一種暗埋桁架的裝配式可恢復功能聯肢剪力牆結構體系的製作方法

2023-10-24 22:59:08

本發明涉及抗震結構體系領域以及裝配式結構體系領域，特別涉及一種暗埋桁架的裝配式可恢復功能聯肢剪力牆結構體系。

背景技術：

隨著抗震技術的進步和社會經濟的不斷發展，地震工程界對於結構的抗震設防目標進一步提高，除了傳統的防倒塌抗震設防目標之外，還要求結構在震後實現快速恢復其功能性。因此，可恢復功能結構成為了目前地震工程領域的研究熱點，也是未來結構抗震的重要發展方向。傳統的抗震設計通過增強結構延性實現其在地震中的能量耗散，結構的延性表現為在結構受力較大部位形成塑性鉸，而結構中的塑性鉸在震後較難修復或代價昂貴。為此，研製開發一種能夠在強震後快速恢復其正常使用功能的可恢復功能結構體系就顯得既迫切而且特別有意義。

預製裝配式結構體系由於其符合「十二五」規劃中提出的建設資源節約型、環境友好型社會的要求，能有效節約資源和能源，提高材料在現實建築節能和結構性能方面的效率，減少建築垃圾和對環境的不良影響，提高建築功能和結構性能，實現「四節能一環保」的綠色發展以及低能耗、低排放的建造過程，促進我國建築業的整體發展，達到預定的節能減排目的，因而具有廣闊的應用前景。從現有預製裝配式結構體系研究成果來看，其抗震性能主要取決於預製剪力牆牆板之間的接縫、鋼筋的連接以及整體性能。因此，研製開發一種能夠適合結構裝配式施工的配筋方式的結構體系就顯得尤為重要。

技術實現要素：

為了實現結構在震後的功能快速可恢復性，便於結構的裝配式施工以及優化結構配筋方式，本發明研發了一種暗埋桁架的裝配式可恢復功能聯肢剪力牆結構體系。

本發明提出的一種暗埋桁架的裝配式可恢復功能聯肢剪力牆結構體系，由牆肢、連梁、高強度預應力拉索和可更換耗能裝置組成，牆肢中設置有若干暗埋桁架的斜向鋼筋，牆肢底部設置有鋼板，使牆肢底部和基礎頂部在界面處斷開，高強預應力拉索的上端錨固在牆肢的頂部，下端錨固在基礎底部，相鄰的牆肢之間通過連梁連接，牆肢與連梁端部剛接，在牆肢與基礎的界面處設置可更換耗能裝置，連梁中部也安裝有可更換耗能裝置。

本發明中，所述牆肢為暗埋桁架的鋼筋混凝土牆肢。

本發明中，所述高強度預應力拉索為預應力鋼筋或預應力鋼絞線。

本發明中，所述可更換耗能裝置為金屬耗能裝置、黏彈性阻尼耗能裝置、摩擦阻尼耗能裝置或複合阻尼耗能裝置中任一種。

本發明中，所述暗埋桁架的鋼筋混凝土牆肢的配筋方式為牆肢在端部設置豎向受力鋼筋，並設置箍筋約束端部混凝土，在牆肢中間設置人字型暗支撐鋼筋籠，並在人字型暗支撐的上下兩端設置水平鋼筋籠。

本發明的有益效果在於：

（1）本發明可有效減小聯肢剪力牆中連梁以及牆肢底部在震時的損傷。本發明通過實現牆肢的受控搖擺機制以減輕牆肢底部的破壞。並且本發明通過在牆肢底部設置鋼板減小牆肢在搖擺過程中與接觸面的碰撞損傷。本發明通過將連梁的破壞集中在中部的可更換耗能裝置上以減少連梁的損傷。

（2）本發明有利於結構在震後實現其功能的快速可恢復性。本發明主要將耗能和損傷集中在可更換耗能裝置，有利於強震後對可更換耗能裝置進行修復或更換。

(3)本發明有效減小結構的震後殘餘變形。本發明通過在牆肢中設置高強度預應力拉索可以對結構提供自復位能力，有效減小結構的震後殘餘變形。

(4)本發明有效降低結構的鋼筋用量。本發明通過優化牆肢以及連梁的受力機理，在保證結構強度以及剛度的前提下，實現鋼筋用量的減少。

(5)本發明有利於實現結構的裝配式施工。本發明中的結構構件以及耗能裝置均能在預製廠中加工。由於本發明中的結構構件與傳統結構構件相比鋼筋用量減少，構件的加工以及拼接難度均可降低。

附圖說明

圖1是根據本發明實施例的結構示意圖。

圖2與圖3是安裝在牆肢與基礎的界面處的可更換耗能裝置的兩個具體示例，分別為小型屈曲約束支撐和扇形摩擦阻尼器。（這屬於權4中哪一種）

圖中標號：1-牆肢；2-連梁；3-高強度預應力拉索；4-可更換耗能裝置；5-鋼板；6-基礎。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明作進一步詳細的說明。

實施例1：如圖1所示，本發明是一種暗埋桁架的裝配式可恢復功能聯肢剪力牆結構體系，它主要由暗埋桁架的鋼筋混凝土牆肢1、連梁2、高強度預應力拉索3和可更換耗能裝置4組成，所述暗埋桁架的鋼筋混凝土牆肢1和基礎6之間斷開，並在所述的暗埋桁架的鋼筋混凝土牆肢1底部設置鋼板5，所述的高強度預應力拉索3的上端錨固在暗埋桁架的鋼筋混凝土牆肢1的頂部，下端錨固在基礎6中，所述的可更換耗能裝置4的兩端分別安裝在暗埋桁架的鋼筋混凝土牆肢1的底部側面以及基礎6頂面上，所述的可更換耗能裝置4的兩端也可安裝在連梁2的中部。

所述的暗埋桁架的裝配式可恢復功能聯肢剪力牆結構體系各組成構件可以在工廠預製，運到現場後安裝。

圖2與圖3是安裝在牆肢與基礎的界面處的可更換耗能裝置的兩個具體示例，分別為小型屈曲約束支撐和扇形摩擦阻尼器，當牆體在地震時左右搖擺時，和地面的夾角會發生改變，此時，小型屈曲約束支撐和扇形摩擦阻尼器會隨著夾角改變而進行耗能，此外還有多種類型的耗能構件，不一一枚舉。

本發明改變了傳統剪力牆的配筋理念，提出了斜向配筋的新創想，降低了聯肢剪力牆中的鋼筋用量，利於實現結構的裝配式施工，能夠在強震時有效保護結構主要受力構件的安全，使得牆肢和連梁在震後實現無損傷的特性，同時有利於震後對耗能裝置修復更換，可廣泛應用於高烈度地震區的重要建築結構中。