疊合齒形鋼板復(fù)合阻尼耗能型可更換連梁的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及高層建筑耗能減震技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及疊合齒形鋼板復(fù)合阻尼耗能型可更換連梁。
【背景技術(shù)】
[0002]由于用地緊張，越來越多的高層建筑或超高層建筑拔地而起，成為了現(xiàn)代城市的重要特征。高層建筑結(jié)構(gòu)體系復(fù)雜、預(yù)期使用壽命長，且多為民用住宅、城市商業(yè)金融中心，使用人口眾多，一旦遭遇地震破壞，將會產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)損失，對人民群眾的生產(chǎn)生活及社會安定造成嚴(yán)重影響，且高層建筑修復(fù)加固困難，耗時(shí)耗力，有些構(gòu)件因?yàn)槠茐奈恢玫奶厥庑砸约捌茐膰?yán)重性使其難以加固修復(fù)，最后整個(gè)結(jié)構(gòu)只能被推翻重建，增加了整個(gè)建筑的壽命周期成本，造成了巨大的浪費(fèi)。因此，提升現(xiàn)代高層建筑震后功能快速恢復(fù)能力迫在眉睫。
[0003]剪力墻結(jié)構(gòu)是高層建筑中最常用的抗側(cè)體系，由于建筑開門窗的需要及延性要求，剪力墻開洞口形成連梁，不同墻肢通過連梁相連得以協(xié)同工作共同抵抗地震作用。連梁的強(qiáng)度、剛度和變形性能對剪力墻抗震性能有重要的影響。正常使用及多遇地震作用下，連梁在彈性范圍工作，連接剪力墻相鄰墻肢，保證結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度，傳統(tǒng)連梁在小震時(shí)沒有減震性能，高層建筑在小震時(shí)只能通過提高剛度來滿足位移控制指標(biāo)的要求，提高剛度后通常建筑物上的地震作用也會增加。設(shè)防烈度或罕遇地震作用下，連梁作為剪力墻結(jié)構(gòu)的第一道抗震防線，先于墻肢發(fā)生破壞進(jìn)入塑性耗散地震能量，但傳統(tǒng)的鋼筋混凝土連梁一般跨高比較小，在地震往復(fù)作用下，易發(fā)生脆性剪切破壞、延性差，震后難以修復(fù)，也無法更換。
[0004]過去眾學(xué)者主要從兩個(gè)角度提高傳統(tǒng)連梁的延性，一是采用不同的構(gòu)造措施或配筋方式，如連梁中設(shè)縫、配置交叉暗撐、菱形配筋等。二是用鋼連梁或組合連梁代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼筋混凝土連梁組成混合聯(lián)肢剪力墻結(jié)構(gòu)。這兩種方式都可一定程度提高連梁延性，但其共同的缺點(diǎn)是設(shè)計(jì)時(shí)沒有充分考慮震后的可修復(fù)性或可更換性，震后不易修復(fù)或更換。
[0005]可恢復(fù)功能結(jié)構(gòu)是現(xiàn)行抗震設(shè)計(jì)的新概念，指地震后不需要修復(fù)或在部分使用狀況下稍許修復(fù)即可恢復(fù)其使用功能的結(jié)構(gòu)，其實(shí)現(xiàn)方法包括可更換結(jié)構(gòu)構(gòu)件、搖擺結(jié)構(gòu)、自復(fù)位結(jié)構(gòu)等，因此，近年來國內(nèi)外學(xué)者提出了可更換連梁的概念，包含了目前已有的各種類型可更換連梁，即一種在地震后易于修復(fù)或更換的連梁，連梁自身可以是鋼筋混凝土連梁、鋼連梁或組合連梁，其構(gòu)造方式包括對連梁的部分截面進(jìn)行削弱，或者在連梁上附加一個(gè)阻尼耗能部件，或者連梁整體通過某種易于拆卸的方式與墻體相連接，地震后連梁可以方便地進(jìn)行更換。
[0006]目前，已有的可更換連梁大都通過可更換段屈服耗能，但其不足之處是有些可更換耗能部件未充分考慮其受力的合理性，導(dǎo)致耗能材料受拉產(chǎn)生撕裂，從而影響其耗能作用的充分發(fā)揮;而有些可更換連梁雖然在一定程度上提高了其耗能能力，但削弱了連梁與聯(lián)肢剪力墻協(xié)同工作的性能或者改變了墻肢間連梁的傳力特征，給設(shè)計(jì)人員在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段應(yīng)用商用設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行計(jì)算分析時(shí)帶來困難。目前提出的多數(shù)可更換連梁無法根據(jù)地震的強(qiáng)弱分階段分部件更換，震后完全更換的造價(jià)較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實(shí)用新型的目的是提供一種疊合齒形鋼板復(fù)合阻尼耗能型可更換連梁。
[0008]本實(shí)用新型是疊合齒形鋼板復(fù)合阻尼耗能型可更換連梁，該連梁包括置于跨中的可更換段11及置于所述可更換段11兩端的非屈服段13;所述可更換段11的兩端分別設(shè)有一個(gè)可更換段端板8;所述非屈服段13為普通鋼筋混凝土連梁，其內(nèi)嵌有預(yù)埋型鋼，且其一端內(nèi)嵌非屈服段預(yù)埋端板9，另一端與剪力墻12相連;所述可更換段端板8與所述非屈服段預(yù)埋端板9連接在一起。
[0009]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0010]1、本實(shí)用新型中兩端的非屈服段為普通鋼筋混凝土連梁，內(nèi)嵌有預(yù)埋型鋼及非屈服段預(yù)埋端板，可方便地與可更換段相連。
[0011]2、本實(shí)用新型在小震下保持彈性，可以為雙肢剪力墻及兩端連梁非屈服段提供約束，同時(shí)也可以通過粘彈性材料耗能地震能量，降低小震時(shí)的結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)。中震或者大震下，可更換段通過軟鋼鋼板及粘彈性材料的塑性變形先于墻肢和非屈服段耗散地震能量，保護(hù)連梁非屈服段與墻肢的安全，地震后可以對中間的屈服段分部件進(jìn)行更換，實(shí)現(xiàn)震后功能的快速恢復(fù)，節(jié)約時(shí)間成本，降低維修成本。若地震后中間的屈服段破壞不太嚴(yán)重，還可單獨(dú)對先屈服耗能的軟鋼鋼板進(jìn)行更換。
[0012]3、本實(shí)用新型受力機(jī)理明確，耗能能力強(qiáng)，構(gòu)造合理，原材料都屬常見材料，加工難度低，施工方便，將消能減震裝置與連梁原有功能相結(jié)合，不影響原有建筑方案的布置和建筑功能的實(shí)現(xiàn)，且震后可以分部件快速修復(fù)更換。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型中可更換段俯視圖，圖2為本實(shí)用新型中可更換段水平剖切構(gòu)造圖，圖3為本實(shí)用新型主視圖及與剪力墻連接示意圖，圖4為本實(shí)用新型中連梁可更換段外包鋼板與預(yù)應(yīng)力鋼板的連接構(gòu)造三維示意圖，附圖標(biāo)記及對應(yīng)名稱為:圖中:I一外包約束鋼板，2 一約束鋼板，3 一粘彈性材料，4 一預(yù)應(yīng)力鋼板，5 一軟鋼鋼板，6 一連接角鋼，7 一普通螺栓，8—可更換段端板，9 一非屈服段預(yù)埋端板，10—高強(qiáng)螺栓，11 一可更換段，12—剪力墻，13—非屈服段。
【具體實(shí)施方式】
[0014]如圖1?4所示，本實(shí)用新型的疊合齒形鋼板復(fù)合阻尼耗能型可更換連梁，該連梁包括置于跨中的可更換段11及置于可更換段11兩端的非屈服段13。可更換段11的兩端分別設(shè)有一個(gè)可更換段端板8;非屈服段13為普通鋼筋混凝土連梁，其內(nèi)嵌有預(yù)埋型鋼，且其一端內(nèi)嵌非屈服段預(yù)埋端板9，另一端與剪力墻12相連;可更換段端板8與非屈服段預(yù)埋端板9連接在一起。
[0015]以上所述可更換段端板8與所述非屈服段預(yù)埋端板9通過高強(qiáng)螺栓10連接在一起。
[0016]根據(jù)以上所述的疊合齒形鋼板復(fù)合阻尼耗能型可更換連梁，所述剪力墻12為雙肢剪力墻或多肢剪力墻。
[0017]根據(jù)以上所述的疊合齒形鋼板復(fù)合阻尼耗能型可更換連梁，所述可更換段11包括兩個(gè)內(nèi)側(cè)設(shè)有鋼齒的外包約束鋼板I及數(shù)塊雙側(cè)均設(shè)有鋼齒的約束鋼板2;兩