一种采用玻璃钢的新型液体协调阻尼器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种采用玻璃钢的新型液体协调阻尼器，包括钢筋混凝土水箱、十字型截面玻璃钢浆柱、受力钢筋、预埋套筒和焊接钢板；钢筋混凝土水箱内能够容纳协调液体阻尼器液体，且钢筋混凝土水箱顶板和建筑顶层楼板内均设置有受力钢筋和预埋套筒，预埋套筒通过焊接钢板与受力钢筋连接；十字型截面玻璃钢浆柱位于箱体内，且十字型截面玻璃钢浆柱的顶部和底部通过相应的预埋套筒分别与钢筋混凝土水箱顶板及建筑顶层楼板连接。本申请结构简单、施工简便，玻璃钢浆柱的连接方式使其便于施工和维护，既能满足液体协调阻尼器对浆柱刚度和强度的需求，也可降低由于材料重量及腐蚀造成的施工和后期维护成本，提高液体协调阻尼器服役期间的安全可靠性。役期间的安全可靠性。役期间的安全可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种采用玻璃钢的新型液体协调阻尼器


[0001]本技术涉及结构工程高层建筑振动控制
，尤其涉及一种采用玻璃钢的新型液体协调阻尼器。

技术介绍

[0002]传统TLD(液体协调阻尼器)的内部浆柱一般采用混凝土或钢等材料进行设计，而由于水箱构造的复杂性，其多采用现场一体浇筑完成施工。
[0003]采用钢材作为浆柱材料时，其施工过程存在自重大、吊装安装过程繁琐等问题，且钢材极易与水发生化学反应，导致钢材腐蚀，浆柱后期维护困难、维护成本高。采用混凝土作为浆柱材料时，由于变形能力较差，导致TLD(液体协调阻尼器)耗能能力降低，且混凝土需要现场浇筑，存在施工周期长等问题。
[0004]目前，复合材料的生产工艺不断成熟且在多个行业领域内广泛使用，因此如何将此类性能优良的复合材料更为合理的应用于液体协调阻尼器设计中，突破现有材料和施工工艺对TLD(液体协调阻尼器)应用的限制，是科学研究及工程实践中亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种采用玻璃钢的新型液体协调阻尼器，以解决
技术介绍
中提到的问题。本技术方法可适用于超高层建筑风振控制的新型协调液体阻尼器设计，能够充分发挥玻璃钢复合材料耐腐蚀、自重轻的材料优势。采用本技术的新型协调液体阻尼器浆柱，既能够满足强度和刚度的需求，也可降低由于材料重量及腐蚀造成的施工和后期维护成本，提高液体协调阻尼器服役期间的安全可靠性。
[0006]为了实现本专利技术目的，本技术提供的一种采用玻璃钢的新型液体协调阻尼器，包括钢筋混凝土水箱、十字型截面玻璃钢浆柱、受力钢筋、预埋套筒和焊接钢板；
[0007]所述钢筋混凝土水箱包括钢筋混凝土水箱顶板和钢筋混凝土水箱侧墙，钢筋混凝土水箱侧墙底部用于与建筑顶层楼板固定连接，钢筋混凝土水箱顶板用于固定在钢筋混凝土水箱侧墙的顶部，钢筋混凝土水箱顶板、钢筋混凝土水箱侧墙和建筑顶层楼板围拢形成箱体，箱体内能够容纳协调液体阻尼器液体，且钢筋混凝土水箱顶板和建筑顶层楼板内均设置有受力钢筋和预埋套筒，预埋套筒通过焊接钢板与受力钢筋连接；
[0008]十字型截面玻璃钢浆柱位于箱体内，且十字型截面玻璃钢浆柱的顶部和底部通过相应的预埋套筒分别与钢筋混凝土水箱顶板及建筑顶层楼板连接。
[0009]进一步地，所述钢筋混凝土水箱通过现场施工制得。
[0010]进一步地，所述十字型截面玻璃钢浆柱在工厂预制得到。
[0011]进一步地，预埋套筒通过塑料薄膜进行密封。
[0012]进一步地，十字型截面玻璃钢浆柱包括十字型截面浆柱、固定在十字型截面浆柱两端的玻璃钢浆柱连接板和沿十字型截面浆柱长度方向设置的多个浆柱加劲肋。
[0013]进一步地，浆柱加劲肋按照构造要求，其厚度与十字型截面浆柱厚度保持一致，数
量依据浆柱高度以预设的间距(如500mm)进行布置，整个浆柱的侧向位移、最大弯矩，应满足如下公式要求：
[0014][0015][0016][0017][0018]式中：F
max
为通过试验及模拟分析得到浆柱底部最大剪力；R
A
为玻璃钢浆柱底部反力；M
max
表示浆柱底部受水流作用的最大弯矩；M
A
为玻璃钢浆柱底部弯矩；E为玻璃钢弹性模量；L为玻璃钢浆柱长度；l为协调液体阻尼器液体高度。
[0019]进一步地，玻璃钢浆柱连接板上开设有螺栓连接预留孔，玻璃钢浆柱连接板和预埋套筒之间通过高强螺栓和螺栓连接预留孔的配合实现连接。
[0020]进一步地，钢筋混凝土水箱采用C20、C25或C30等级混凝土。
[0021]进一步地，受力钢筋采用HRB400级钢筋。
[0022]进一步地，所述十字型截面玻璃钢浆柱采用FRP掺量42.5％、43.7％、44.55％或以上的玻璃钢材料。
[0023]进一步地，钢筋混凝土水箱的尺寸依据使用功能、建筑顶层楼板强度和变形进行设计。
[0024]进一步地，十字型截面玻璃钢浆柱的尺寸满足如下公式要求：
[0025][0026][0027]式中：M
x
、M
y
为通过试验及模拟分析得到的浆柱底部最大弯矩；W
nx
、W
ny
为玻璃钢浆柱净截面模量；γ
x
、γ
y
为玻璃钢浆柱截面塑性发展系数；f
g
为玻璃钢抗弯强度设计值；V为通过试验及模拟分析得到的浆柱底部最大剪力；S为玻璃钢浆柱毛截面面积矩；I为玻璃钢浆柱毛截面惯性矩；t
w
为十字型截面玻璃钢浆柱厚度；f
vg
为玻璃钢抗剪强度设计值。
[0028]进一步地，预埋套筒强度、焊接钢板长度、高强螺栓直径和强度应满足如下公式要求：
[0029][0030][0031]式中：N
Ed
、V
Ed
为预埋套筒拉力、剪力荷载设计值；N
Rd,s
、V
Rd,s
为预埋套筒拉力、剪力
承载力设计值；D为建筑顶层楼板及钢筋混凝土水箱纵向受力钢筋的直径；f
t
为建筑顶层楼板及钢筋混凝土水箱纵向受力钢筋的抗拉强度；K为双面角焊缝应力集中系数；h
e
为角焊缝有效高度；l
w
为焊缝的计算长度；l
dw
为单面焊缝的计算长度。
[0032]本技术实施的步骤如下：
[0033](1)依据建筑顶层楼板承载力和实际消防功能需求，设计钢筋混凝土水箱的尺寸和配筋。
[0034](2)通过TLD水箱振动台试验和CFD模拟，测定50年重现风荷载作用下浆柱底部x和y方向的最大剪力F
x
、F
y
，最大弯矩M
x
、M
y
。
[0035](3)依据试验和CFD模拟结果，计算玻璃钢浆柱的抗弯承载力、抗剪承载力、弯曲变形，设计玻璃钢浆柱的截面尺寸、加劲肋数量和厚度。
[0036](4)依据试验和CFD模拟结果，计算玻璃钢浆柱连接部位抗剪承载力，设计预埋套筒强度、焊接钢板长度、高强螺栓数量和强度。
[0037](5)完成截面设计后，依据套筒预埋、浆柱吊装、浆柱高强螺栓连接、模板拼装、钢筋绑扎、套筒焊接、水箱混凝土浇筑、高强螺栓紧固的施工顺序，完成所述玻璃钢的新型液体协调阻尼器安装。
[0038]相比现有技术，本技术的液体协调阻尼器的有益效果在于：
[0039](1)可有效利用玻璃钢自重轻的优势，避免由于钢材自重大等造成的施工复杂等问题，减少施工机械和工作人员，提高液体协调阻尼器吊装及安装过程的施工效率，降低整个施工成本；
[0040](2)充分利用玻璃钢材料耐腐蚀特性，克服传统钢材由于化学反应造成的长期腐蚀维护过程，降低液体协调阻尼器的后维护成本，增强此类构件的应用推广性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用玻璃钢的新型液体协调阻尼器，其特征在于，包括钢筋混凝土水箱、十字型截面玻璃钢浆柱、受力钢筋(10)、预埋套筒(9)和焊接钢板(11)；所述钢筋混凝土水箱包括钢筋混凝土水箱顶板(2)和钢筋混凝土水箱侧墙(1)，钢筋混凝土水箱侧墙(1)底部用于与建筑顶层楼板(3)固定连接，钢筋混凝土水箱顶板(2)用于固定在钢筋混凝土水箱侧墙(1)的顶部，钢筋混凝土水箱顶板(2)、钢筋混凝土水箱侧墙(1)和建筑顶层楼板(3)围拢形成箱体，箱体内能够容纳协调液体阻尼器液体(13)，且钢筋混凝土水箱顶板(2)和建筑顶层楼板(3)内均设置有受力钢筋(10)和预埋套筒(9)，预埋套筒(9)通过焊接钢板(11)与受力钢筋(10)连接；十字型截面玻璃钢浆柱位于箱体内，且十字型截面玻璃钢浆柱的顶部和底部通过相应的预埋套筒(9)分别与钢筋混凝土水箱顶板(2)及建筑顶层楼板(3)可拆卸连接。2.根据权利要求1所述的一种采用玻璃钢的新型液体协调阻尼器，其特征在于，所述钢筋混凝土水箱通过现场施工制得。3.根据权利要求1所述的一种采用玻璃钢的新型液体协调阻尼器，其特征在于，所述十字型截面玻璃钢浆柱...

【专利技术属性】
技术研发人员：范延静，潘建荣，李彬，谢壮宁，王湛，胡方鑫，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：