专利名称：适用于密肋复合墙体的小型耗能填充装置的制作方法地震是一种破坏性极大的自然灾害，有着难于把握的复杂性和不确定性，强烈地震动瞬间释放的能量可使一座城市遭受毁灭性的破坏，给人们生命财产带来巨大损失。地震造成灾难的主要原因是工程结构在地面运动作用下产生很大的惯性力，从而导致结构严重破坏或倒塌。在对结构抗震性能的研究过程中，工程技术人员提出了很多耗能减震的结构形式。结构耗能减震体系，就是把结构物的某些非承重构件(如支承，剪力墙，连接件等)设计成耗能构件，或在结构的某部位(层间空间，结点，联接缝等)装设耗能装置。在风或小震作用下，这些耗能构件或耗能装置具有足够的初始刚度，处于弹性状态，结构物仍具有足够的侧向刚度以满足使用要求。但是，当出现中、大地震时，耗能构件或耗能装置率先进入耗能状态，大量消耗输入结构的地震能量，使主体结构避免出现明显的非弹性状态，并迅速衰减结构的地震反应(位移、速度、加速度等)，从而保护主体结构及构件在大震中免遭破坏，确保主体结构在大震中的安全。耗能构件可根据情况需要选用不同的形式，如耗能支撑、耗能剪力墙、耗能节点、耗能联结、耗能支承或悬吊构件等。但是这些结构体系存在很大不足，耗能装置设置在结构中，为非标准化产品，体积庞大，加工工艺复杂、难度大，施工安装工期长，造价高昂。中国发明专利的专利号为200610001006.6的公开了一种名称为"密肋结构体系及其连接施工工艺方法"。该发明的密肋结构体系包括密肋复合墙板、隐形框架和楼板。密肋复合墙板是钢筋混凝土和轻质材料复合而成的网格状建筑构件，由结构墙体用截面较小的钢筋混凝土梁柱即肋梁柱进行划分，并在格子中嵌入轻质材料填充块而形成;其中的隐形框架是由嵌套在密肋复合墙板外围的外框柱、连接柱及暗梁组成，可采用普通钢筋混凝土梁柱、型钢钢筋混凝土梁柱或钢结构梁柱。楼板采用现浇混凝土、现浇或预制的密肋复合楼板、预应力叠合楼板或异型预应力空心楼板的形式。填充材料是由具有一定强度、容重及弹模较小的轻质材料加工而成，该结构体系适用于多层和中高层住宅建筑。密肋复合墙板主要靠结构材料塑性变形耗散能量，传统的密肋复合墙板中，填充砌块采用了普通的加气混凝土砌块、EPS轻骨料混凝土、植物纤维水泥基块材、轻质粉煤灰砌块等，由于其材性的缺点，导致普通填充砌块存在以下缺点和不足。(1) 阻尼比较低，耗能能力欠缺，因而导致结构在破坏阶段损伤严重，危及结构的使用功能。(2) 加气硅酸盐砌块的制备工序比较复杂，质量不易控制，此外在结构的破坏阶段，砌块发生破碎脱落，可能造成内部人员的伤亡。(3) 传统的硅酸盐填充砌块，材料单一，在一些材料缺乏或者制备条件受到限制的地区缺少可供选择的替代填充材料。因此有必要对密肋结构体系中填充耗能装置进行改进。

针对上述结构体系存在的缺陷，本实用新型提出了一种适用于密肋复合结构的小型耗能填充装置，有效的解决现有填充砌块存在的问题。
本实用新型的目的是对密肋复合墙板进行改进，研究一种承载能力大、质量轻、耗能能力强、整体性好的耗能填充装置，以其取代传统的填充砌块。在对 采用密肋复合墙板的密肋结构体系抗震性能的研究过程中，申请人发现，墙板耗 能能力的好坏是影响密肋结构体系地震反应的主要因素之一。在本实用新型中， 申请人:研究了一种小型耗能填充装置，将其应用到密肋复合墙中，能够达到提高 墙体耗能能力的效果。填充新型耗能装置的密肋复合墙板应用到密肋壁板结构 中，可以提高整个结构的耗能减震能力。
为实现上述实用新型目的而采用的技术解决方案是这样的 一种适用于密肋复合墙体的小型耗能填充装置，所述耗能填充装置由型钢 立柱与上横梁和下横梁焊接而成，在上横梁的顶部和下横梁的底部设置抗剪连 接键。将该耗能填充装置填充到密肋体系的框格中并与肋梁连接，从而起到承 重和耗能的目的。
抗剪连接键长度为60 80mm，抗剪连接键均匀布置，横向和纵向间距为 150 200mm。在浇筑肋格混凝土的时候，抗剪连接键伸入肋梁混凝土内，实现 耗能装置与肋格的有效连接。
所述的型钢立柱由H型钢、槽钢、冷弯薄壁型钢或钢板制作，以保证其外 部留有足够的保护层和保温层厚度。型钢立柱沿肋梁均匀布置，间距为200 250mm。
上横梁和下横梁采用钢板制作。
型钢立柱在中部切割形成圆弧形开口或长圆孔，削弱后型钢立柱截面面积大 于原型钢立柱截面的60%，开孔不但保证整个耗能装置在荷载作用下变形发生 在中部，而且型钢立柱开孔增大了与填充泡沫混凝土之间的作用，从而提高装 置的耗能能力。
所述的小型耗能填充装置内部填充泡沬混凝土，整个装置外部覆盖聚苯板保 温层。以实现填充装置耗能、隔热、保温一体化。 本实用新型与现有技术相比具有以下的优点1. 与目前本结构体系常用的轻质加气硅酸盐砌块填充材料相比，本耗能填 充装置利用延性性能好的钢构件作为耗能填充装置，利用型钢柱的侧向变形吸 收能量，装置耗能能力强，更充分的发挥第一道防线的作用。而且型钢柱在结 构的破坏阶段仍未屈服，还能承受相当的竖向荷载，从而保证结构的抗倒塌性 能。与普通密肋复合墙相比填充新型阻尼填充装置的密肋复合墙，其耗能能力 和极限承载力大大提高。
2. 与目前常见的各种阻尼器装置相比，本实用新型的耗能装置利用型钢柱 的变形耗能，装置填充在墙体内，不占用建筑物使用空间，服役期间也无需特 殊检査与维护，完满解决了阻尼器与建筑功能的协调问题。此外，本装置由型 钢焊接而成，经济性好，可以在密肋复合结构中重点部位使用，提高结构的整 体抗震能力。
3. 本实用新型装置在由于型钢排架的约束，内部的填充物在结构的破坏阶 段不会发生破碎脱落，装置的整体性好，适于整体更换，快速维修。同时避免 了由于砌块开裂脱落造成的非结构构件的损坏和对人身安全的威胁。
4. 与普通硅酸盐填充材料相比，本实用新型装置具有良好的塑性变形能力， 在大震作用下避免了由于脆性破坏造成的突然倒塌。
5. 外包轻质高延性材料，如泡沫混凝土后，构件的导热系数低。填充在框 格内，整个墙体的保温、隔热性能符合国家节能标准。本装置制作方便，适宜 工厂化生产。
本实用新型发展了密肋复合墙的形式，充分发挥了密肋复合墙第一道抗震防 线的作用。本实用新型对密肋结构体系的应用和发展会产生深刻重大的影响。


图1为本实用新型的适用于密肋复合墙体的小型耗能填充装置的整体示意图。图2为本实用新型的实施例型钢立柱为槽钢或冷弯薄壁C型钢同向排列方 式的示意图。
图3为本实用新型的实施例型钢立柱为槽钢或冷弯薄壁C型钢相对排列方 式的示意图。
图4为本实用新型的实施例型钢立柱为H型钢的示意图。
图5为本实用新型的实施例型钢立柱为窄钢板的示意图。
图6为本实用新型的实施例型钢立柱采用整体横向开孔钢板的示意图。
图7为本实用新型的实施例采型钢立柱用整体竖向开孔钢板的示意图。

以下将结合附图对实用新型的实施例作进一步详细描述。 以密肋复合墙肋格尺寸为lmX lm，肋梁截面宽度240mm为例。 实施例一
型钢立柱1采用冷弯薄壁C形型钢，其实施过程如下
参见图2所示，型钢立柱1采用C100X40X3冷弯薄壁C型钢制成，高度 990mm。上横梁2和下横梁3采用5mm钢板制成，长度为1000mm，宽度为 140mm。将型钢立柱1中部1/3 (L6=330mm)范围内翼缘切割成圆弧形开口， 最大切割尺寸L4-20mm，削弱后的型钢立柱1截面面积为原型钢立柱截面面积 的70%。将型钢立柱1与上横梁2和下横梁3焊接，型钢立柱l同向放置，沿 肋格纵向均匀布置，间距L3=250mm。型钢立柱1边缘到上横梁2和下横梁3 端部的距离Ll-100mm，型钢立柱1的翼缘宽度L2=40mm。上横梁2和下横 梁3上焊接长度为60mm的抗剪连接键4，抗剪连接键均匀布置，横向和纵向间 距L5二200mm。焊接好的小型耗能装置放置在模板内，内部填充泡沫混凝土， 外部覆盖聚苯板保温层，形成填充砌块。型钢立柱1相对放置时参见图3所示。 当型钢立柱1采用槽钢制成时，实施过程与此实施例相同。实施例二
型钢立柱1采用H型钢，其实施过程如下
参见图4所示，型钢立柱1采用H 100X 100X6X8型钢制成，高度990mm。 上横梁2和下横梁3采用5mm钢板制成，长度为1000mm，宽度为140mm。型 钢立柱1在中部1/3 (L6=330mm)高度范围内将腹板切割出5个长方形圆角开 孑L，开孔高度L7二30mm，长度L4二60mm，间距L8二50mm，削弱后型钢立柱 1截面面积为原型钢立柱截面的68%。将型钢立柱1与上横梁2和下横梁3焊 接，型钢立柱1沿肋格纵向均匀布置，间距L3-250mm。型钢立柱1边缘到装 置横梁端部的距离Ll = 100mm。上横梁2和下横梁3上焊接长度为80mm的抗 剪连接键4，抗剪连接键均匀布置，横向和纵向间距L5二150mm。焊接好的小 型耗能装置放置在模板内，内部填充泡沫混凝土，外侧覆盖聚苯板保温层等， 形成填充砌块。
实施例三
型钢立柱l采用窄钢板，其实施过程如下
参见图5所示，型钢立柱1采用一250X5钢板制成，高度990mm。上横梁 2和下横梁3采用5mm钢板制成，长度为1000mm，宽度为100mm。型钢立柱 1在中部1/3 (L6=330mm)高度范围内将腹板切割出圆弧形开口 ，最大切割尺 寸L4-40mm，削弱后型钢立柱1截面面积为原型钢立柱截面的64%。将型钢 立柱1与上横梁2和下横梁3焊接，型钢立柱1沿肋格纵向均匀布置，间距L3 二100mm。型钢立柱l边缘到横梁端部的距离Ll二25mm，钢板宽度L2二250mm。 上横梁2和下横梁3上焊接长度为60mm的抗剪连接键4，抗剪连接键均匀布置， 横向和纵向间距为L5二200mm。焊接好的小型耗能装置放置在模板内，内部填 充泡沫混凝土，外侧覆盖聚苯板保温层，形成填充砌块。
实施例四
型钢立柱1采用整体开孔钢板，其实施过程如下参见图6所示，型钢立柱1采用一900X5钢板制成，高度990mm。上横梁 2和下横梁3采用5mm钢板制成，长度为1000mm，宽度为100mm。型钢立柱 1在中部1/3 (L6=330mm)高度范围内开3个横向长方形圆角开孔，开孔高度 L4=50mm，长度L3=500mm，间距L7=60mm。将型钢立柱1与上横梁2和 下横梁3焊接，型钢立柱1边缘到装置横梁端部的距离Ll二50mm，钢板的宽度 L2=900mm。上横梁2和下横梁3上焊接长度为60mm的抗剪连接键4，抗剪 连接键均匀布置，横向和纵向间距L5二200mm。焊接好的小型耗能装置放置在 模板内，内部填充泡沫混凝土，外侧覆盖聚苯板保温层等，形成填充砌块。型 钢立柱l开孔方式为竖向时，在中部1/3 (L6=330mm)高度范围内开5个竖向 长方形圆角开孔，开孔宽度L4二50mm,长度L3:330mm，间距L7=80mm。 其他实施过程与此实施例相同，参见图7所示。
当肋格为钢筋混凝土时，浇筑肋格混凝土之前，将填充块放入肋格钢筋骨架 中，剪力连接键伸入肋格混凝土中，使小型耗能装置和框格有效连接。当肋格 为钢骨混凝土时，通过小型耗能装置预留的连接件将其与肋格型钢骨架焊接。