本實用新型涉及房屋的鋼結構工程技術領域,特別涉及一種適用于鋼構房屋的抗震結構。
背景技術:
在鋼結構建筑體系中,墻體結構一般采用兩種做法,一種是傳統(tǒng)的鋼結構,以工字鋼立柱和橫梁組成框架結構,在橫梁的外側固定外掛墻板;另一種是輕鋼龍骨蒙皮式結構,采用密排“C”型鋼作為墻體骨架,在骨架里層穿用紙面石膏板作內墻,在骨架外層采用木板、EPS板、XPS板、硅酸鈣板等作外墻,在立柱之間填巖棉、玻璃棉等軟質保溫材料。這些墻體結構體優(yōu)點很多,但也存在一些問題,例如:上述各墻體結構中墻板與立柱和橫梁的連接一般是采用螺釘、拉鉚釘等點連接,抗剪性能較差,在地震區(qū)只適用于一、二層結構。
現檢索到一篇公開號為CN202108294U的中國實用新型專利公開了一種房屋結構,包括屋面桁架、沿豎直方向設置的墻面桁架和沿水平方向設置的樓面桁架,所述屋面桁架、所述墻面桁架以及所述樓面桁架均為鋼管桁架。由于所述鋼管桁架的重量較輕,使得所述房屋結構的整體自重相應降低;且鋼管桁架具有較強的力學性能,承重能力強,同時其結構牢固穩(wěn)定,材質可靠,使得所述房屋結構的抗震能力得以相應提高。
但是,這種房屋雖然通過桁架減輕了其自重,同時通過鋼管桁架的力學性能,來實現該房屋的抗震能力。這種房屋在遇到級別較大的地震的情況下,由于其鋼管桁架之間剛性連接,因此,導致其抗震效果不佳。
技術實現要素:
本實用新型的目的是提供一種適用于鋼構房屋的抗震結構,具有較佳的抗震效果的優(yōu)點。
本實用新型的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的:一種適用于鋼構房屋的抗震結構,包括設于房屋角落的角柱,所述角柱之間設有方通,所述方通內設有用于加強結構的工字鋼,所述方通的兩端均設有密封板,所述方通內還填充有彈性抗阻尼材料,進而形成包裹工字鋼的抗震緩沖層,所述方通的端部通過彈性組件彈性連接于角柱的側面。
通過采用上述技術方案,常態(tài)下,方通支撐與相鄰的角柱之間,有效增加房屋的整體結構強度;在遇到級別較大的地震的情況下,一旦房屋搖晃較為厲害,通過彈性組件的彈性作用,有效避免了方通與角柱剛性連接,進而彈性組件可以緩沖一部分使房屋搖晃的力,以使房屋具有較佳的抗震效果;同時在方通內置入工字鋼,有效增加了方通的結構強度,再在方通內注入彈性抗阻尼材料,進而抗震緩沖層,抗震緩沖層具有較佳的回復能力,即增加了方通的抗彎折能力,進而在彈性組件的緩沖效果有限的情況下,方通不易由于其自身為鋼材質(不具有較佳的抗彎能力)制成而斷裂,進一步延長了方通的使用壽命,以使方通支撐與角柱之間的時間更長,有效增加了房屋的抗震效果。
本實用新型的進一步設置,所述彈性組件包括設于角柱和方通端部之間的強力彈簧、設于方通端部的延伸板、多組將延伸板限制于角柱的固定桿件。
通過采用上述技術方案,固定桿件將延伸板相對固定于角柱,進而實現方通與角柱的連接固定,同時,強力彈簧支撐于角柱和方通端部之間,以實現方通的端部彈性連接于角柱。
本實用新型的進一步設置,所述固定桿件包括螺母、螺紋桿和限位部,所述角柱設有供螺紋桿螺紋連接的螺紋通孔,所述延伸板設有供螺紋桿穿插的貫穿孔,所述螺紋桿包括外螺紋部分以及供延伸板滑移的滑移部分,所述延伸板在強力彈簧的作用下抵觸于限位部。
通過采用上述技術方案,當發(fā)生較大的地震時,角柱在左右搖擺時,進而延伸板帶動方通在螺紋桿的滑移部分滑移,會產生擠壓或者拉伸強力彈簧的力,進而強力彈簧壓縮或者拉伸,這種彈性結構與常見房屋的剛性連接相比,具有較佳的抗震效果。
本實用新型的進一步設置,所述角柱的側面設有供延伸板、限位部、強力彈簧以及部分螺紋桿容置的容置槽。
通過采用上述技術方案,將延伸板、限位部、強力彈簧以及部分螺紋桿置于容置槽內,有效防止了延伸板、限位部、強力彈簧以及部分螺紋桿露出角柱,進而角柱對延伸板、限位部、強力彈簧以及部分螺紋桿具有一定的保護作用,進而延長了該抗震結構的使用壽命。
本實用新型的進一步設置,所述容置槽的槽底設有供強力彈簧卡嵌的嵌槽。
通過采用上述技術方案,嵌槽對強力彈簧的自由度具有一定的限制作用,進而有效防止強力彈簧在容置槽的槽底四處滑動,繼而增加了該抗震結構的穩(wěn)定性。
本實用新型的進一步設置,所述密封板設有用于向方通內注入彈性抗阻尼材料的注料孔。
通過采用上述技術方案,向方通內填充彈性抗阻尼材料主要有兩種方式:方式一,將方通的一端通過密封板密封,再將工字鋼塞入方通內,再將整個方通豎立,從方通另一沒有密封的一端填入彈性抗阻尼材料,再通過另一密封板將方通密封。由于方通相對較長且重,這種方式操作復雜,不易填充。方式二,將工字鋼塞入方通后,用兩塊密封板使方通密封,并從密封板的注料孔內向方通內注入彈性抗阻尼材料,這種方式不需要將方通豎立,操作相對較為方便。
本實用新型的進一步設置,所述注料孔內插嵌有高壓止水針頭。
通過采用上述技術方案,高壓止水針頭是利用環(huán)壓緊固的原理,頭部設有單向截止閥,可防止彈性抗阻尼材料在高壓推擠下倒噴,避免了彈性抗阻尼材料浪費,同時在注入彈性抗阻尼材料過程中,可以適當增加一定的注漿壓力,以使方通內的彈性抗阻尼材料更加密實,以使抗震緩沖層具有較佳的抗震效果。
本實用新型的進一步設置,所述高壓止水針頭包括橡膠圈,所述橡膠圈的外壁抵觸于注料孔的內壁,所述高壓止水針頭的外壁設有供橡膠圈卡嵌并容置的卡槽。
通過采用上述技術方案,橡膠圈固定于注料孔的內壁和卡槽之后,對高壓止水針頭的外壁和注料孔的內壁之間的縫隙具有密封效果,繼而在注入彈性抗阻尼材料的過程中,彈性抗阻尼材料不易從該縫隙漏出,在密封性更好的情況下,彈性抗阻尼材料可以在方通內填充得更加密實,進一步增加了抗震緩沖層的抗震效果。
本實用新型的進一步設置,所述橡膠圈的外壁設有若干個環(huán)形凸棱,所述環(huán)形凸棱設有抵觸于注料孔的內壁的圓弧面。
通過采用上述技術方案,在將高壓止水針頭插入注料孔的過程中,具有圓弧面的環(huán)形凸棱有利于高壓止水針頭滑入注料孔,加快了安裝效率。
本實用新型的進一步設置,所述方通的外壁設有保溫海綿。
通過采用上述技術方案,保溫海綿具有較佳的保溫作用,進而有利于方通內的彈性抗阻尼材料充分反應以及固化,進一步使方通具有較佳的抗彎折能力,有效提升了該抗震結構的抗震效果。
綜上所述,本實用新型具有以下有益效果:該抗震結構在常態(tài)下隱藏于房屋的角落和墻面之間,從外表上看,該鋼構房屋與常見的房屋無異,但是,在遇到地震時,由于方通本身內填充有彈性抗阻尼材料,進而不易折斷,同時方通還通過強力彈簧和角柱彈性連接,進一步增加了該抗震結構的抗震效果。總的來說本實用新型,結構牢固,隱蔽性好,穩(wěn)定性高,使用壽命長,抗震效果較佳。
附圖說明
圖1是本實施例的結構示意圖;
圖2是本實施例中角柱、彈性組件和方通的裝配關系示意圖,其中一組固定桿件部分切除,以展示延伸板的貫穿孔的結構;
圖3是圖2中A—A面的剖視圖;
圖4是本實施例中高壓止水針頭的結構示意圖;
圖5是圖4中B—B面的剖視圖。
附圖標記:1、角柱;11、螺紋通孔;12、容置槽;121、嵌槽;2、方通;3、工字鋼;4、密封板;41、注料孔;5、抗震緩沖層;6、彈性組件;61、強力彈簧;62、延伸板;621、貫穿孔;63、固定桿件;631、螺母;632、螺紋桿;6321、外螺紋部分;6322、滑移部分;633、限位部;7、高壓止水針頭;71、橡膠圈;711、環(huán)形凸棱;7111、圓弧面;72、卡槽;8、保溫海綿。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。
本具體實施例僅僅是對本實用新型的解釋,其并不是對本實用新型的限制,本領域技術人員在閱讀完本說明書后可以根據需要對本實施例做出沒有創(chuàng)造性貢獻的修改,但只要在本實用新型的權利要求范圍內都受到專利法的保護。
實施例:一種適用于鋼構房屋的抗震結構,如圖1所示,包括分別固定于地面且位于鋼構房屋四個角落的四根角柱1,相鄰的角柱1之間通過方通2支撐,進而常態(tài)下,方通2有效增加房屋的整體結構強度。方通2和角柱1之間通過彈性組件6連接固定。
如圖2所示,彈性組件6包括強力彈簧61、延伸板62和四組固定桿件63,延伸板62呈矩形狀且焊接于方通2的端部,強力彈簧61固定于延伸板62背離方通2的端面,固定桿件63包括兩顆螺母631、螺紋桿632以及螺紋桿632靠近延伸板62的一端一體成型的限位部633,延伸板62的四角均開有供螺紋桿632穿過的貫穿孔621。
角柱1的側面開有供延伸板62、限位部633、強力彈簧61以及部分螺紋桿632容置的容置槽12,容置槽12呈矩形體狀,且容置槽12的槽底的四角設有供螺紋桿632螺紋連接的螺紋通孔11,且容置槽12的槽底的槽底開有供強力彈簧61卡嵌的嵌槽121。
螺紋桿632包括螺紋連接于螺紋通孔11的外螺紋部分6321以及供延伸板62滑移的滑移部分6322。方通2通過彈性組件6彈性連接于角柱1后,當發(fā)生較大的地震時,角柱1在左右搖擺時,進而延伸板62帶動方通2在螺紋桿632的滑移部分6322滑移,會產生擠壓或者拉伸強力彈簧61的力,進而強力彈簧61壓縮或者拉伸,繼而強力彈簧61具有緩沖地震的效果,這種彈性結構與常見房屋的剛性連接相比,使得該抗震結構具有較佳的抗震效果。
如圖3所示,方通2的內部放置有工字鋼3,工字鋼3有效增加了方通2的結構強度。再在方通2的兩端焊接有呈矩形體狀的密封板4,密封板4抵觸于工字鋼3的兩端,進而方通2內除去工字鋼3的部分形成密封的空腔。
密封板4的端面開有連通密封空腔的注料孔41,注料孔41用于向方通2內注入彈性抗阻尼材料,在注料孔41的內壁插入有高壓止水針頭7,進而將彈性抗阻尼材料制成漿料后,可以通過高壓灌漿泵向方通2內注入密實的彈性抗阻尼材料,進而形成抗震緩沖層5??拐鹁彌_層5增加了方通2的抗彎能力,以使方通2不易由于地震而折斷。
在方通2的外壁包裹有一層保溫海綿8,保溫海綿8具有較佳的保溫作用,進而有利于方通2內的彈性抗阻尼材料充分反應以及固化,進一步使方通2具有較佳的抗彎折能力,有效提升了該抗震結構的抗震效果。
如圖4所示,在高壓止水針頭7的上端外壁開有環(huán)形狀的卡槽72,卡槽72內卡嵌有橡膠圈71,橡膠圈71密封于高壓止水針頭7的外壁和圖3中注料孔41的內壁之間的縫隙,具有密封效果,繼而在注入彈性抗阻尼材料的過程中,彈性抗阻尼材料不易從該縫隙漏出,在密封性更好的情況下,彈性抗阻尼材料可以在方通2內填充得更加密實,進一步增加了圖3中抗震緩沖層5的抗震效果。
如圖5所示,橡膠圈71的外壁一體成型有多個環(huán)形凸棱711,相鄰的環(huán)形凸棱711之間具有一定間隙,環(huán)形凸棱711包括抵觸于圖3中注料孔41內側壁的圓弧面7111,圓弧面7111有利于圖3中高壓止水針頭7以及橡膠圈71滑入圖3中注料孔41,加快了安裝效率。
安裝過程:將工字鋼3置于方通2內,再將兩塊密封板4分別焊接于方通2的兩端,再將高壓止水針頭7插入密封板4的注料孔41中,將彈性抗阻尼材料制成漿料,并通過高壓灌漿泵向方通2內注入彈性抗阻尼材料,再在方通2的外表面裹一層保溫海綿8,并在方通2內形成抗震緩沖層5。將延伸板62焊接于方通2的兩端,并使螺紋桿632穿過擴面板的通孔,再將強力彈簧61的一端焊接于延伸板62背離方通2的端面,再使螺紋桿632的外螺紋部分6321旋入螺紋通孔11的同時,使強力彈簧61的另一端插嵌與嵌槽121內,再通過螺母631鎖死螺紋桿632,以實現方通2和角柱1的彈性連接。這種抗震結構由于方通2本身內填充有彈性抗阻尼材料,進而不易折斷,同時方通2還通過強力彈簧61和角柱1彈性連接,進一步增加了該抗震結構的抗震效果。