其中一个所述钢板混凝土组合墙板上，所述复合耗能器的另一端固定在另一个所述钢板混凝土组合墙板上。

进一步的，所述钢板混凝土组合墙板包括横向钢板、纵向钢板、栓钉、混凝土以及对拉螺栓；所述横向钢板与所述纵向钢板焊接形成套箱空腔结构，在所述套箱空腔结构中填充混凝土；所述纵向钢板上设有若干个所述对拉螺栓；所述述横向钢板上设有若干个所述栓钉。

进一步的，所述复合耗能器包括第一t型钢板、铜片和高阻尼橡胶粘弹性材料，所述铜片放置在第一t型钢板内侧，所述高阻尼橡胶粘弹性材料硫化在所述铜片上。

进一步的，所述铜片为黄铜片。

进一步的，还包括第二t型钢板，所述第二t型钢板的一端固定在所述横向钢板上，另一端连接所述第一t型钢板。

进一步的，所述第一t型钢板通过高强螺栓连接在所述第二t型钢板上。

进一步的，所述高强螺栓与所述第一t型钢板之间设置有金属垫板，所述金属垫板上设有螺栓孔；所述铜片和所述高阻尼橡胶粘弹性材料均设有螺栓孔，且所述螺栓孔的空隙分别大于所述铜片的螺栓孔以及所述高阻尼橡胶粘弹性材料的螺栓孔。

进一步的，所述高强螺栓为摩擦型高强螺栓。

进一步的，所述金属垫板与所述第一t型钢板之间设有四氟乙烯板。

进一步的，所述第二t型钢板通过锚栓和焊接方式连接在任意两个相邻的所述横向钢板之间。

进一步的，所述纵向钢板通过螺栓分别与所述模块的模块顶梁和所述模块的模块底梁连接。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、本发明这种装置易于生产，经济适用。该装置用于模块化建筑模块中，可提高结构的稳定性，模块组装时比较方便，不受约束。这种装置的使用可以克服现有抗侧体系的缺陷，可以提高整体稳定性，减少施工工序，进一步缩短工期；该装置重量轻，吊装方便，可以提高结构的部品化率，实现模块化技术高效快捷和高度工业化优势。

2、本发明的钢板混凝土组合墙板是先由纵向钢板与横向钢板(其上焊有栓钉，采用电弧螺柱焊)焊接形成钢板套箱，之后在两侧纵向钢板之间设置对拉螺栓，再向钢板套箱空腔内填充混凝土形成的。钢板与混凝土共同作用，钢板与混凝土共同提供承载力，混凝土还可约束钢板平面外屈曲变形。纵向钢板间用对拉螺栓连接，横向钢板焊有栓钉。该装置中还包括复合耗能器，复合耗能器安装在任意两个钟祥钢板之间，其中复合耗能器包括第一t型钢板，铜片和高阻尼橡胶粘弹性材料，第一t型钢和铜片，橡胶之间通过高强螺栓对拉，螺栓孔空隙大于螺栓杆直径，保证高阻尼橡胶和铜片与第一t型钢板相对位移变化区间，达到耗能的效果，加强了金属垫板螺栓孔与螺栓杆紧密贴合，保证耗能器整体性。其中高阻尼橡胶粘弹性材料和黄铜条相互作用，先是通过橡胶的变形消耗地震能量，当摩擦力达到极限时，第一t型钢板与铜片之间将发生相对滑动，可以进一步达到耗能效果；复合耗能器利用第一t型钢板，保证了外侧钢板的刚度稳定性，不至于面外变形过大失去作用；进一步的，金属垫板与第一t型钢板间有四氟乙烯板，可以充分减小垫板与复合耗能器第一t型钢板的摩擦力，充分利用螺栓杆与螺栓孔间间隙，提高复合耗能器的性能。另外，对拉螺栓穿过墙体可起到了钢筋混凝土中钢筋的作用，与混凝土协同作用，混凝土受压，对拉螺栓抗拉，进一步提高组合墙板的抗侧性能。该组合墙板结构刚度大，抗剪承载力较大，延性性能好，消耗地震能量能力强，抗震性能优越。

3、该装置还包括第二t型钢板，第二t型钢板通过焊接和锚栓与横向钢板固定，提高组合墙板整体性，防止钢板被拉开。复合耗能器第一t型钢板与第二t型钢板之间使用摩擦型高强螺栓连接，便于安装。该装置布置于模块中可以有效提高模块的抗侧和耗能能力以及模块化的抗震性能，降低模块化结构的振(震)动。

4、本发明有效的提高模块的抗侧和耗能能力以及模块化结构的抗震性能，降低模块化结构的振(震)动，可以扩大模块化建筑的适用范围，特别是在高烈度地区的推广应用。

5、本发明的钢板混凝土组合墙板抗侧耗能装置中，纵向钢板与模块顶梁，模块底梁均通过连接螺栓(设置有金属垫板)连接，形成整体，提高整个模块的稳定性。

附图说明

图1模块中钢板混凝土组合墙板抗侧耗能装置布置图；

图2模块中钢板混凝土组合墙板抗侧耗能装置立面图；

图3模块中钢板混凝土组合墙板抗侧耗能装置ⅰ-ⅰ图；

图4模块中钢板混凝土组合墙板抗侧耗能装置ⅱ-ⅱ图；

图5模块中钢板混凝土组合墙板抗侧耗能装置ⅲ-ⅲ图；

图6钢板混凝土组合墙板抗侧耗能装置中复合耗能器的构造图；

图7钢板混凝土组合墙板抗侧耗能装置构造图；

图8钢板混凝土组合墙板抗侧耗能装置构造图。

1-模块顶梁；2-模块底梁；3-纵向钢板；4-横向钢板；5-栓钉；6-混凝土；7-对拉螺栓；8-组合墙板与模块连接螺栓；9-金属垫板；10-第二t型钢板；11-锚栓；12-复合耗能器与第二t型钢板之间的摩擦型高强螺栓；13-第一t型钢板；14-铜片；15-高阻尼橡胶粘弹性材料；16-第一t型钢板间高强螺栓；17-金属垫板；18-四氟乙烯板，19-角焊缝，20-单边v型焊缝，21-周围施焊

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

如图1所示，模块化建筑中包括一个模块，模块中有柱和梁，例如模块顶梁1和模块底梁2，可以在模块顶梁中加入剪力墙(即本发明专利中所述的钢板混凝土组合墙板)。

本实施例提供了一种用于模块化建筑的钢板混凝土组合墙板抗侧耗能装置，包括钢板混凝土组合墙板和复合耗能器，钢板混凝土组合墙板包括纵向钢板3、横向钢板4，栓钉5，混凝土6，对拉螺栓7。所述组合墙板纵向钢板3与组合墙板横向钢板4(其上焊有栓钉5，采用电弧螺柱焊)焊接形成钢板套箱，之后在两侧组合墙板纵向钢板3之间设置对拉螺栓7，最后在钢板套箱空腔内填充混凝土6，形成钢板混凝土组合墙板。多组钢板混凝土组合墙板的相邻组合墙板的横向钢板4安装第二t型钢板10，利用锚栓11固定(即第二t型钢板固定在任意两个相邻的钢板混凝土组合墙板的横向钢板4上)，所述锚栓11栓杆段穿过组合墙板横向钢板4预埋在钢板套箱内，第二t型钢板10翼缘板四周与组合墙板焊接。钢板与混凝土6共同作用，钢板与混凝土6共同提供承载力，混凝土6还可约束钢板平面外屈曲变形。侧向钢板间用对拉螺栓7连接，组合墙板横向钢板4焊有栓钉5，第二t型钢板10通过焊接和锚栓11与组合墙板横向钢板4固定，提高组合墙板整体性，防止钢板被拉开。对拉螺栓7穿过墙体可起到了钢筋混凝土中钢筋的作用，与混凝土6协同作用，混凝土6受压，对拉螺栓7抗拉，进一步提高组合墙板的抗侧性能。该组合墙板结构刚度大，抗剪承载力较大，延性性能好，消耗地震能量能力强，抗震性能优越。

另外，模块顶梁1和模块底梁2均通过连接螺栓8(设置有金属垫板9)连接，纵向钢板3通过螺栓分别与模块顶梁1和模块底梁2连接；将钢板混凝土组合墙板与模块顶梁1和模块底梁2连接形成一个整体，提高整个模块的稳定性。有效的提高模块的抗侧和耗能能力以及模块化结构的抗震性能，降低模块化结构的振(震)动，可以扩大模块化建筑的适用范围，特别是在高烈度地区的推广应用。

所述复合耗能器100包括第一t型钢板13，铜片14和高阻尼橡胶粘弹性材料15，铜片14贴在第一t型钢板13内侧，高阻尼橡胶粘弹性材料15硫化在铜片14之间，第一t型钢板13通过高强螺栓16连接，高强螺栓16与第一t型钢板13间设置金属垫板17，金属垫板17与第一t型钢板13间设四氟乙烯板18。

复合耗能器的第一t型钢板13，铜片14和高阻尼橡胶粘弹性材料15，高强螺栓孔直径相对常规螺栓安装时的直径进行扩大，预留间隙，保证高阻尼橡胶粘弹性材料15和铜片14与第一t型钢板13相对位移变化区间，达到耗能的效果，金属垫板17螺栓孔与螺栓杆紧密贴合，保证耗能器整体性。复合耗能器中的第一t型钢板13通过摩擦型高强螺栓12连接在第二t型钢板10上，第二t型钢板10是符合耗能器与钢板混凝土组合墙板的连接件。

以上所述，仅为本发明专利较佳的实施例，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利所公开的范围内，根据本发明专利的技术方案及其发明专利构思加以等同替换或改变，都属于本发明专利的保护范围。