本發明涉及建筑結構加固，具體涉及一種基于開洞的砌體結構消能減震加固裝置。

背景技術：

1、砌體結構消能減震加固裝置是加固砌體結構承載能力、耐久性、抗震性能、抗風性能或其他功能的一種工程措施。加固的目的是延長建筑的使用壽命，確保其在使用過程中能夠安全、可靠地承受各種荷載作用，同時滿足新的使用需求或適應環境變化。

2、砌體結構在地震作用下容易出現開裂、失穩等問題，尤其是在設有窗洞的位置，由于墻體剛度不足和應力集中現象，極易成為結構薄弱環節。

3、目前的加固方法多為墻體整體加固或局部增設構件，但這些方法可能影響窗戶的正常使用，施工復雜且成本較高。因此，設計一種基于開洞的砌體結構消能減震加固裝置來解決以上問題。

技術實現思路

1、本發明提供一種基于開洞的砌體結構消能減震加固裝置解決了上述背景技術提出的問題。

2、為解決上述技術問題，本發明的技術方案如下：

3、本發明的實施例提供一種基于開洞的砌體結構消能減震加固裝置，包括：

4、墻體；

5、縱向鋼支撐單元，所述縱向鋼支撐單元設置在墻體表面貫穿開設的窗洞中；

6、橫向黏滯阻尼器單元，所述橫向黏滯阻尼器單元設置在墻體表面貫穿開設的窗洞中以及縱向鋼支撐單元的端處；

7、窗戶，所述窗戶設置在縱向鋼支撐單元的表面。

8、進一步的，所述縱向鋼支撐單元包括縱向鋼板一，所述縱向鋼板一通過固定栓一安裝在墻體表面貫穿開設的窗洞中，其中所述墻體表面貫穿開設的窗洞的兩側均安裝有縱向鋼板一，所述縱向鋼板一通過固定栓四安裝有縱向鋼板二。

9、通過上述技術方案，固定栓一能夠使得縱向鋼支撐單元整體安裝在墻體的開槽中。

10、進一步的，所述縱向鋼板一的兩端均安裝有橫向連接板，所述縱向鋼板二處于兩個橫向連接板之間，所述窗戶安裝在兩個縱向鋼板二之間。

11、通過上述技術方案，縱向鋼板二能夠進一步地增加整體穩定性。

12、進一步的，所述橫向黏滯阻尼器單元包括橫向連接板，所述橫向連接板通過固定栓二安裝有角片，所述角片通過固定栓三安裝在墻體表面貫穿開設的窗洞中。

13、通過上述技術方案，固定栓二可以將橫向黏滯阻尼器單元和縱向鋼支撐單元進行連接。

14、進一步的，所述角片的外側表面固定安裝有油缸間隙式黏滯阻尼支撐器，所述油缸間隙式黏滯阻尼支撐器遠離所述角片的端部連接有橫向鋼板一和橫向鋼板二，所述橫向鋼板一與橫向鋼板二相互平行，且所述橫向鋼板一和橫向鋼板二之間設置有阻尼橡膠體一，所述橫向鋼板一和橫向鋼板二分別在阻尼橡膠體一的兩側表面設置有多個，兩個所述橫向鋼板一和橫向鋼板二之間通過阻尼橡膠體二進行連接。

15、通過上述技術方案，多個阻尼橡膠體一與橫向鋼板一和橫向鋼板二連接，提高水平剪切力。

16、進一步的，所述縱向鋼支撐單元的縱向鋼板一與橫向連接板焊接處設置有應變計，用于檢測連接處的應變??；所述油缸間隙式黏滯阻尼支撐器兩端銷軸處設置有拉壓傳感器，用于監測軸向力??；所述縱向鋼板二中部設置有加速度傳感器，用于監測振動加速度??。

17、進一步的，根據所述油缸間隙式黏滯阻尼支撐器的調節范圍，在0.1~0.8?范圍內隨機生成多組阻尼系數，并根據縱向鋼板一?的材料參數生成多組剛度。

18、進一步的，對每組阻尼系數和剛度進行地震響應分析，并根據應變、軸向力和振動加速度計算層間位移角、鋼材應力和耗能系數；根據層間位移角、鋼材應力和耗能系數構建目標函數；并根據材料參數設置應力約束、位移約束和阻尼器約束。

19、進一步的，選取目標函數最小時對應的層間位移角、鋼材應力和耗能系數，得到最優阻尼系數和最優剛度；根據最優阻尼系數動態調節所述油缸間隙式黏滯阻尼支撐器?的節流閥開度，并根據最優剛度通過固定栓四對縱向鋼支撐單元的剛度進行調節。

20、本發明的上述方案至少包括以下有益效果：

21、1、本發明，通過縱向鋼支撐單元中縱向鋼板一通過固定栓一固定安裝在墻洞上，然后縱向鋼板二通過固定栓二與縱向鋼板一連接，提高了窗洞區域墻體的整體剛度和抗剪強度，減輕因開窗洞導致的剛度不足問題。

22、2、通過應變計、拉壓傳感器和加速度傳感器實時監測結構應變、軸向力及振動加速度，結合公式計算和多組參數分析，動態優化阻尼系數（0.1~0.8?范圍調節）和鋼支撐剛度，實現了抗震性能的智能化匹配，可以適應不同地震工況。

技術特征：

1.一種基于開洞的砌體結構消能減震加固裝置，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的一種基于開洞的砌體結構消能減震加固裝置，其特征在于，所述縱向鋼支撐單元（2）包括縱向鋼板一（22），所述縱向鋼板一（22）通過固定栓一（21）安裝在墻體（1）表面貫穿開設的窗洞中，其中所述墻體（1）表面貫穿開設的窗洞的兩側均安裝有縱向鋼板一（22），所述縱向鋼板一（22）通過固定栓四（23）安裝有縱向鋼板二（24）。

3.根據權利要求2所述的一種基于開洞的砌體結構消能減震加固裝置，其特征在于，所述縱向鋼板一（22）的兩端均安裝有橫向連接板（25），所述縱向鋼板二（24）處于兩個橫向連接板（25）之間，所述窗戶（4）安裝在兩個縱向鋼板二（24）之間。

4.根據權利要求3所述的一種基于開洞的砌體結構消能減震加固裝置，其特征在于，所述橫向鋼板一（34）和橫向鋼板二（35）分別在阻尼橡膠體一（36）的兩側表面設置有多個，兩個所述橫向鋼板一（34）和橫向鋼板二（35）之間通過阻尼橡膠體二（37）進行連接。

5.根據權利要求4所述的一種基于開洞的砌體結構消能減震加固裝置，其特征在于，所述縱向鋼支撐單元（2）的縱向鋼板一（22）與橫向連接板（25）焊接處設置有應變計，用于檢測連接處的應變；所述油缸間隙式黏滯阻尼支撐器（33）兩端銷軸處設置有拉壓傳感器，用于監測軸向力；所述縱向鋼板二（24）中部設置有加速度傳感器，用于監測振動加速度。

技術總結
本發明提供一種基于開洞的砌體結構消能減震加固裝置，涉及建筑結構加固技術領域，包括墻體；縱向鋼支撐單元，所述縱向鋼支撐單元設置在墻體表面貫穿開設的窗洞中；橫向黏滯阻尼器單元，所述橫向黏滯阻尼器單元設置在墻體表面貫穿開設的窗洞中以及縱向鋼支撐單元的端處；窗戶，所述窗戶設置在縱向鋼支撐單元的表面。本發明能夠顯著降低地震能量對結構的破壞作用，提高了窗洞區域墻體的整體剛度和抗剪強度，減輕因開窗洞導致的剛度不足問題。

技術研發人員：白津源,白沁鑫,張銀萍,劉東,呂克
受保護的技術使用者：上海川勤建筑工程有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28