一种风振后可恢复功能的斜建筑外墙、系统及其安装方法与流程

1.本发明涉及建筑外墙技术领域，具体为一种风振后可恢复功能的斜建筑外墙、系统及其安装方法。


背景技术：

2.建筑外墙是指维护建筑物，使建筑物形成室内、室外分界的构件。建筑外墙兼具有承担风荷载的功能，尤其对于高层建筑或超高层建筑而言，风荷载对于建筑结构的自振控制作用尤为明显。目前的建筑外墙不具备较强的抗风振功能，若强风荷载作用在建筑外墙，不光会使得建筑产生较大自振，还会危及人民生命财产安全。
3.可恢复功能是一种新型建筑形式，目前已经应用于结构技术领域，但是鲜有应用于建筑外墙领域的技术。而且建筑技术发展迅速，为了实现建筑外立面美观，需要设置多种外观形式的外墙，其中斜向建筑外墙就是应用较多的一种。斜向建筑外墙较平直建筑外墙具有更大的受风荷载作用面积，采用斜建筑外墙的高层或超高层建筑受风荷载的影响作用更加显著。故可以提出一种具有较强抗风作用的斜建筑外墙，并且具有可恢复功能，适用于高层或超高层建筑。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种风振后可恢复功能的斜建筑外墙、系统及其安装方法。
5.本发明是通过以下技术方案来实现：
6.一种风振后可恢复功能的斜建筑外墙，包括外墙体和斜墙板，所述斜墙板和外墙体之间设有近端连接结构、远端连接件和联动装置，所述近端连接结构、远端连接件和联动装置均与外墙体固定连接，所述近端连接结构、远端连接件和联动装置均与斜墙板滑动铰接。
7.优选的，所述近端连接结构包括转动连杆、第二滑块、第二滑道和两个近端连接件，两个所述近端连接件间隔设置，所述近端连接件的一端与外墙体固定连接，另一端与转动连杆转动连接；所述第二滑块设置于两个近端连接件之间，所述第二滑块转动连接于转动连杆上，所述第二滑道设置于斜墙板上，所述第二滑块嵌合于第二滑道中。
8.优选的，所述联动装置包括连接臂、第一滑块和转动连接杆，所述连接臂的一端通过转动连接杆与外墙体转动连接，另一端通过第一滑块与斜墙板滑动连接。
9.优选的，所述斜墙板上设有第一滑道，所述第一滑块与第一滑道嵌合。
10.优选的，所述远端连接件靠近斜墙板的一端设有滑动连接板，所述滑动连接板与远端连接件滑动铰接，所述滑动连接板与斜墙板通过固定件进行连接。
11.一种风振后可恢复功能的斜建筑外墙系统，采用风振后可恢复功能的斜建筑外墙，多个所述斜墙板呈矩阵方式对称设置于外墙体外侧；同一列的多个所述斜墙板通过同一个转动连接杆与外墙体转动连接；
12.所述转动连接杆的数量为偶数，当转动连接杆为两个时，两个所述转动连接杆之间设有自复位装置；
13.当转动连接杆的数量大于两个时，对称轴两侧的两个所述转动连接杆之间设有自复位装置，位于对称轴同一侧的所述转动连接杆之间通过轻质串联杆进行连接。
14.优选的，所述转动连接杆通过固定块与外墙体转动连接。
15.优选的，所述自复位装置通过顶帽与转动连接杆连接。
16.一种风振后可恢复功能的斜建筑外墙系统的安装方法，采用风振后可恢复功能的斜建筑外墙系统，包括以下步骤：
17.s1，先将联动装置安装到外墙体上的预定位置，此时，连接臂与第一滑块未连接；
18.s2，在外墙体1上依次安装近端连接结构和远端连接件5；
19.s3，将第一滑块、近端连接结构和远端连接件分别与斜墙板进行连接，同时将连接臂与第一滑块进行连接；
20.s4，利用转动连接杆将位于同一转动连杆上的连接臂串联在一起；
21.s5，利用自复位装置将靠近对称轴的两个相邻转动连接杆进行连接；
22.s6，利用轻质串联杆将位于对称轴两侧的转动连接杆进行连接。
23.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
24.本发明一种风振后可恢复功能的斜建筑外墙在斜墙板远离外墙体的一侧遭受到风振时，斜墙板靠近外墙体，此时连接臂与斜墙板连接的一端向下移动(参照图1)，并带动第一滑块在斜墙板的推动下进行滑动，以保护斜墙板的完整性。
25.进一步的，近端连接结构不仅可以实现外墙体与斜墙板的连接，还可以保证外墙体与斜墙板之间的稳定空隙。近端连接件起到连接转动连杆与外墙体的作用。
26.远端连接件可以增加斜墙板靠近外墙体时的稳定性和安全性。在斜墙板靠近外墙体的过程中，远端连接件与斜墙板连接的一端沿远端连接件的长度轴线进行滑动。
27.进一步的，第二滑块和第二滑道相互配合，有助于斜墙板在遭受风振时稳定靠近外墙体。
28.进一步的，第一滑道和第一滑块相互配合，有助于斜墙板和外墙体的稳定连接和滑动。
29.本发明一种风振后可恢复功能的斜建筑外墙系统中通过转动连接杆、自复位装置和轻质串联杆实现了整个系统的联动和统一，可以均衡风荷载，让各个斜墙板产生相同的运动趋势，可以极大减小风荷载对高层或超高层建筑的影响。当斜墙板遭受到风载荷时，斜墙板产生转动趋势，又因斜墙板对称设置，以对称轴为分界线，斜墙板的转动趋势方向相反，此时自复位装置受拉耗能，从而使得斜墙板具有旋转趋势恢复的趋势。
30.轻质串联杆可以将对称轴两侧的多个斜面板串联在一起，使得多个斜面板产生同样的转动趋势。
附图说明
31.图1为本发明一种风振后可恢复功能的斜建筑外墙中端外墙单元的俯视图；
32.图2为本发明一种风振后可恢复功能的斜建筑外墙中端外墙单元的结构示意图；
33.图3为本发明一种风振后可恢复功能的斜建筑外墙中近端连接结构连接外墙体和
斜墙板的结构示意图；
34.图4为本发明一种风振后可恢复功能的斜建筑外墙中近端连接件的结构示意图；
35.图5为本发明一种风振后可恢复功能的斜建筑外墙中可转动第一滑块与转动连接杆的连接示意图；
36.图6为本发明一种风振后可恢复功能的斜建筑外墙中联动装置的结构示意图；
37.图7为本发明一种风振后可恢复功能的斜建筑外墙中远端连接件连接第二抗剪钢板和斜墙板的结构示意图；
38.图8为本发明一种风振后可恢复功能的斜建筑外墙中远端连接结构的结构示意图；
39.图9为本发明一种风振后可恢复功能的斜建筑外墙中远端连接结构的仰视图；
40.图10为本发明一种风振后可恢复功能的斜建筑外墙中远端连接件的结构示意图；
41.图11为本发明一种风振后可恢复功能的斜建筑外墙系统受风荷载作用极限状态下外墙体与斜墙板位置示意图；
42.图12为本发明一种风振后可恢复功能的斜建筑外墙系统中上顶帽与自复位装置连接的结构示意图；
43.图13为本发明一种风振后可恢复功能的斜建筑外墙系统的空间位置示意图。
44.图14为本发明一种风振后可恢复功能的斜建筑外墙系统中上端外墙单元的俯视图；
45.图15为本发明一种风振后可恢复功能的斜建筑外墙系统中上端外墙单元的结构示意图；
46.图16为本发明一种风振后可恢复功能的斜建筑外墙系统下端外墙单元的结构示意图。
47.图中，1、外墙体；2、斜墙板；3、近端连接结构；31、第二滑道；32、转动连杆；33、近端连接件；331、第一连接端板；332、稳定加劲肋；333、第一抗剪钢板；334、连接套筒；34、第二滑块；4、联动装置；41、顶帽；411、连接台；412、自由连接段；42、第一滑道；43、第一滑块；44、连接臂；45、固定块；46、转动连接杆；47、连接块；5、远端连接件；51、第二连接端板；52、第二抗剪钢板；53、第三滑道；54、滑动连接板；55、第三滑块；56、第四连接端板；57、抗弯加劲肋；58、固定连接板；6、自复位装置；7、轻质串联杆。
具体实施方式
48.下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
49.本发明公开了一种风振后可恢复功能的斜建筑外墙，参照图1、2，包括外墙体1和斜墙板2，斜墙板2和外墙体1之间设有近端连接结构3、远端连接件5和联动装置4，近端连接结构3、远端连接件5和联动装置4均与外墙体1固定连接，近端连接结构3、远端连接件5和联动装置4均与斜墙板2滑动铰接。
50.参照图2、3，近端连接结构3包括两个近端连接件33、转动连杆32、第二滑块34和第二滑道31，两个近端连接件33间隔设置，近端连接件33的一端与外墙体1连接，另一端与转动连杆32转动连接。
51.参照图4、5，近端连接件33包括一体成型的第一连接端板331、稳定加劲肋332、第一抗剪钢板333和连接套筒334，转动连杆32贯穿连接套筒334实现转动连杆32与近端连接件33的转动连接。
52.参照图3，第二滑块34包括滑动块和套筒，转动连杆32依次贯穿连接套筒334和套筒实现第二滑块34的转动连接，第二滑道31设置于斜墙板2上，第二滑道31的延伸方向与转动连杆32的长度轴线垂直，滑动块位于套筒远离转动连杆32的一侧，滑动块嵌于第二滑道31中，滑动块通过第二滑道31与斜墙板2滑动连接。本实施例中滑动块的横截面呈梯形。
53.参照图6，外墙体1与斜墙板2之间设有联动装置4，联动装置4包括连接臂44和第一滑块43，连接臂44的一端设有固定连接的连接块47，连接块47通过转动连接杆46与外墙体1转动连接，另一端通过第一滑块43与斜墙板2滑动连接，第一滑块43的滑动方向与转动连杆32垂直。
54.斜墙板2上设有第一滑道42，第一滑块43沿第一滑道42的长度方向滑动。安装时，第一滑块43位于第一滑道42靠近转动连杆32的一侧。本实施例中第一滑道42和第二滑道31均与斜墙板2通过密封螺栓进行固定连接。
55.参照图7，外墙体1与斜墙板2之间还设有远端连接件5，远端连接件5与近端连接结构3相对设置。远端连接件5的长度轴线与转动连杆32垂直，远端连接件5的一端与外墙体1固定连接，另一端与斜墙板2转动连接；远端连接件5与斜墙板2连接的一端沿远端连接件5的长度轴线滑动。
56.参照图8、9，本实施例中远端连接件5包括焊接在一起的第二连接端板51、第二抗剪钢板52和第三滑道53，第二连接端板51上设有预留孔洞，用于进行第二连接端板51与外墙体1的连接，本实施例中利用螺栓贯穿预留孔洞，螺栓与外墙体1连接，从而实现远端连接件5与外墙体1可靠连接。滑动连接板54通过第三滑块55与第三滑道53滑动连接，第三滑块55嵌合于第三滑道53中，滑动连接板54与第三滑块55一体成型或者固定连接。
57.参照图10，斜墙板2上还设有固定件，固定件包括一体成的的第四连接端板56、抗弯加劲肋57和固定连接板58，第四连接端板56与斜墙板2固定连接，第四连接端板56设有预留孔洞，使得固定件与斜墙板2可靠连接。固定连接板58与滑动连接板54转动连接。
58.本发明一种风振后可恢复功能的斜建筑外墙在遭受风载荷时，参照图11，斜墙板2绕着转动连杆32的轴线产生靠近外墙体1的旋转趋势，此时连接臂44与斜墙板2连接的一端带动第一滑块43发生滑动。同时，第二滑块34沿第二滑道31进行滑动，第三滑块55沿第三滑道53进行滑动。本实施例中斜墙板2收到风载荷后，绕转动连杆32进行逆时针旋转。
59.本发明还公开了一种风振后可恢复功能的斜建筑外墙系统，采用风振后可恢复功能的斜建筑外墙，参照图12、13，多个斜墙板2呈矩阵方式对称设置于外墙体1外侧；多个斜墙板2的连接臂44通过同一个转动连接杆46实现了整体化，转动连接杆46通过固定块45与外墙体1转动连接。
60.转动连接杆46的数量为偶数，当转动连接杆46为两个时，两个转动连接杆46之间设有自复位装置6。自复位装置6通过顶帽41与转动连接杆46的端部连接。本实施例中转动连接杆46与顶帽41可以一体成型，也可后期连接；自复位装置6为自复位阻尼器。
61.顶帽41包括一体成型的连接台411和自由连接段412，连接台411与转动连接杆46的端部连接，自复位装置6和轻质串联杆7通过自由连接段412进行连接。
62.当转动连接杆46的数量大于两个时，对称轴两侧的两个转动连接杆46之间设有自复位装置6，位于对称轴同一侧的转动连接杆46之间通过轻质串联杆7进行连接。
63.本实施例中连接台411为凸轮状结构，所有连接台411的横截面尺寸皆相同，所有自由连接段412在连接台411的定位安装尺寸也相同，这是为了保证轻质串联杆7只发生平动。
64.图14、15为本实施例中斜面板顶部的装配示意图。图16为本实施例中斜面板底部的装配示意图。
65.本发明一种风振后可恢复功能的斜建筑外墙系统中通过转动连接杆46、自复位装置6和轻质串联杆7实现了整个系统的联动和统一，通过本发明的外墙系统，可以均衡风荷载，让对称面一侧的各个斜墙板2产生相同的运动趋势，可以极大减小风荷载对高层或超高层建筑的影响。当斜墙板2遭受到风载荷时，斜墙板2产生转动趋势，又因斜墙板2对称设置，以对称面为分界线，斜墙板2的转动趋势方向相反，此时自复位装置自复位装置6受拉耗能，从而使得斜墙板2具有旋转趋势恢复的趋势。
66.一种风振后可恢复功能的斜建筑外墙系统的安装方法，各个部件均于工厂中进行预制包括以下步骤：
67.s1，先将联动装置4安装到外墙体1上的预定位置，此时，连接臂44与第一滑块43未连接；
68.s2，在外墙体1上依次安装近端连接结构3和远端连接件5；
69.s3，将近端连接结构3和远端连接件5与斜墙板2连接，同时将连接臂44与第一滑块43进行转动连接；
70.s4，利用转动连接杆46将位于同一列上的连接臂44串联在一起；
71.s5，利用自复位装置6将靠近对称轴的两个相邻转动连接杆46进行连接；
72.s6，利用轻质串联杆7将位于对称轴两侧的转动连接杆46进行连接。

技术特征：
1.一种风振后可恢复功能的斜建筑外墙，其特征在于，包括外墙体(1)和斜墙板(2)，所述斜墙板(2)和外墙体(1)之间设有近端连接结构(3)、远端连接件(5)和联动装置(4)，所述近端连接结构(3)、远端连接件(5)和联动装置(4)均与外墙体(1)固定连接，所述近端连接结构(3)、远端连接件(5)和联动装置(4)均与斜墙板(2)滑动铰接。2.根据权利要求1所述的风振后可恢复功能的斜建筑外墙，其特征在于，所述近端连接结构(3)包括转动连杆(32)、第二滑块(34)、第二滑道(31)和两个近端连接件(33)，两个所述近端连接件(33)间隔设置，所述近端连接件(33)的一端与外墙体(1)固定连接，另一端与转动连杆(32)转动连接；所述第二滑块(34)设置于两个近端连接件(33)之间，所述第二滑块(34)转动连接于转动连杆(32)上，所述第二滑道(31)设置于斜墙板(2)上，所述第二滑块(34)嵌合于第二滑道(31)中。3.根据权利要求2所述的风振后可恢复功能的斜建筑外墙，其特征在于，所述联动装置(4)包括连接臂(44)、第一滑块(43)和转动连接杆(46)，所述连接臂(44)的一端通过转动连接杆(46)与外墙体(1)转动连接，另一端通过第一滑块(43)与斜墙板(2)滑动连接。4.根据权利要求3所述的风振后可恢复功能的斜建筑外墙，其特征在于，所述斜墙板(2)上设有第一滑道(42)，所述第一滑块(43)与第一滑道(42)嵌合。5.根据权利要求1所述的风振后可恢复功能的斜建筑外墙，其特征在于，所述远端连接件(5)靠近斜墙板(2)的一端设有滑动连接板(54)，所述滑动连接板(54)与远端连接件(5)滑动铰接，所述滑动连接板(54)与斜墙板(2)通过固定件进行连接。6.一种风振后可恢复功能的斜建筑外墙系统，采用如权利要求1～5所述风振后可恢复功能的斜建筑外墙，其特征在于，多个所述斜墙板(2)呈矩阵方式对称设置于外墙体(1)外侧；同一列的多个所述斜墙板(2)通过同一个转动连接杆(46)与外墙体(1)转动连接；所述转动连接杆(46)的数量为偶数，当转动连接杆(46)为两个时，两个所述转动连接杆(46)之间设有自复位装置(6)；当转动连接杆(46)的数量大于两个时，对称轴两侧的两个所述转动连接杆(46)之间设有自复位装置(6)，位于对称轴同一侧的所述转动连接杆(46)之间通过轻质串联杆(7)进行连接。7.根据权利要求6所述的风振后可恢复功能的斜建筑外墙系统，其特征在于，所述转动连接杆(46)通过固定块(45)与外墙体(1)转动连接。8.根据权利要求6所述的风振后可恢复功能的斜建筑外墙系统，其特征在于，所述自复位装置(6)通过顶帽(41)与转动连接杆(46)连接。9.一种风振后可恢复功能的斜建筑外墙系统的安装方法，采用如权利要求6～8所述的风振后可恢复功能的斜建筑外墙系统，其特征在于，包括以下步骤：s1，先将联动装置(4)安装到外墙体(1)上的预定位置，此时，连接臂(44)与第一滑块(43)未连接；s2，在外墙体(1)上依次安装近端连接结构(3)和远端连接件5；s3，将第一滑块(43)、近端连接结构(3)和远端连接件(5)分别与斜墙板(2)连接，同时将连接臂(44)与第一滑块(43)进行连接；s4，利用转动连接杆(46)将位于同一转动连杆(32)上的连接臂(44)串联在一起；s5，利用自复位装置(6)将靠近对称轴的两个相邻转动连接杆(46)进行连接；
s6，利用轻质串联杆(7)将位于对称轴两侧的转动连接杆(46)进行连接。

技术总结
本发明涉及建筑外墙技术领域，尤其涉及一种风振后可恢复功能的斜建筑外墙、系统及其安装方法，其外墙包括外墙体和斜墙板，所述斜墙板和外墙体之间设有近端连接结构、远端连接件和联动装置，所述近端连接结构、远端连接件和联动装置均与斜墙板滑动铰接。其外墙系统中同一列的多个所述连接臂通过同一个转动连接杆与外墙体转动连接；与对称轴靠近的两个转动连接杆之间设有自复位装置；位于对称轴同一侧的相邻转动连接杆通过轻质串联杆进行连接。通过转动连接杆、自复位装置和轻质串联杆实现了整个系统的联动和统一，让各个斜墙板产生相同的运动趋势，可以极大减小风荷载对高层或超高层建筑的影响。建筑的影响。建筑的影响。


技术研发人员：倪欣 邢超 刘涛 白恒宇
受保护的技术使用者：中联西北工程设计研究院有限公司
技术研发日：2021.12.15
技术公布日：2022/3/8