專利名稱：螺栓連接構(gòu)造和阻尼器構(gòu)造的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)構(gòu)筑物的螺栓連接構(gòu)造和采用這種螺栓連接構(gòu)造的阻尼器構(gòu)造。
背景技術(shù)：
構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)用鋼板之間用高強(qiáng)度螺栓來實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)行的螺栓連接通常是通過摩擦力來傳遞外力，沒有考慮摩擦面的滑動。可是近年來隨著技術(shù)的發(fā)展，允許滑動并且讓滑動來吸收能量(參照日本專利文獻(xiàn)1特開平08-193635號公報(bào)；日本專利文獻(xiàn)2特開2001-336560號公報(bào))，還有允許滑動并能提高摩擦系數(shù)(參照『高力ボルト摩擦すべり接合に関する研究、その1.ァルミニゥム合金板を摺勤材に利用レた接合要素実験』日本建筑學(xué)會構(gòu)造系論文集，No.537，2003.11)的螺栓連接構(gòu)造被提出來了。例如，在用高強(qiáng)螺栓進(jìn)行連接的鋼板之間插入摩擦板，并使用碟形彈簧墊來保持螺栓拉力不產(chǎn)生大的變動，這些主要用在作為阻尼器的斜支撐里。另外，在鋼板之間插入鋁板，然后再用高強(qiáng)螺栓固定，滑動開始時(shí)的摩擦系數(shù)雖然只有約0.4，僅僅滑動1mm的過程中就上升到約0.8的實(shí)驗(yàn)結(jié)果也被得到證實(shí)。
圖17展示了一種現(xiàn)行的螺栓連接結(jié)構(gòu)，在這種螺栓連接結(jié)構(gòu)中，一邊是滑動板15，另一邊是為了使滑動板15自在滑動而重疊設(shè)置的摩擦板16，在滑動板15和摩擦板16之間插入摩擦材料17，加壓方向除了高強(qiáng)螺栓19外還附加了碟形彈簧墊圈18。實(shí)際使用中，如果前述螺栓連接結(jié)構(gòu)中的滑動板15和摩擦板16是異種金屬，離子化傾向的差異必然會導(dǎo)致電蝕作用，接觸面就可能生銹。生銹又會導(dǎo)致摩擦系數(shù)變化，進(jìn)而導(dǎo)致不能得到所定的摩擦力和阻尼作用等問題。此外，作為附加手段的碟形彈簧墊圈價(jià)格比較高，多層重疊使用還會增加厚度，增大直徑又會引起施工困難等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于本發(fā)明想解決的課題是如果采用現(xiàn)行的摩擦系數(shù)0.45進(jìn)行設(shè)計(jì)，接合部的所要螺栓的數(shù)量會較多，從而，難以實(shí)現(xiàn)低成本以及構(gòu)造簡潔化的問題，以及現(xiàn)行的螺栓連接結(jié)構(gòu)中涉及的異種金屬在接觸中，接觸面就可能生銹的問題。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種螺栓連接構(gòu)造，其特征在于在構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)用鋼板的重疊部分的外側(cè)加設(shè)彈性材料和壓板，再由螺母對貫穿這些材料的螺栓導(dǎo)入所定的拉力；在前述結(jié)構(gòu)用鋼板之間，至少插入下列板材中的一種，鋁板，銅板，鉛板，黃銅板，鈦板，鋅板，鎳板，鉈板，不銹鋼板，銀板，金板，白金板，銦板，鋇板，或者這些金屬的合金板，以及以這些金屬為加鍍材料而成的鐵板，或者氧化鋁板，氧化鋯板，氧化鈦板，氧化鋅板，氮化硼板，氮化硅板，氮化鋁板，炭化硅板，炭化鈦板，硼化物板，硫化物板，以及它們的復(fù)合陶瓷板；對上述夾在鋼板之間的非鐵金屬板或者復(fù)合陶瓷板的表面至少對外周面用絕緣材料進(jìn)行防水處理。
另外，和本發(fā)明有關(guān)的螺栓連接構(gòu)造還包括以下要點(diǎn)。在構(gòu)筑物的非鐵金屬板或者復(fù)合陶瓷板和鋼板的重疊部分的外側(cè)設(shè)置彈性材料和壓板，再由螺母對貫穿這些材料的螺栓導(dǎo)入所定的拉力，并且，至少要對上述重疊部分的接觸面的外周用絕緣材料進(jìn)行防水處理。還有，上述彈性材料是由非金屬彈性材料和金屬板交替迭合而成，或者是周圍用金屬裹緊的非金屬彈性材料。上述非鐵金屬板或者復(fù)合陶瓷板和夾在它們兩邊的鋼板的接觸面中，可以滑動的一側(cè)的接觸面中至少一側(cè)須進(jìn)行粗糙面處理，不允許滑動的一側(cè)的接觸面則須通過樹脂系列膠水粘接，焊接，熔融金屬等使它一體化。此外，連接鋼板中的至少一枚開有長條形的或者比較大的螺栓孔，以便鋼板可以滑動等。
采用本發(fā)明所述的螺栓連接結(jié)構(gòu)的阻尼器構(gòu)造，其特征在于接合鋼板中至少一枚開有長條形的或者比較大的螺栓孔，在大振動和小振動時(shí)開始滑動的摩擦力不同，把具有不同摩擦力的部分沿著滑動方向串接起來，并且對其中小振動時(shí)就開始滑動的螺栓連接構(gòu)造部分的非鐵金屬板或者復(fù)合陶瓷板和夾在它們兩邊的鋼板之間的相對滑動量能進(jìn)行有效限制。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于由于本發(fā)明涉及的螺栓連接構(gòu)造以及阻尼器構(gòu)造中采用了非鐵金屬板或者復(fù)合陶瓷板與鋼板交替疊合，鋼板之間的摩擦系數(shù)大幅度增大，另外通過用絕緣材料進(jìn)行防水處理，可以有效防止不同金屬之間腐蝕的發(fā)生。
此外，彈性材料例如周圍用金屬裹緊的橡膠或合成革等，或者由前述非金屬彈性材料和金屬板交替迭合而成的多層構(gòu)造，可以在高應(yīng)力下使用。
對結(jié)構(gòu)用鋼板和非鐵金屬板或者復(fù)合陶瓷板的接觸面中的任意一個(gè)摩擦面，例如通過鐵毛刷進(jìn)行毛面處理，在表面形成微小的凹凸，鋼板和非鐵金屬板等之間的摩擦系數(shù)會更大。
在結(jié)構(gòu)用鋼板中開有長條形的或者比較大的螺栓孔，使得鋼板和非鐵金屬板之間可以相對滑動。利用滑動時(shí)的摩擦力可以吸收地震和風(fēng)等的外力引起的振動能量，可作為減振(震)耗能裝置使用。
大振動用的阻尼器和小振動用的阻尼器串接起來形成的構(gòu)造體，能對應(yīng)作用在構(gòu)筑物上的如地震等引起的大荷載及大變形的振動能量，和風(fēng)等引起的小荷載及小變形的振動能量，通過設(shè)置有效的位移控制手段，可實(shí)現(xiàn)兩種阻尼器之間的動作切換。
本發(fā)明實(shí)施中具有明顯的技術(shù)效果本發(fā)明的螺栓連接構(gòu)造，在構(gòu)造物的結(jié)構(gòu)用鋼板的重疊部分外側(cè)設(shè)置彈性材料和壓板，再由螺母對貫穿這些材料的螺栓導(dǎo)入所定的拉力，并且，在上述連接鋼板之間至少插入下列板材中的一種，鋁板，銅板，鉛板，鈦板，鋅板，鎳板，鉈板，不銹鋼板，銀板，金板，白金板，銦板，鋇板，或者這些金屬的合金板，以及以這些金屬為加鍍材料而成的鐵板，或者氧化鋁板，氧化鋯板，氧化鈦板，氧化鋅板，氮化硼板，氮化硅板，氮化鋁板，炭化硅板，炭化鈦板，硼化物板，硫化物板，以及它們的復(fù)合陶瓷板。同時(shí)還要對上述夾在鋼板之間的非鐵金屬板或者復(fù)合陶瓷板的表面至少外周面用絕緣材料進(jìn)行防水處理。因此，構(gòu)造鋼板和非鐵金屬板或者復(fù)合陶瓷板之間的摩擦系數(shù)會增大，而且，摩擦面經(jīng)過防腐蝕處理，摩擦系數(shù)可以維持安定不變，可以形成性能安定的連接構(gòu)造。同時(shí)，還可以減少所需的螺栓數(shù)量。另外，由于產(chǎn)生滑動開始后摩擦力依然不下降，可以象鋼材的屈服那樣進(jìn)行構(gòu)件的塑性設(shè)計(jì)。
如果是利用滑動來吸收能量為目的，則需要設(shè)置彈性材料和壓板，使摩擦力保持穩(wěn)定。如果僅想增大摩擦力且允許約1mm的滑動，則可以不要彈性材料和壓板，實(shí)現(xiàn)低成本。
在構(gòu)筑物的非鐵金屬板或者復(fù)合陶瓷板和結(jié)構(gòu)用鋼板的重疊部分的外側(cè)設(shè)置彈性材料和壓板，再由螺母對貫穿這些材料的螺栓導(dǎo)入所定的拉力，在這樣的連接構(gòu)造中，由于至少對上述重疊部分的接觸面的外周用絕緣材料進(jìn)行防水處理，腐蝕的防止可以維持長久的性能。
前述彈性材料要求不產(chǎn)生徐變和松弛能長期維持一定的壓力。采用周圍用金屬裹緊的不發(fā)生材料劣化的橡膠或合成革等非金屬彈性材料，或者由這些非金屬彈性材料和金屬板交替迭合而成的多層構(gòu)造均可。這樣的彈性材料，在高壓應(yīng)力下也可以使用，并且可以實(shí)現(xiàn)構(gòu)造簡單和低成本。
上述非鐵金屬板或者復(fù)合陶瓷板和夾在它們兩邊的鋼板的接觸面中，可以滑動的一側(cè)的接觸面中至少一側(cè)須進(jìn)行毛面處理，不允許滑動的一側(cè)的接觸面則須一體化，或者通過樹脂系列膠水粘接，焊接，熔融金屬等使它一體化。這樣，滑動面和非滑動面區(qū)分明確，易于施工，而且可以增大摩擦系數(shù)。
在連接鋼板中的至少1枚上開有長條形的或者比較大的螺栓孔，使鋼板和非鐵金屬板之間可以相對滑動，這種構(gòu)造可以作為阻尼器使用，發(fā)揮減振(震)耗能使用。
和本發(fā)明相關(guān)的阻尼器構(gòu)造中，把摩擦力不同的大振動用和小振動用的螺栓連接構(gòu)造沿著滑動方向串接起來，并且能對其中小振動用的部分的非鐵金屬板或者復(fù)合陶瓷板與夾在它們兩邊的鋼板之間的相對滑動量進(jìn)行有效限制。這樣，作用在構(gòu)筑物上的外荷載，例如地震荷載和風(fēng)荷載，即使大小不同，也可連續(xù)吸收由這兩種荷載引起的振動能量。


圖1-1、和本發(fā)明相關(guān)的螺栓連接構(gòu)造體，其中(A)是正面圖，(B)是平面圖，(C)是A-B線為切斷面的斷面圖。
圖1-2、本發(fā)明相關(guān)的彈性材料實(shí)施例，其中(A)是正面圖，(B)是底面圖。
圖1-3、是螺栓連接構(gòu)造體中含有復(fù)數(shù)種非鐵金屬板7的實(shí)施例的斷面圖。
圖1-4、和其它的實(shí)施例相關(guān)的螺栓連接構(gòu)造體的正面圖。
圖2、同螺栓連接構(gòu)造體中的間隙δ和摩擦系數(shù)μ的關(guān)系說明圖。
圖3、采用同碟形彈簧墊圈的場合的實(shí)施例的螺栓連接構(gòu)造體的正面圖。
圖4、同結(jié)構(gòu)用鋼板和非鐵金屬板之間的摩擦面上實(shí)施刷毛處理的實(shí)施例的正面圖。
圖5、同結(jié)構(gòu)用鋼板和非鐵金屬板之間的摩擦面上實(shí)施刷毛處理的另一種實(shí)施例的正面圖。
圖6、用絕緣材料對非鐵金屬板全表面進(jìn)行防水處理的實(shí)施例的正面圖。
圖7、一種作為減振耗能阻尼器使用時(shí)的螺栓連接構(gòu)造體實(shí)施例，其中(A)是正面圖，其中(B)是C-D線為切斷面的斷面圖。
圖8、是圖7所述螺栓連接構(gòu)造體中的間隙δ和荷載Q的關(guān)系說明圖。
圖9、是圖7所述螺栓連接構(gòu)造體的一種使用例的說明圖。
圖10、是圖7所述螺栓連接構(gòu)造體的另一種使用例的說明圖。
圖11、另一種作為減振耗能阻尼器使用時(shí)的螺栓連接構(gòu)造體實(shí)施例，其中(A)是正面圖，其中(B)是E-F線為切斷面的斷面圖。
圖12、是圖11所述螺栓連接構(gòu)造體中的間隙δ和荷載Q的關(guān)系說明圖。
圖13、又一種作為減振耗能阻尼器使用時(shí)的螺栓連接構(gòu)造體實(shí)施例，其中(A)是正面圖，(B)是G-H線為切斷面的斷面圖。
圖14、表示螺栓連接構(gòu)造體的使用狀態(tài)，其中(A)是正面圖，(B)是一種彈性材料實(shí)施例，(C)是另一種彈性材料實(shí)施例。
圖15、同螺栓連接構(gòu)造體的正面圖及其間隙δ和摩擦系數(shù)μ的關(guān)系說明圖，其中(A)是正面圖，(B)其間隙δ和摩擦系數(shù)μ的關(guān)系說明圖。
圖16、其他形式的一種作為減振耗能阻尼器使用時(shí)的螺栓連接構(gòu)造體實(shí)施例，其中(A)是正面圖，(B)是E-F線為切斷面的斷面圖。
圖17現(xiàn)行的一種相關(guān)的螺栓連接構(gòu)造體的正面圖。
圖18、一種非鐵金屬板與鋼板連接的實(shí)施例。
在上述的各圖中1，1a，23，24，29、螺栓連接構(gòu)造；2b、限制孔；2，11、結(jié)構(gòu)用鋼板；3、彈性材料；3a、金屬管；3b、橡膠體；3c、螺栓孔；3d、碟形彈簧墊圈4、壓板5，5a，5b，19、高強(qiáng)度螺栓；6，6a、螺母；7，7a、非鐵金屬板；8、絕緣材料；9、刷毛處理 10、接合劑層；11a、條形孔；12，13，14、螺栓連接構(gòu)造；15、滑動板；16、摩擦板；17、摩擦材料；18、碟形彈簧墊圈；20、柱；21、梁；22、支撐；25、彈性材料；26、限制裝置；27、突出板；28、調(diào)整杯罩。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
如圖1-1(A)，(B)，(C)所示，在構(gòu)筑物的所要尺寸的兩塊結(jié)構(gòu)用鋼板2的重疊部分2a的外側(cè)設(shè)置橡膠或合成革等制成的非金屬彈性材料，或者由該非金屬彈性材料和金屬板(薄鋼板)交替迭合而成的多層構(gòu)造(圖1-2參照)的彈性材料3和金屬制的壓板4，再由螺母6對貫穿這些材料的高強(qiáng)度螺栓5導(dǎo)入所定的拉力。
連接對象的復(fù)數(shù)枚結(jié)構(gòu)用鋼板2之間，至少插入下列非鐵金屬板7或者復(fù)合陶瓷板7中的一種，鋁板，銅板，鉛板，黃銅板，鈦板，鋅板，鎳板，鉈板，不銹鋼板，銀板，金板，白金板，銦板，鋇板，或者這些金屬的合金板，以及以這些金屬為加鍍材料而成的鐵板，或者氧化鋁板，氧化鋯板，氧化鈦板，氧化鋅板，氮化硼板，氮化硅板，氮化鋁板，炭化硅板，炭化鈦板，硼化物板，硫化物板，以及它們的復(fù)合陶瓷板。
此外，夾在兩結(jié)構(gòu)用鋼板2之間的非鐵金屬板7或者復(fù)合陶瓷板7的表面中至少外周面用絕緣材料8，例如，粘彈性材料，粘性材料，硅膠，油脂，瀝青，木焦油，塑膠，橡膠等通過粘接，或者外涂等進(jìn)行防水處理。
如圖1-1(C)所示，在高強(qiáng)度螺栓5的貫穿用孔的內(nèi)周和螺栓的螺桿外周之間可以任意設(shè)定空隙δ1。
如圖2所示，由螺母6對高強(qiáng)度螺栓5導(dǎo)入所定的拉力，非鐵金屬板7采用一定規(guī)格的鋁板(JIS-H4000-A1100P，JIS-H4000-A1050P)，則可以得到很高的摩擦系數(shù)。圖中的實(shí)線a代表本發(fā)明的螺栓連接構(gòu)造，虛線b代表目前常規(guī)使用螺栓連接構(gòu)造。從圖可以看出，采用本發(fā)明的螺栓連接構(gòu)造的摩擦系數(shù)是0.9，約是現(xiàn)行做法的摩擦系數(shù)0.45的2倍。還有，滑動開始后，現(xiàn)行方法的摩擦力會下降，采用本發(fā)明則不會發(fā)生摩擦力下降。而且，，如果采用如圖1-3所示同時(shí)插入不同的非鐵金屬板7，還會產(chǎn)生復(fù)合效果。
如果是以滑動約1mm后的大摩擦阻力為使用目的，采用如圖1-4所示，不需要彈性材料和壓板就足夠了。這種情況下更可以降低成本。
另外，通過使用絕緣材料8進(jìn)行防水處理，可以防止水侵入摩擦面，避免不同種金屬間發(fā)生電蝕作用。因此，可以阻止結(jié)構(gòu)用鋼板2和非鐵金屬板7之間的摩擦系數(shù)μ發(fā)生變動，形成安全穩(wěn)定的螺栓連接構(gòu)造。
此外，前述彈性材料3為了能長期維持一定的壓力而要求不產(chǎn)生徐變和松弛，采用周圍用金屬裹緊的不發(fā)生材料劣化的橡膠或合成革等制成。除此之外，如圖3所示，還可采用金屬制碟形彈簧墊圈3d，彈簧墊圈，或者對彈性材料3附加所要的壓力。
圖4所示的另外的實(shí)施例中，結(jié)構(gòu)用鋼板2和非鐵金屬板7之間，例如對非鐵金屬板7一側(cè)的摩擦面(亦稱滑動面)進(jìn)行如下的刷毛處理9，向摩擦面噴射砂，玻璃等的微小顆粒使產(chǎn)生凹凸。另外，上述摩擦面的相反一側(cè)的非滑動面的非鐵金屬板7和結(jié)構(gòu)用鋼板2之間，設(shè)置接合劑層10(環(huán)氧樹脂等樹脂系列膠水)進(jìn)行強(qiáng)力粘接。另外還可以通過焊接，熔融金屬等使它們一體化。
因此，非鐵金屬板7的設(shè)置就很容易。由于對滑動面也就是摩擦面進(jìn)行刷毛處理，必然會使摩擦系數(shù)(靜止摩擦系數(shù))μ增大，在高強(qiáng)螺栓5的作用下，使兩結(jié)構(gòu)用鋼板2之間得到可靠連接。
此外，如圖5所示，作為對摩擦面進(jìn)行刷毛處理9的方法，亦可選擇對結(jié)構(gòu)用鋼板2的非滑動面和非鐵金屬板7的兩面都進(jìn)行處理。
圖1，圖3，圖4，圖5是對非鐵金屬板7的接觸部分的外周進(jìn)行防水處理的例子，此外，如圖6中的例子，對前述非鐵金屬板7進(jìn)行防水處理時(shí)，不僅是外周面，把非鐵金屬板7浸入到非導(dǎo)電性材料8的儲藏箱中，對它的全表面進(jìn)行防水處理亦可。這樣，非導(dǎo)電性材料8很容易附著在非鐵金屬板7上，結(jié)構(gòu)用鋼板2和非鐵金屬板7之間可以容易而且確切地進(jìn)行防銹處理。當(dāng)螺栓擰緊時(shí)，非導(dǎo)電性材料8自然地被向外擠出，結(jié)構(gòu)用鋼板2和非鐵金屬板7的界面接觸到一起。
圖7(A)，(B)中所表示的實(shí)施例，是在結(jié)構(gòu)用鋼板11上形成條形孔(或者大孔)11a的螺栓孔，并且在孔的長度方向可以滑動而成為阻尼器的螺栓連接構(gòu)造12的圖例。高強(qiáng)度螺栓5和條形孔11a之間的長度方向(滑動方向)有δ2的間隙，如圖8所示，當(dāng)荷載Q(≥P(設(shè)定螺栓拉力)×μ)作用時(shí)，摩擦面開始滑動，在±δ2的范圍內(nèi)其可以吸收相當(dāng)于履歷曲線所包圍面積的振動能量。間隙δ2的值，減震耗能結(jié)構(gòu)時(shí)約為50mm，隔震結(jié)構(gòu)時(shí)約需要600mm。
在阻尼器的摩擦面，以非鐵金屬板7作為摩擦板，并通過彈性材料3使它保持一定的壓力，可以得到穩(wěn)定的摩擦系數(shù)μ。用高強(qiáng)度螺栓5a和螺母6a連接，在不使用彈性材料3的連接部分，因總壓力較大，上述荷載Q作用時(shí)，不會產(chǎn)生滑動。
圖9中的柱20和梁21的接合部作為減振耗能阻尼器使用時(shí)的螺栓連接構(gòu)造體12的應(yīng)用例。圖9中所示的螺栓連接構(gòu)造體12的應(yīng)用例中，圖的右側(cè)部分雖然也通過彈性材料3導(dǎo)入壓力，因有3個(gè)壓力點(diǎn)，所以滑動還是發(fā)生在左側(cè)的條形孔11a處。另外，圖10中是作為減振耗能阻尼器使用時(shí)的螺栓連接構(gòu)造體12應(yīng)用在梁21之間的斜支撐22上的應(yīng)用例。
圖11中所示的作為減振耗能阻尼器使用時(shí)的螺栓連接構(gòu)造體13，是將具有不同摩擦抵抗力的大振動用即地震用和小振動用即抗風(fēng)用的部分沿著滑動方向串接而成的構(gòu)造。圖11(A)，(B)中，右側(cè)的高強(qiáng)度螺栓5b的直徑比左側(cè)的高強(qiáng)度螺栓5的直徑粗，是因?yàn)楫?dāng)受某個(gè)程度以上的振動作用時(shí)，螺栓5b開始受剪切力作用。因此非鐵金屬板7a的面積設(shè)計(jì)得比較小。另外，通過彈性材料3由螺母6b導(dǎo)入的拉力也比較弱。這樣右側(cè)的連接構(gòu)造部分就成了抗風(fēng)用阻尼器。
圖11中，由于高強(qiáng)度螺栓5b的直徑和螺栓孔的半徑方向存在δ1的差，如圖12所示，在由風(fēng)引起的荷載Q1的作用下，在±δ1的范圍內(nèi)微小振動，當(dāng)荷載超過Q1的時(shí)候，高強(qiáng)度螺栓5b碰上螺栓孔壁，不能繼續(xù)移動而受剪切力作用。螺栓連接構(gòu)造體13的左側(cè)是地震用阻尼器，如圖12所示，在荷載Q2的作用下，在±δ2的范圍內(nèi)滑動。這種螺栓連接構(gòu)造體13構(gòu)成了結(jié)構(gòu)簡潔的阻尼器并能對應(yīng)地震和強(qiáng)風(fēng)兩種作用。
圖13中的作為減振耗能阻尼器使用時(shí)的螺栓連接構(gòu)造體14是對圖11所述的螺栓連接構(gòu)造體13中的微小振動用的螺栓連接構(gòu)造體部分的結(jié)構(gòu)用鋼板11和非鐵金屬板7之間的相對滑動量在滑動方向進(jìn)行限制的移動限制裝置26的實(shí)施例。
本實(shí)施例涉及的移動限制裝置26包括，在夾在非鐵金屬板7a兩側(cè)的一對結(jié)構(gòu)用鋼板2，11中的一塊結(jié)構(gòu)用鋼板11上，沿著和滑動方向相垂直的方向增設(shè)一塊突出板27，在對應(yīng)結(jié)構(gòu)用鋼板2上開可讓突出板端部27a嵌入的限制孔2b，并使滑動方向上前述突出板27的壁面和限制孔2b的壁面之間留有δ1的間隙。
采用上述移動限制裝置26時(shí)，由風(fēng)等的外力引起的右側(cè)鋼板11的移動超過δ1時(shí)，前述突出板端部27a撞上限制孔2b的壁面，外力從鋼板11傳給鋼板2，從而由左側(cè)的地震用螺栓連接構(gòu)造體來吸收振動能量。這樣的話，右側(cè)的螺栓連接構(gòu)造體中，移動限制手段26開始受剪切力作用，使得高強(qiáng)度螺栓5沒有必要象螺栓連接構(gòu)造體13中那樣加粗，只需和左側(cè)的連接構(gòu)造體的高強(qiáng)度螺栓5同樣的直徑就可以了。
圖14(A)中表示作為減振耗能阻尼器使用時(shí)的螺栓連接構(gòu)造體23，在圖1中的螺栓連接構(gòu)造體1中的由非金屬彈性材料和金屬板交互重疊而成的彈性材料3外側(cè)加設(shè)碗狀的可用來調(diào)節(jié)螺母旋進(jìn)量的杯罩28的實(shí)施例。這樣，由螺栓5和螺母6對彈性材料3的旋進(jìn)量可以按設(shè)計(jì)值進(jìn)行調(diào)整。前述調(diào)整杯罩28可以是金屬制或者塑料制，并在底板中央開螺栓孔。這樣，杯罩28的高度按照所要的高度進(jìn)行設(shè)計(jì)。因此，在螺栓連接構(gòu)造體23中，擰進(jìn)螺母6，當(dāng)杯罩28與結(jié)構(gòu)用鋼板2相碰時(shí)，彈性材料3的高度方向就被壓縮了δ3的距離。依據(jù)這個(gè)數(shù)值，可以對結(jié)構(gòu)用鋼板2和非鐵金屬板7導(dǎo)入所定的壓力。
還有，所述杯罩28的內(nèi)徑與前述彈性材料3被壓縮狀態(tài)時(shí)的外徑差不多相等。另外，不限于圖14(A)所表示的設(shè)置方法，底板放在下面也可。而且壓板4和外罩28合為一體作為杯罩，或者不用壓板4也可。這樣可以減少一個(gè)構(gòu)件。
此外，作為彈性材料3的其它實(shí)施例，如圖14(B)所示，彈性材料3也可做成周圍用金屬管3a箍緊的圓柱狀橡膠體3b。并在中心部開螺栓孔3c。在高度方向圓柱狀橡膠3b比金屬管3a高出δ4。另外如同圖(C)所示，碗口朝下的碗狀金屬板3d中嵌入周圍被箍緊的碗狀橡膠體3b也可。同樣在中心部開螺栓孔3c。橡膠體3b的下端比碗狀金屬板3d的下端突出δ5。這種情況下，金屬板3d和橡膠體3b一體成型，或者，分別成型后再用接合劑接合均可。上述旋進(jìn)量調(diào)節(jié)用杯罩28就可由這里的金屬板3d來代替。
圖15中表示的螺栓連接構(gòu)造體24是在圖1中的螺栓連接構(gòu)造體1中的結(jié)構(gòu)用鋼板2和非鐵金屬板7之間的摩擦面上，采用粘結(jié)等方法插入橡膠或者合成革等容易變形的彈性材料25而成。插入彈性材料25后，由風(fēng)等引起的微小振動時(shí)，由前述彈性材料25來對應(yīng)，地震時(shí)則由結(jié)構(gòu)用鋼板2和非鐵金屬板7之間的大摩擦力(摩擦系數(shù)μ＝0.9)發(fā)揮作用。
圖16是其他形式的一種作為減振耗能阻尼器使用時(shí)螺栓連接構(gòu)造體29，在結(jié)構(gòu)用鋼板11和非鐵金屬板7的重疊部分外側(cè)設(shè)置彈性材料3和壓板4，并由螺母6給貫穿這些材料的螺栓5導(dǎo)入所定的壓力。在這種由螺栓連接構(gòu)造形成的阻尼器中，至少在前述重疊部分的接觸部的外周用絕緣材料進(jìn)行防水處理。這樣，對現(xiàn)行的螺栓連接構(gòu)造體，可以達(dá)到防止異種金屬板之間生銹的目的。
圖18是一種非鐵金屬板與鋼板連接的實(shí)施例，由圖可見在非鐵金屬板7與鋼板2連接時(shí)，在貫穿它們的重疊部分的螺栓上配有彈性材料3和壓板4，再由螺母6給貫穿的螺栓5導(dǎo)入所定的拉力。當(dāng)作為阻尼器構(gòu)造使用時(shí)，在非鐵金屬板7和鋼板2中的至少一枚中開有長條形的或者比較大的螺栓孔使它們之間可以產(chǎn)生相對滑動，并能對這種相對滑動的量進(jìn)行有效限制。在復(fù)合陶瓷板等與鋼板連接時(shí)，也可以采用相同的方法。
和本發(fā)明相關(guān)的螺栓連接構(gòu)造體廣泛地適用于鋼材的接合部。另外，采用這種螺栓連接構(gòu)造的阻尼器構(gòu)造作為構(gòu)筑物的減振耗能阻尼器，對地震和風(fēng)等都能發(fā)揮作用。
權(quán)利要求
1.一種螺栓連接構(gòu)造，其特征在于a)在構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)用鋼板的重疊部分之間，至少插入下列板材中的一種，鋁板，銅板，鉛板，黃銅板，鈦板，鋅板，鎳板，鉈板，不銹鋼板，銀板，金板，白金板，銦板，鋇板，或者這些金屬的合金板，以及以這些金屬為加鍍材料而成的鐵板，或者氧化鋁板，氧化鋯板，氧化鈦板，氧化鋅板，氮化硼板，氮化硅板，氮化鋁板，炭化硅板，炭化鈦板，硼化物板，硫化物板，以及它們的復(fù)合陶瓷板；b)對上述夾在鋼板之間的非鐵金屬板或者復(fù)合陶瓷板的表面至少對外周面用絕緣材料進(jìn)行防水處理；c)由螺母對貫穿這些材料的螺栓導(dǎo)入所定的拉力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺栓連接結(jié)構(gòu)，其特征在于給貫穿這些材料的螺栓配置彈性材料和壓板，再由螺母給貫穿這些材料的螺栓里導(dǎo)入所定的拉力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺栓連接結(jié)構(gòu)，其特征在于在非鐵金屬板或者復(fù)合陶瓷板與鋼板連接時(shí)，對重疊部分的表面至少外周面用絕緣材料進(jìn)行防水處理；并對貫穿重疊部分的螺栓配置彈性材料和壓板，再由螺母給貫穿的螺栓里導(dǎo)入所定的拉力。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的螺栓連接結(jié)構(gòu)，其特征在于彈性材料由非金屬彈性材料和金屬板交替迭合而成，或者是周圍用金屬裹緊的非金屬彈性材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的螺栓連接構(gòu)造，其特征在于所述的非鐵金屬板或者復(fù)合陶瓷板與夾在它們兩邊的鋼板的接觸面中，可以滑動的一側(cè)的接觸面中至少一側(cè)須進(jìn)行粗糙面處理，不允許滑動的一側(cè)則通過樹脂系列膠水，焊接，熔融金屬等使它與鋼板為一體。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的螺栓連接構(gòu)造，其特征在于所述的非鐵金屬板或者復(fù)合陶瓷板與夾在它們兩邊的鋼板的接觸面中，可以滑動的一側(cè)的接觸面中至少一側(cè)須進(jìn)行粗糙面處理，不允許滑動的一側(cè)則通過樹脂系列膠水，焊接，熔融金屬等使它與鋼板為一體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的螺栓連接構(gòu)造，其特征在于接合鋼板中的至少一枚開有長條形的或者比較大的螺栓孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的螺栓連接構(gòu)造，其特征在于接合鋼板中的至少一枚開有長條形的或者比較大的螺栓孔。
9.一種采用權(quán)利要求7所述的螺栓連接結(jié)構(gòu)的阻尼器構(gòu)造，其特征在于在大振動和小振動時(shí)開始滑動的摩擦力不同，把具有不同摩擦力的部分沿著滑動方向串接起來，并且對其中小振動時(shí)就開始滑動的螺栓連接構(gòu)造部分的非鐵金屬板或者復(fù)合陶瓷板和夾在它們兩邊的鋼板之間的相對滑動量能進(jìn)行有效限制。
10.一種采用權(quán)利要求8所述的螺栓連接結(jié)構(gòu)的阻尼器構(gòu)造，其特征在于在大振動和小振動時(shí)開始滑動的摩擦力不同，把具有不同摩擦力的部分沿著滑動方向串接起來，并且對其中小振動時(shí)就開始滑動的螺栓連接構(gòu)造部分的非鐵金屬板或者復(fù)合陶瓷板和夾在它們兩邊的鋼板之間的相對滑動量能進(jìn)行有效限制。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種螺栓連接構(gòu)造和阻尼器構(gòu)造。本發(fā)明是在構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)用鋼板的重疊部分的外側(cè)加設(shè)彈性材料和壓板，再給貫穿這些材料的螺栓里導(dǎo)入拉力；在所述的結(jié)構(gòu)用鋼板之間，至少插入一種非鐵金屬板或者復(fù)合陶瓷板；并對上述夾在鋼板之間的非鐵金屬板或者復(fù)合陶瓷板的表面至少對外周面用絕緣材料進(jìn)行防水處理。本發(fā)明還將所述的螺栓連接構(gòu)造應(yīng)用在阻尼器構(gòu)造中。本發(fā)明通過增大摩擦系數(shù)，以及保持摩擦系數(shù)穩(wěn)定達(dá)到減少螺栓數(shù)量，實(shí)現(xiàn)低成本以及構(gòu)造簡潔化的目的。
文檔編號F16F7/00GK1641243SQ20041009775
公開日2005年7月20日 申請日期2004年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月4日
發(fā)明者佐藤孝典 申請人:佐藤孝典