[发明专利]多维耗能减震型冷弯薄壁型钢结构住宅体系

说明书

本发明公开了多维耗能减震型冷弯薄壁型钢结构住宅体系，该减震型冷弯薄壁型钢结构住宅体系包括底导轨、顶导轨、水平横撑、墙柱、耗能斜撑中部、耗能斜撑屈服段、耗能斜撑端部、刚性斜撑、自攻螺钉、摩擦垫片、覆面板、桁架上弦杆、桁架下弦杆、桁架柱、桁架斜撑、化学螺栓弹簧、螺栓弹簧、质量钢板、波纹钢板、钢筋网片、轻质混凝土板。波纹板‑轻质混凝土‑化学螺栓弹簧‑螺栓弹簧‑质量钢板共同组成了调谐质量耗能装置，有效提高冷弯薄壁型钢结构住宅体系楼盖系统的耗能减震能力。该结构体系的工厂化和集成化的模式突出，施工速度快，集轻质高强与耗能减震优势于一身，具有非常广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种多维耗能减震型冷弯薄壁型钢结构住宅体系，属于装配式轻钢结构减震控制和建筑技术领域，尤其是指冷弯薄壁型钢结构住宅体系通过各种减震装置降低在风荷载及地震作用下结构对动力的响应，达到多维减震耗能的效果。

背景技术

冷弯薄壁型钢结构住宅体系所使用的主要构件来源于冷轧热镀锌钢板，其是钢板或带钢在冷状态下弯曲成的各种断面形状的成品钢材，属于种高效截面钢材，主要的形状是C型或者是U型。冷弯薄壁型钢结构住宅体系主要是由屋盖、楼盖、外墙体、内部隔墙和楼梯等组成，屋盖和楼盖承受竖向荷载，墙体则承受水平荷载和竖向荷载。冷弯薄壁型钢结构住宅体系具有施工速度快、布局灵活、造型种类多、施工环境好、污染小、整体自重较轻和产业化程度高等优点，是符合可持续发展的节能环保住宅体系，具有广阔的研究前景。由于冷弯薄壁型钢结构住宅建造数量逐步增加，同时也向多高层住宅的广泛推广，但是其抗震能力的不足导致其在建设高层住宅时可靠性会降低，尤其是在强震区，只能用于低层结构，无法满足要求，若在抗震烈度设防较高地区应用冷弯薄壁型钢结构住宅体系，需要借助减震技术来提高其耗能能力，因此冷弯薄壁型钢结构住宅体系在减震控制方面的研究亟需开展。

结构的减震控制是通过在结构内设置耗能构件或耗能减震装置等子系统，为结构提供较大的耗能机制来抵御地震产生的荷载，增加结构的抗震能力，有效减小结构的地震反应。按照有无外部能源输入，结构减震控制技术可分为主动控制、被动控制、半主动控制、混合控制等几种，其中，被动控制技术按照不同的减震机理又可分为消能阻尼器、调谐减震、基础隔震等，常见的减震装置也可分为调谐减震装置、摩擦减震装置、金属阻尼减震装置等。

由于在冷弯薄壁型钢结构住宅体系中使用耗能减震装置的研究非常的少，而且大多数的减震耗能研究也是在一维或者是二维方向上，同时冷弯薄壁型钢结构住宅体系构件的内部空间非常的有限，因此如何在保证冷弯薄壁型钢结构住宅体系不改变其构造形式的前提下，又能通过增加耗能装置提高其在多维方向上的减震性能是亟待解决的问题。

发明内容

为了提高冷弯薄壁型钢结构住宅体系在地震作用下的减震耗能能力，本发明提供了一种多维耗能减震型冷弯薄壁型钢结构住宅体系，采用的是摩擦耗能、软钢耗能和调谐耗能等方式，既能实现在三维方向上的耗能减震，也不占据住宅有效使用面积。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

多维耗能减震型冷弯薄壁型钢结构住宅体系，主要包括：底导轨(1)、顶导轨(2)、水平横撑(3)、墙柱(4)、耗能斜撑中部(5)、耗能斜撑屈服段(6)、耗能斜撑端部(7)、刚性斜撑(8)、自攻螺钉(9)、摩擦垫片(10)、覆面板(11)、桁架上弦杆(12)、桁架下弦杆(13)、桁架柱(14)、桁架斜撑(15)、化学螺栓弹簧(16)、螺栓弹簧(17)、质量钢板(18)、波纹钢板(19)、钢筋网片(20)、轻质混凝土板(21)。

冷弯薄壁型钢结构住宅墙体中的底导轨(1)、顶导轨(2)、水平横撑(3)、墙柱(4)通过自攻螺钉(9)相连，自攻螺钉(9)与构件之间内衬摩擦垫片(10)，摩擦垫片(10)采用与型钢有较大摩擦系数的黄铜；摩擦垫片(10)与自攻螺钉(9)和相应构件之间可产生摩擦力，有效实现摩擦耗能减震。