[發明專利]剪力墻桁架混合式抗側力結構體系

無效

• 申請號: 200910038411.9
• 申請日: 2009-04-03
• 公開（公告）號: CN101560791A
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發明（設計）人: 王湛;陸觀宏
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: E04B1/18
• 分類號: E04B1/18;E04B1/98
• 代理公司: 廣州粵高專利代理有限公司
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本發明涉及一種剪力墻結構體系，具體涉及建筑工程的剪力墻-桁架混合式抗側力結構體系。

背景技術

目前的鋼筋混凝土結構或鋼-混凝土組合結構中，結構體系有框架結構、剪力墻結構、框架-剪力墻結構、框架-筒體結構、筒體結構、筒中筒結構。上述各類結構的各構件的相互連接均采用剛性連接。一般的高層建筑及超高層建筑中，框架-剪力墻結構、框架-筒體結構、剪力墻結構、筒體結構、筒中筒結構應用廣泛。

剪力墻與連梁常規連接為剛接，具有剪力墻的結構(包括剪力墻結構、框架-剪力墻結構、框架-筒體結構)，在地震及風荷載作用下，連梁的彎矩及剪力均很大，而軸力不大。為了耗能及保護剪力墻身，規范允許連梁產生破壞。設計時，人為地降低連梁的剛度，以降低連梁的內力(見國家標準《建筑抗震設計規范》第6.2.13條、國家行業標準《高層建筑混凝土結構技術規程》第7.2.25條)，從而減少連梁配筋。但實際上連梁的剛度是很大的，不隨設計人員的意志而轉移，因此，在地震或風荷載作用下，連梁的內力很大(尤其剪力)，常常發生破壞。這是目前規范對剪力墻無法解決的難題。

剪力墻的連梁對剪切變形十分敏感，其名義剪應力限制比較嚴，在很多情況下計算時經常出現超筋情況(見《高層建筑混凝土結構技術規程》第7.2.25條文說明)。根據有關專家學者的模擬試驗及國內外的地震調查結果顯示，剪力墻的連梁通常破壞嚴重，難以修復。連梁破壞后，改變了剪力墻的狀態及內力，墻肢單獨作用，降低了剪力墻剛度和安全性，從而降低了建筑物抵抗地震破壞能力。

眾所周知，混凝土的抗壓強度很高，但抗拉強度、抗剪強度均很低。因此，即使配置再多的高強鋼筋，剪力墻、連梁的抗剪強度仍然有限，規范作了截面控制，實際上控制構件的抗剪能力上限值。

因此，采用目前的雙肢或多肢剪力墻結構形式，通過人為地降低連梁的剛度，以降低連梁的內力(或不降低連梁剛度，而直接降低其內力設計值)，從而減少連梁配筋的做法是不科學的，并不能保護連梁。在地震作用下，連梁通常破壞嚴重，難以修復。但若強化連梁以保護其不被破壞，則剪力墻耗能能力大大降低，加劇地震對建筑物的影響，甚至威脅到剪力墻身的安全，造成建筑物嚴重破壞甚至倒塌。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的的缺點，提供一種剪力墻-桁架混合式抗側力結構體系，本發明結構簡單、施工可行、傳力明確合理，本發明可大大降低連梁的剪力和彎矩，連梁以承受軸向力為主，既達到耗能，又保護了連梁，解決了目前規范無法有效解決的難題。本發明是通過在兩片剪力墻間設置斜向的連桿，連桿與連梁、兩片剪力墻共同形成剪力墻——桁架混合結構體系，抵抗水平荷載作用。該混合體系的側向剛度遠高于剪力墻肢單獨作用的側向剛度，并大大改善剪力墻受力性能，顯著提高結構的延性及耗能能力，提高建筑物的抗震性能，大大提高建筑物抵抗破壞能力，避免建筑物在地震作用下發生倒塌，有效地保護人民生命財產的安全。

本發明目的通過以下技術方案來實現：

在兩片剪力墻1間設置斜向的連桿2，連桿2通過上、下樓板5的連梁3與剪力墻1相交接部位，兩端固定在剪力墻1上。連桿2可以兩根斜向交叉設置，也可以只設置一根斜向連桿2，連桿2可采用高強的鋼絞線或型鋼或高強鋼筋，連桿2與連梁3、兩片剪力墻1共同形成剪力墻——桁架混合結構體系，抵抗地震及風荷載作用；

連梁3可與剪力墻1鉸接，鉸接的連梁3處于軸向受力狀態；

在上述的基礎上，可給連桿2施加預應力，以調整結構側向剛度；

剪力墻內可加設型鋼。

本發明相對于現有技術所具有的優點和有益效果：

1、連桿與連梁、兩片剪力墻形成剪力墻——桁架混合結構體系，連桿可采用高強的鋼絞線或型鋼或高強鋼筋，變形能力大，疲勞強度高，耗能能力強(普通剪力墻通過允許連梁破壞來達到耗能，即以連梁破壞為代價以實現耗能)，大大提高結構的延性，有效地減少地震作用對建筑物的影響，提高建筑物的抗震性能。因此，本發明尤其適合應用于抗震設計的高層、超高層建筑物。