[發明專利]連肢剪力墻內嵌式耗能模塊及其使用方法

無效

• 申請號: 201310092028.8
• 申請日: 2013-03-21
• 公開（公告）號: CN103206028A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 滕軍;李祚華;王立山
• 申請（專利權）人: 滕軍
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E04B2/64;E04G21/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明公開一種內嵌式耗能模塊及其使用方法，特別是一種增強連肢剪力墻耗能的內嵌式耗能模塊及其使用方法。

背景技術

剪力墻結構剛度大、抗側性能好，是鋼筋混凝土高層建筑普遍采用的結構形式。剪力墻結構概念設計要求提高結構延性，滿足“強墻肢弱連梁”，使連梁在罕遇地震作用下連梁先于墻肢屈服，形成塑性鉸耗散地震輸入能量，同時改變結構振動頻率，避開地震的卓越周期，一定程度上減弱結構共振響應，保障墻肢等豎向構件不倒塌。連梁在剪力墻結構中具有雙重作用：一是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，保證結構具有足夠的抗側剛度；二是罕遇地震下，連梁先于墻肢進入塑性，耗散地震輸入能量，保護剪力墻主體結構的安全。

但在現今階段的設計中，兼顧連梁的剛度和延性在一定程度上存在矛盾。為解決這一難題，國內外專家學者進行了大量的研究，例如交叉暗柱配筋、菱形配筋、采用新型復合材料等。雖然現有的一些研究成果在理論分析及實驗中取得了不錯的效果，但是仍缺乏用于實際結構設計的構造措施及實施方案。

20世紀80年代,我國學者曾進行了開水平縫連梁的研究,提出了自控雙連梁,取得了較好的結構控制效果。基于連梁開縫的思路,東南大學李愛群等提出了在連梁跨中開縫設置摩阻控制裝置的新型剪力墻方案,振動臺試驗研究表明摩阻控制裝置能有效地控制結構的動力特性和地震反應,有效地提高了剪力墻的抗震性能。其構造示意如圖23所示：

同濟大學翁大根等提出雙肢剪力墻連梁處開豎向縫隙,縫間豎向加入加勁軟鋼阻尼裝置(ADAS/HADAS),在地震作用下,各肢剪力墻間在連梁處產生豎向錯位,縫中耗能裝置先于結構而屈服,通過往復的塑性滯回變形耗散地震能量。日本學者Kumagai等也提出在跨中斷開的連梁中設置軟鋼阻尼器的方法,其阻尼器形式為工字形截面型鋼,型鋼端部埋入混凝土連梁中,試驗表明此阻尼器在大變形下具備穩定的滯回耗能能力,使連梁的延性明顯提高。其構造如圖24所示：

東北林業大學的劉晚成等提出的SMA耗能連梁一剪力墻體系是利用SMA材料的超彈性特性，開發新型可承受剪切變形的阻尼器，并將其安裝在剪力墻連梁中部，使得新型連梁在地震作用下先于剪力墻墻肢屈服耗能，同時地震后SMA阻尼器的變形由于SMA的超彈性特性而自動回復，其構造如下圖25所示：

試驗證明，這種阻尼器有較好的滯回性能，但考慮到裝置的成本，尚沒有大規模使用的基礎。另外，Smith等提出的耗能伸臂體系中,若將墻肢間的伸臂視為剛性連梁,則亦與上述幾類耗能連梁的減震機理類似。

圖23~圖25所示的阻尼器有一定控制效果，但大多連梁阻尼器僅進行了理論分析，缺少實際工程應用。并且現在對連梁阻尼器端部構造，特別是與暗柱的連接構造方面研究仍比較缺乏，這大大的限制了連梁阻尼器的使用。

發明內容

本發明提出一種便于設計施工的耗能模塊，能在不提高施工難度的基礎上提高連梁的耗能能力。本發明設計的耗能模塊可沿水平向和豎向組合成不同跨高比的阻尼器，并且阻尼器耗能區域與嵌固區一體，耗能區上沿長邊方向開有一列長條形孔洞，孔洞端部做非尖角處理，在連肢剪力墻中，內嵌于與鋼筋混凝土，以解決上述提到的現有技術存在的問題。耗能模塊的長寬之比以及耗能區孔洞的位置及長寬之比為固定值。該發明能夠保證正常使用和常遇地震時阻尼器提供墻肢連接剛度，設防烈度和罕遇地震時通過阻尼器平面內塑性屈服耗能集中耗散結構的振動能量，能夠提高結構阻尼比和增強抗倒塌性，解決剪力墻連梁超筋和配筋難問題，改進連梁的抗震性能和損傷后的可修復性能。

本發明解決其技術問題采用的耗能模塊是：一種用于連肢剪力墻連梁耗能的內嵌式耗能模塊，耗能模塊單獨構成阻尼器，或組合而組成阻尼器，所述阻尼器包括一體的耗能區、非耗能區和嵌固區，工作區沿長邊方向開有條形孔洞，條形孔洞長邊方向平行于耗能區長邊，所述工作區包括耗能區和非耗能區。

耗能模塊的組合是在水平向和/或豎向。

所述條形孔洞為一列或者一列以上。

本發明解決其技術問題采用的技術方案進一步還包括：

所述耗能模塊及相連嵌固端由Q235B或低屈服點熱軋鋼板制成；

所述的孔洞邊角做非尖角處理；

所述的嵌固區與阻尼器工作區一體，厚度相等；

所述嵌固區開有若干條水平縫，嵌固區所開水平縫短邊可處理為圓角或是直角或者其它非尖角形式。

所述的嵌固區上設有易于結構連接連接的構造措施，比如焊接抗剪栓釘或設置螺栓孔；

所述的耗能模塊長寬比、孔洞位置及孔洞長寬比為定值；