一種可更換式耗能鋼板組合開縫剪力牆的製作方法
2023-04-24 14:29:31 1
一種可更換式耗能鋼板組合開縫剪力牆的製作方法
【專利摘要】一種可更換式耗能鋼板組合開縫剪力牆，包括豎向開設有通縫剪力牆、增強約束鋼板、耗能鋼板和螺紋套筒，所述增強約束鋼板設置於所述通縫兩側的牆體上並與所述通縫兩側的剪力牆澆築連接；所述耗能鋼板設置於所述增強約束鋼板的外側並將同側的增強約束鋼板連接固定；所述螺紋套筒用於所述耗能鋼板及增強約束鋼板的連接固定並與所述增強約束鋼板形成澆築框架。本實用新型所公開的可更換式耗能鋼板組合開縫剪力牆，利用開縫剪力牆的豎向通縫兩側的變形，充分發揮耗能鋼板的屈服耗能能力，從而大大提高建築結構的耗能和抗震能力，而且方便施工安裝和震後修復、更換，符合建築結構抗震、減震設計及功能性要求等優點。
【專利說明】一種可更換式耗能鋼板組合開縫剪力牆
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及建築結構抗震和耗能減振控制領域，具體是一種可更換式耗能鋼板組合開縫剪力牆。
【背景技術】
[0002]由於鋼筋混凝土剪力牆結構的剛度大、在水平作用下，側向變形小，承載力容易滿足要求，所以被廣泛使用於建造較高的高層建築。為了擴大剪力牆的應用範圍和改善剪力牆的抗震性能，許多學者對剪力牆結構作了深入研究。
[0003]早在六十年代末，日本的武騰清教授就提出了帶豎縫剪力牆的設計思想，以此來改善剪切牆結構延性低、抗震性能差的缺點。這種帶縫剪力牆是作為一種填充牆嵌固在框架中，以一定的間距設置豎向縫並予以特殊形式的配筋，減小剪力牆的初始剛度，這種結構體系是將整個填充牆作為「犧牲」構件考慮的。此後國內外學者分別就開縫及不開縫剪力牆的剛度、強度、延性、耗能等做了大量的研究，並且對開縫的位置、形式也做了一系列的理論分析及實驗研究。針對一般的鋼筋混凝土剪力牆結構，廣泛使用的是開豎縫剪力牆，開豎縫剪力牆是在鋼筋混凝土剪力牆中間，以一定間隔沿豎向設置許多縫，這些縫部位的混凝土和鋼筋都是斷開的，所以開縫區每段牆的受力情況與I字型牆柱相似，從而把普通剪力牆所具有的「強而脆」的性能變成「強度略降低而延性提高」的性能，也以此提高了結構的抗震能力。雖然開豎縫剪力牆延性提高，但存在承載力下降、耗能能力差的不足。
[0004]針對上述開豎縫剪力牆的缺點、充分利用豎向通縫兩側的變形和發揮軟鋼板的屈服耗能能力，本實用新型提出了一種可更換式耗能鋼板組合開縫剪力牆，從而提高建築結構的耗能和抗震能力。
實用新型內容
[0005]為解決上述技術問題，本實用新型的目的在於提供一種可以提高建築結構的耗能和抗震能力的可更換式耗能鋼板組合開縫剪力牆，同時又能達到工程實施方便，且方便維修更換的目的。
[0006]一種可更換式耗能鋼板組合開縫剪力牆，用於提高建築結構的耗能和抗震能力，包括:
[0007]剪力牆，所述剪力牆豎向開設有通縫；
[0008]增強約束鋼板，用於提高所述剪力牆的剛度和承載力及實現可更換性，所述增強約束鋼板至少包括四塊，分別設置於所述通縫兩側的牆體上並與所述通縫兩側的剪力牆澆築連接；
[0009]耗能鋼板，用於增強所述剪力牆的屈服耗能能力，所述耗能鋼板至少包括兩塊，分別設置於所述增強約束鋼板的外側並將同側的增強約束鋼板連接固定；
[0010]螺紋套筒，用於所述耗能鋼板及增強約束鋼板的連接固定，所述螺紋套筒穿設於對稱設置在所述通縫兩側的所述增強約束鋼板之間，並與所述增強約束鋼板形成一個澆築框架後和所述剪力牆澆築為一體，所述耗能鋼板通過螺栓與所述增強約束鋼板連接固定。
[0011]優選的，所述剪力牆在所述通縫兩側的牆體厚度小於所述剪力牆的厚度，所述剪力牆的單側厚度差為至少20mm。
[0012]優選的，所述通縫的寬度為20_25mm，所述通縫填充有粘彈性材料層或軟木材料層。
[0013]優選的，所述耗能鋼板為低屈服力的軟鋼板，所述軟鋼板上開設有圓孔或橢圓孔。
[0014]優選的，所述增強約束鋼板和螺紋套筒採用焊接方式固定。
[0015]採用以上技術方案的有益效果是:該組合開縫剪力牆充分利用剪力牆豎向開設的通縫兩側的變形和耗能鋼板的屈服耗能能力，來提高整個結構的耗能力。同時也通過在剪力牆開設豎縫的內、外兩側牆體上設置增強約束鋼板，提高該開縫剪力牆的剛度和承載力。在開豎向通縫的剪力牆的通縫局部區域內外兩側設置增強約束鋼板，既保證了該剪力牆的變形能力也方便了內外兩側耗能軟鋼板的連接和更換。該組合開縫剪力牆在結構正常使用的風荷載組合作用下，提供了足夠的抗側剛度；而在地震荷載作用下的大幅值振動時，利用軟鋼板的屈服耗能能力，發揮耗能減震作用。可更換式耗能鋼板組合開縫剪力牆具有普通開豎縫剪力牆延性好的優點，同時彌補了普通開豎縫剪力牆耗能能力差、剛度和承載力下降的缺點，同時實現了方便施工安裝和震後修復、更換，符合建築結構抗震、減震設計及功能性要求等優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本實用新型實施例技術中的技術方案，下面將對實施例技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1是本實用新型可更換式耗能鋼板組合開縫剪力牆的結構示意圖；
[0018]圖2是本實用新型可更換式耗能鋼板組合開縫剪力牆中的增強約束鋼板與螺紋套筒連接圖；
[0019]圖3是本實用新型可更換式耗能鋼板組合開縫剪力牆中的增強約束鋼板與剪力牆整體澆築圖；
[0020]圖4是本實用新型的可更換式耗能鋼板組合開縫剪力牆的分解示意圖；
[0021]圖中數字所表示的相應部件名稱:
[0022]1、剪力牆2、增強約束鋼板21、第一增強約束鋼板22、第二增強約束鋼板23、第三增強約束鋼板24、第四增強約束鋼板3，31，32、耗能鋼板4、螺紋套筒5、高強螺栓。
【具體實施方式】
[0023]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
[0024]下面結合附圖和實施例對本實用新型具體實施技術方案進一步說明。[0025]實施例1
[0026]如圖1和4所示，一種可更換式耗能鋼板組合開縫剪力牆，用於提高建築結構的耗能和抗震能力，包括剪力牆1、增強約束鋼板2、耗能鋼板3和螺紋套筒4。
[0027]剪力牆I豎向開設有通縫，增強約束鋼板2用於提高剪力牆I的剛度和承載力及增加可更換性，包括分別設置在剪力牆I的通縫局部區域內、外兩側的第一增強約束鋼板21、第二增強約束鋼板22和第三增強約束鋼板23、第四增強約束鋼板24，各增強約束鋼板分別與通縫兩側的剪力牆I澆築連接。
[0028]耗能鋼板3用於增強剪力牆的屈服耗能能力，包括分別與第一增強約束鋼板21、和第二增強約束鋼板22緊固連接的內側耗能鋼板31，及分別與第三增強約束鋼板23和第四增強約束鋼板24緊固連接的外側耗能鋼板32，耗能鋼板分別設置於各增強約束鋼板的外側並將同側的增強約束鋼板連接固定。耗能鋼板3為低屈服力的軟鋼板，軟鋼板上開設有橢圓孔。
[0029]螺紋套筒4用於耗能鋼板3及增強約束鋼板2的連接固定，螺紋套筒4穿設於對稱設置在通縫兩側的各增強約束鋼板之間，並與各增強約束鋼板形成一個澆築框架後和剪力牆I澆築為一體，耗能鋼板3通過高強螺栓5與各增強約束鋼板連接固定。
[0030]如圖2所示，為了保證的可更換式耗能鋼板組合開縫剪力牆的變形能力，第一增強約束鋼板21、第三增強約束鋼板23和螺紋套筒4採用焊接的方式連接固定；第二增強約束鋼板22、第四增強約束鋼板24和螺紋套筒4也採用焊接的方式連接固定，形成連接裝置來作為剪力牆的部分澆築框架，然後與剪力牆澆築成如圖3所示的一體結構。為了滿足增強約束鋼板2和螺紋套筒4的連接強度，增強約束鋼板2開設和螺紋套筒4同樣孔徑和數量螺栓孔，並與螺紋套筒4採用切口焊接方式連接。
[0031]為了減小設置的可更換式耗能鋼板組合開縫剪力牆對結構使用功能的影響，剪力牆I在豎向通縫兩側的局部牆體厚度小於正常剪力牆牆體厚度，單側的剪力牆厚度差為20mmo
[0032]為了減小通縫對剪力牆使用功能的影響，通縫的寬度為設置為20mm，通縫填充有粘彈性材料層。
[0033]如圖4所示，在剪力牆澆築時，第一增強約束鋼板21、第二增強約束鋼板22和第三增強約束鋼板23、第四增強約束鋼板24分別設置在開豎向通縫剪力牆I的通縫局部區域內、外兩側，各增強約束鋼板分別與通縫兩側的剪力牆澆築連接，螺紋套筒4穿設於對稱設置在通縫兩側的第一增強約束鋼板21與第三增強約束鋼板23之間、第二增強約束鋼板22與第四增強約束鋼板24之間，並與各增強約束鋼板形成一個澆築框架後和剪力牆I澆築為一體；設置在剪力牆一側的開有橢圓孔的耗能鋼板31分段與第一增強約束鋼板21和第二增強約束鋼板22由高強螺栓5緊固連接，設置在剪力牆另一側的開有橢圓孔的耗能鋼板32分段與第一增強約束鋼板23和第二增強約束鋼板24由高強螺栓5緊固連接。耗能鋼板31和耗能鋼板32開設和螺紋套筒4對應位置的螺栓孔，並採用高強螺栓5穿過耗能鋼板31、32所開設的螺栓孔後與螺紋套筒4擰緊，從而把耗能鋼板31分段與的第一增強約束鋼板21和第二增強約束鋼板22緊固連接；把耗能鋼板32分段與的第三增強約束鋼板23和第四增強約束鋼板24緊固連接，形成如圖1所示的可更換式耗能鋼板組合開縫剪力牆。
[0034]實施例2[0035]其餘與實施例1相同，不同之處在於，剪力牆I在豎向通縫兩側的局部牆體厚度小於正常剪力牆牆體厚度，單側的剪力牆厚度差為25mm;增強約束鋼板設置有八塊，分別與通縫兩側的剪力牆分段連接並澆築連接；通縫的寬度為設置為22_，通縫填充有軟木材料層；耗能鋼板為低屈服力的軟鋼板，軟鋼板上開設有圓孔。
[0036]實施例3
[0037]其餘與實施例1相同，不同之處在於，剪力牆I在豎向通縫兩側的局部牆體厚度小於正常剪力牆牆體厚度，單側的剪力牆厚度差為28mm ;通縫的寬度為設置為25mm，通縫填充有粘彈性材料層。
[0038]採用以上技術方案的有益效果是:該組合開縫剪力牆充分利用剪力牆豎向開設的通縫兩側的變形和耗能鋼板的屈服耗能能力，來提高整個結構的耗能能力。同時也通過在剪力牆開設豎縫的內、外兩側牆體上設置增強約束鋼板，提高該開縫剪力牆的剛度和承載力。在開豎向通縫的剪力牆的通縫局部區域內外兩側設置增強約束鋼板，既保證了該剪力牆的變形能力也方便了內外兩側耗能軟鋼板的連接和更換。該組合開縫剪力牆在結構正常使用的風荷載組合作用下，提供了足夠的抗側剛度；而在地震荷載作用下的大幅值振動時，利用軟鋼板的屈服耗能能力，發揮耗能減震作用。可更換式耗能鋼板組合開縫剪力牆具有普通開豎縫剪力牆延性好的優點，同時彌補了普通開豎縫剪力牆耗能能力差、剛度和承載力下降的缺點，同時實現了方便施工安裝和震後修復、更換，符合建築結構抗震、減震設計及功能性要求等優點。
[0039]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本實用新型將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。
【權利要求】
1.一種可更換式耗能鋼板組合開縫剪力牆，用於提高建築結構的耗能和抗震能力，其特徵在於，包括: 剪力牆，所述剪力牆豎向開設有通縫； 增強約束鋼板，用於提高所述剪力牆的剛度和承載力及實現可更換性，所述增強約束鋼板至少包括四塊，分別設置於所述通縫兩側的牆體上並與所述通縫兩側的剪力牆澆築連接; 耗能鋼板，用於增強所述剪力牆的耗能能力，所述耗能鋼板至少包括兩塊，分別設置於所述增強約束鋼板的外側並將同側的增強約束鋼板連接固定； 螺紋套筒，用於所述耗能鋼板及增強約束鋼板的連接固定，所述螺紋套筒穿設於對稱設置在所述通縫兩側的所述增強約束鋼板之間，並與所述增強約束鋼板形成一個澆築框架後和所述剪力牆澆築為一體，所述耗能鋼板通過螺栓與所述增強約束鋼板連接固定。
2.根據權利要求1所述的可更換式耗能鋼板組合開縫剪力牆，其特徵在於，所述剪力牆在所述通縫兩側的牆體厚度小於所述剪力牆的厚度，所述剪力牆的單側厚度差為至少20mmo
3.根據權利要求1或2所述的可更換式耗能鋼板組合開縫剪力牆，其特徵在於，所述通縫的寬度為20-25_，所述通縫填充有粘彈性材料層或軟木材料層。
4.根據權利要求3所述的可更換式耗能鋼板組合開縫剪力牆，其特徵在於，所述耗能鋼板為低屈服力的軟鋼板，所述軟鋼板上開設有圓孔或橢圓孔。
5.根據權利要求4所述的可更換式耗能鋼板組合開縫剪力牆，其特徵在於，所述增強約束鋼板和螺紋套筒採用焊接方式固定。
【文檔編號】E04B2/00GK203769114SQ201420064848
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年2月13日 優先權日:2014年2月13日
【發明者】歐進萍, 劉敏, 王建, 李惠 申請人:智性科技南通有限公司