一種可更換式耗能鋼板組合開縫剪力墻的制作方法
【專利摘要】一種可更換式耗能鋼板組合開縫剪力墻，包括豎向開設(shè)有通縫剪力墻、增強(qiáng)約束鋼板、耗能鋼板和螺紋套筒，所述增強(qiáng)約束鋼板設(shè)置于所述通縫兩側(cè)的墻體上并與所述通縫兩側(cè)的剪力墻澆筑連接；所述耗能鋼板設(shè)置于所述增強(qiáng)約束鋼板的外側(cè)并將同側(cè)的增強(qiáng)約束鋼板連接固定；所述螺紋套筒用于所述耗能鋼板及增強(qiáng)約束鋼板的連接固定并與所述增強(qiáng)約束鋼板形成澆筑框架。本發(fā)明所公開的可更換式耗能鋼板組合開縫剪力墻，利用開縫剪力墻的豎向通縫兩側(cè)的變形，充分發(fā)揮耗能鋼板的屈服耗能能力，從而大大提高建筑結(jié)構(gòu)的耗能和抗震能力，而且方便施工安裝和震后修復(fù)、更換，符合建筑結(jié)構(gòu)抗震、減震設(shè)計(jì)及功能性要求等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種可更換式耗能鋼板組合開縫剪力墻
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑結(jié)構(gòu)抗震和耗能減振控制領(lǐng)域，具體是一種可更換式耗能鋼板組合開縫剪力墻。
【背景技術(shù)】
[0002]由于鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)的剛度大、在水平作用下，側(cè)向變形小，承載力容易滿足要求，所以被廣泛使用于建造較高的高層建筑。為了擴(kuò)大剪力墻的應(yīng)用范圍和改善剪力墻的抗震性能，許多學(xué)者對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)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墻的設(shè)計(jì)思想，以此來改善剪切墻結(jié)構(gòu)延性低、抗震性能差的缺點(diǎn)。這種帶縫剪力墻是作為一種填充墻嵌固在框架中，以一定的間距設(shè)置豎向縫并予以特殊形式的配筋，減小剪力墻的初始剛度，這種結(jié)構(gòu)體系是將整個(gè)填充墻作為“犧牲’’構(gòu)件考慮的。此后國(guó)內(nèi)外學(xué)者分別就開縫及不開縫剪力墻的剛度、強(qiáng)度、延性、耗能等做了大量的研究，并且對(duì)開縫的位置、形式也做了一系列的理論分析及實(shí)驗(yàn)研究。針對(duì)一般的鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，廣泛使用的是開豎縫剪力墻，開豎縫剪力墻是在鋼筋混凝土剪力墻中間，以一定間隔沿豎向設(shè)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(qū)每段墻的受力情況與I字型墻柱相似，從而把普通剪力墻所具有的“強(qiáng)而脆”的性能變成“強(qiáng)度略降低而延性提高”的性能，也以此提高了結(jié)構(gòu)的抗震能力。雖然開豎縫剪力墻延性提高，但存在承載力下降、耗能能力差的不足。
[0004]針對(duì)上述開豎縫剪力墻的缺點(diǎn)、充分利用豎向通縫兩側(cè)的變形和發(fā)揮軟鋼板的屈服耗能能力，本發(fā)明提出了一種可更換式耗能鋼板組合開縫剪力墻，從而提高建筑結(jié)構(gòu)的耗能和抗震能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種可以提高建筑結(jié)構(gòu)的耗能和抗震能力的可更換式耗能鋼板組合開縫剪力墻，同時(shí)又能達(dá)到工程實(shí)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墻，用于提高建筑結(jié)構(gòu)的耗能和抗震能力，包括:
[0007]剪力墻，所述剪力墻豎向開設(shè)有通縫；
[0008]增強(qiáng)約束鋼板，用于提高所述剪力墻的剛度和承載力及實(shí)現(xiàn)可更換性，所述增強(qiáng)約束鋼板至少包括四塊，分別設(shè)置于所述通縫兩側(cè)的墻體上并與所述通縫兩側(cè)的剪力墻澆筑連接；
[0009]耗能鋼板，用于增強(qiáng)所述剪力墻的屈服耗能能力，所述耗能鋼板至少包括兩塊，分別設(shè)置于所述增強(qiáng)約束鋼板的外側(cè)并將同側(cè)的增強(qiáng)約束鋼板連接固定；
[0010]螺紋套筒，用于所述耗能鋼板及增強(qiáng)約束鋼板的連接固定，所述螺紋套筒穿設(shè)于對(duì)稱設(shè)置在所述通縫兩側(cè)的所述增強(qiáng)約束鋼板之間，并與所述增強(qiáng)約束鋼板形成一個(gè)澆筑框架后和所述剪力墻澆筑為一體，所述耗能鋼板通過螺栓與所述增強(qiáng)約束鋼板連接固定。
[0011]優(yōu)選的，所述剪力墻在所述通縫兩側(cè)的墻體厚度小于所述剪力墻的厚度，所述剪力墻的單側(cè)厚度差為至少20mm。
[0012]優(yōu)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(yōu)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(shè)有圓孔或橢圓孔。
[0014]優(yōu)選的，所述增強(qiáng)約束鋼板和螺紋套筒采用焊接方式固定。
[0015]采用以上技術(shù)方案的有益效果是:該組合開縫剪力墻充分利用剪力墻豎向開設(shè)的通縫兩側(cè)的變形和耗能鋼板的屈服耗能能力，來提高整個(gè)結(jié)構(gòu)的耗能力。同時(shí)也通過在剪力墻開設(shè)豎縫的內(nèi)、外兩側(cè)墻體上設(shè)置增強(qiáng)約束鋼板，提高該開縫剪力墻的剛度和承載力。在開豎向通縫的剪力墻的通縫局部區(qū)域內(nèi)外兩側(cè)設(shè)置增強(qiáng)約束鋼板，既保證了該剪力墻的變形能力也方便了內(nèi)外兩側(cè)耗能軟鋼板的連接和更換。該組合開縫剪力墻在結(jié)構(gòu)正常使用的風(fēng)荷載組合作用下，提供了足夠的抗側(cè)剛度；而在地震荷載作用下的大幅值振動(dòng)時(shí)，利用軟鋼板的屈服耗能能力，發(fā)揮耗能減震作用。可更換式耗能鋼板組合開縫剪力墻具有普通開豎縫剪力墻延性好的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)彌補(bǔ)了普通開豎縫剪力墻耗能能力差、剛度和承載力下降的缺點(diǎn)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了方便施工安裝和震后修復(fù)、更換，符合建筑結(jié)構(gòu)抗震、減震設(shè)計(jì)及功能性要求等優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1是本發(fā)明可更換式耗能鋼板組合開縫剪力墻的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是本發(fā)明可更換式耗能鋼板組合開縫剪力墻中的增強(qiáng)約束鋼板與螺紋套筒連接圖；
[0019]圖3是本發(fā)明可更換式耗能鋼板組合開縫剪力墻中的增強(qiáng)約束鋼板與剪力墻整體澆筑圖；
[0020]圖4是本發(fā)明的可更換式耗能鋼板組合開縫剪力墻的分解示意圖；
[0021]圖中數(shù)字所表示的相應(yīng)部件名稱:
[0022]1、剪力墻2、增強(qiáng)約束鋼板21、第一增強(qiáng)約束鋼板22、第二增強(qiáng)約束鋼板23、第三增強(qiáng)約束鋼板24、第四增強(qiáng)約束鋼板3，31，32、耗能鋼板4、螺紋套筒5、高強(qiáng)螺栓。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。[0024]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施技術(shù)方案進(jìn)一步說明。
[0025]實(shí)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墻，用于提高建筑結(jié)構(gòu)的耗能和抗震能力，包括剪力墻1、增強(qiáng)約束鋼板2、耗能鋼板3和螺紋套筒4。
[0027]剪力墻I豎向開設(shè)有通縫，增強(qiáng)約束鋼板2用于提高剪力墻I的剛度和承載力及增加可更換性，包括分別設(shè)置在剪力墻I的通縫局部區(qū)域內(nèi)、外兩側(cè)的第一增強(qiáng)約束鋼板21、第二增強(qiáng)約束鋼板22和第三增強(qiáng)約束鋼板23、第四增強(qiáng)約束鋼板24，各增強(qiáng)約束鋼板分別與通縫兩側(cè)的剪力墻I澆筑連接。
[0028]耗能鋼板3用于增強(qiáng)剪力墻的屈服耗能能力，包括分別與第一增強(qiáng)約束鋼板21、和第二增強(qiáng)約束鋼板22緊固連接的內(nèi)側(cè)耗能鋼板31，及分別與第三增強(qiáng)約束鋼板23和第四增強(qiáng)約束鋼板24緊固連接的外側(cè)耗能鋼板32，耗能鋼板分別設(shè)置于各增強(qiáng)約束鋼板的外側(cè)并將同側(cè)的增強(qiáng)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(shè)有橢圓孔。
[0029]螺紋套筒4用于耗能鋼板3及增強(qiáng)約束鋼板2的連接固定，螺紋套筒4穿設(shè)于對(duì)稱設(shè)置在通縫兩側(cè)的各增強(qiáng)約束鋼板之間，并與各增強(qiáng)約束鋼板形成一個(gè)澆筑框架后和剪力墻I澆筑為一體，耗能鋼板3通過高強(qiáng)螺栓5與各增強(qiáng)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墻的變形能力，第一增強(qiáng)約束鋼板21、第三增強(qiáng)約束鋼板23和螺紋套筒4采用焊接的方式連接固定；第二增強(qiáng)約束鋼板22、第四增強(qiáng)約束鋼板24和螺紋套筒4也采用焊接的方式連接固定，形成連接裝置來作為剪力墻的部分澆筑框架，然后與剪力墻澆筑成如圖3所示的一體結(jié)構(gòu)。為了滿足增強(qiáng)約束鋼板2和螺紋套筒4的連接強(qiáng)度，增強(qiáng)約束鋼板2開設(shè)和螺紋套筒4同樣孔徑和數(shù)量螺栓孔，并與螺紋套筒4采用切口焊接方式連接。
[0031]為了減小設(shè)置的可更換式耗能鋼板組合開縫剪力墻對(duì)結(jié)構(gòu)使用功能的影響，剪力墻I在豎向通縫兩側(cè)的局部墻體厚度小于正常剪力墻墻體厚度，單側(cè)的剪力墻厚度差為20mmo
[0032]為了減小通縫對(duì)剪力墻使用功能的影響，通縫的寬度為設(shè)置為20mm，通縫填充有粘彈性材料層。
[0033]如圖4所示，在剪力墻澆筑時(shí)，第一增強(qiáng)約束鋼板21、第二增強(qiáng)約束鋼板22和第三增強(qiáng)約束鋼板23、第四增強(qiáng)約束鋼板24分別設(shè)置在開豎向通縫剪力墻I的通縫局部區(qū)域內(nèi)、外兩側(cè)，各增強(qiáng)約束鋼板分別與通縫兩側(cè)的剪力墻澆筑連接，螺紋套筒4穿設(shè)于對(duì)稱設(shè)置在通縫兩側(cè)的第一增強(qiáng)約束鋼板21與第三增強(qiáng)約束鋼板23之間、第二增強(qiáng)約束鋼板22與第四增強(qiáng)約束鋼板24之間，并與各增強(qiáng)約束鋼板形成一個(gè)澆筑框架后和剪力墻I澆筑為一體；設(shè)置在剪力墻一側(cè)的開有橢圓孔的耗能鋼板31分段與第一增強(qiáng)約束鋼板21和第二增強(qiáng)約束鋼板22由高強(qiáng)螺栓5緊固連接，設(shè)置在剪力墻另一側(cè)的開有橢圓孔的耗能鋼板32分段與第一增強(qiáng)約束鋼板23和第二增強(qiáng)約束鋼板24由高強(qiáng)螺栓5緊固連接。耗能鋼板31和耗能鋼板32開設(shè)和螺紋套筒4對(duì)應(yīng)位置的螺栓孔，并采用高強(qiáng)螺栓5穿過耗能鋼板31、32所開設(shè)的螺栓孔后與螺紋套筒4擰緊，從而把耗能鋼板31分段與的第一增強(qiáng)約束鋼板21和第二增強(qiáng)約束鋼板22緊固連接；把耗能鋼板32分段與的第三增強(qiáng)約束鋼板23和第四增強(qiáng)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墻。[0034]實(shí)施例2
[0035]其余與實(shí)施例1相同，不同之處在于，剪力墻I在豎向通縫兩側(cè)的局部墻體厚度小于正常剪力墻墻體厚度，單側(cè)的剪力墻厚度差為25mm;增強(qiáng)約束鋼板設(shè)置有八塊，分別與通縫兩側(cè)的剪力墻分段連接并澆筑連接；通縫的寬度為設(shè)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(shè)有圓孔。
[0036]實(shí)施例3
[0037]其余與實(shí)施例1相同，不同之處在于，剪力墻I在豎向通縫兩側(cè)的局部墻體厚度小于正常剪力墻墻體厚度，單側(cè)的剪力墻厚度差為28mm ;通縫的寬度為設(shè)置為25mm，通縫填充有粘彈性材料層。
[0038]采用以上技術(shù)方案的有益效果是:該組合開縫剪力墻充分利用剪力墻豎向開設(shè)的通縫兩側(cè)的變形和耗能鋼板的屈服耗能能力，來提高整個(gè)結(jié)構(gòu)的耗能能力。同時(shí)也通過在剪力墻開設(shè)豎縫的內(nèi)、外兩側(cè)墻體上設(shè)置增強(qiáng)約束鋼板，提高該開縫剪力墻的剛度和承載力。在開豎向通縫的剪力墻的通縫局部區(qū)域內(nèi)外兩側(cè)設(shè)置增強(qiáng)約束鋼板，既保證了該剪力墻的變形能力也方便了內(nèi)外兩側(cè)耗能軟鋼板的連接和更換。該組合開縫剪力墻在結(jié)構(gòu)正常使用的風(fēng)荷載組合作用下，提供了足夠的抗側(cè)剛度；而在地震荷載作用下的大幅值振動(dòng)時(shí)，利用軟鋼板的屈服耗能能力，發(fā)揮耗能減震作用?？筛鼡Q式耗能鋼板組合開縫剪力墻具有普通開豎縫剪力墻延性好的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)彌補(bǔ)了普通開豎縫剪力墻耗能能力差、剛度和承載力下降的缺點(diǎn)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了方便施工安裝和震后修復(fù)、更換，符合建筑結(jié)構(gòu)抗震、減震設(shè)計(jì)及功能性要求等優(yōu)點(diǎn)。
[0039]對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)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發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種可更換式耗能鋼板組合開縫剪力墻，用于提高建筑結(jié)構(gòu)的耗能和抗震能力，其特征在于，包括: 剪力墻，所述剪力墻豎向開設(shè)有通縫； 增強(qiáng)約束鋼板，用于提高所述剪力墻的剛度和承載力及實(shí)現(xiàn)可更換性，所述增強(qiáng)約束鋼板至少包括四塊，分別設(shè)置于所述通縫兩側(cè)的墻體上并與所述通縫兩側(cè)的剪力墻澆筑連接; 耗能鋼板，用于增強(qiáng)所述剪力墻的耗能能力，所述耗能鋼板至少包括兩塊，分別設(shè)置于所述增強(qiáng)約束鋼板的外側(cè)并將同側(cè)的增強(qiáng)約束鋼板連接固定； 螺紋套筒，用于所述耗能鋼板及增強(qiáng)約束鋼板的連接固定，所述螺紋套筒穿設(shè)于對(duì)稱設(shè)置在所述通縫兩側(cè)的所述增強(qiáng)約束鋼板之間，并與所述增強(qiáng)約束鋼板形成一個(gè)澆筑框架后和所述剪力墻澆筑為一體，所述耗能鋼板通過螺栓與所述增強(qiáng)約束鋼板連接固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可更換式耗能鋼板組合開縫剪力墻，其特征在于，所述剪力墻在所述通縫兩側(cè)的墻體厚度小于所述剪力墻的厚度，所述剪力墻的單側(cè)厚度差為至少20mmo
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可更換式耗能鋼板組合開縫剪力墻，其特征在于，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(jù)權(quán)利要求3所述的可更換式耗能鋼板組合開縫剪力墻，其特征在于，所述耗能鋼板為低屈服力的軟鋼板，所述軟鋼板上開設(shè)有圓孔或橢圓孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可更換式耗能鋼板組合開縫剪力墻，其特征在于，所述增強(qiáng)約束鋼板和螺紋套筒采用焊接方式固定。
【文檔編號(hào)】E04B2/00GK103790262SQ201410051004
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2014年2月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月13日
【發(fā)明者】歐進(jìn)萍, 劉敏, 王建, 李惠 申請(qǐng)人:智性科技南通有限公司