[發(fā)明專利]自復(fù)位梁-格柵式摩擦墻結(jié)構(gòu)體系

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310666462.2
• 申請(qǐng)日: 2013-12-09
• 公開（公告）號(hào): CN103628587A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李鋼;朱立華;李宏男
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號(hào): E04B1/98
• 分類號(hào): E04B1/98;E04B2/56
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心 21200
• 代理人: 趙連明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及土木工程抗震技術(shù)領(lǐng)域，是一種自復(fù)位梁-格柵式摩擦墻結(jié)構(gòu)抗震體系。

背景技術(shù)

目前，在自復(fù)位梁和摩擦墻體方面，國外學(xué)者已經(jīng)開展了一系列的研究，并取得了一定的研究進(jìn)展。

在自復(fù)位技術(shù)方面。所謂“自復(fù)位”是指放松約束的結(jié)構(gòu)在地震作用下首先發(fā)生一定的彎曲變形，超過一定限值后發(fā)生搖擺，通過預(yù)應(yīng)力使結(jié)構(gòu)回復(fù)到原來的位置。自復(fù)位技術(shù)能夠有效的消除結(jié)構(gòu)的殘余變形，使結(jié)構(gòu)在地震作用后經(jīng)過簡單的修復(fù)繼續(xù)使用，節(jié)約了生產(chǎn)成本。“自復(fù)位”的思想最早來源于預(yù)制無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土框架的研究。通過預(yù)應(yīng)力鋼索，可以很好的控制結(jié)構(gòu)的變形，并且具有良好的自復(fù)位能力。鑒于自復(fù)位技術(shù)的上述優(yōu)點(diǎn)，自復(fù)位技術(shù)在很多方面得到了應(yīng)用，如梁柱節(jié)點(diǎn)、鋼結(jié)構(gòu)以及新興的搖擺結(jié)構(gòu)體系等。

在耗能墻體方面。墻體是建筑結(jié)構(gòu)中基本構(gòu)件之一，因?yàn)閴w（主要是剪力墻）具有增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗剪強(qiáng)度的功能，在許多超高層、大跨度等大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)中的電梯間、消防通道等部位常設(shè)置剪力墻，而填充墻由于其結(jié)構(gòu)形式的靈活性，使其成為分割建筑空間的最為常用構(gòu)件。然而，剪力墻雖然具有較大的側(cè)向剛度，但是其變形能力和耗能能力較差；填充墻體可提高建筑使用功能以及具備一定的初始剛度等優(yōu)點(diǎn)，但是，其承載能力低，延性差。為此，近年來以墻體為研究對(duì)象的消能減震技術(shù)不斷發(fā)展，研究主要集中在以下幾個(gè)方面：阻尼墻體、帶縫剪力墻、新型鋼板剪力墻。

傳統(tǒng)的抗震理念是一般通過新材料、新體系來增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的剛度，這種結(jié)構(gòu)在地震作用時(shí)導(dǎo)致相對(duì)薄弱的環(huán)節(jié)破壞。而如果能夠通過降低某些部位的剛度，如放松某些部位的約束等，并在這些部位引入耗能裝置，如加耗能墻體等，實(shí)現(xiàn)消震與隔震的聯(lián)合應(yīng)用，必能有效防止結(jié)構(gòu)在地震中的破壞，從而達(dá)到變被動(dòng)型抗震為主動(dòng)性防震的目的。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)以上問題，本發(fā)明提出了一種自復(fù)位梁-格柵式摩擦墻結(jié)構(gòu)體系，由自復(fù)位梁、搖擺柱和格柵式摩擦墻組成；多個(gè)自復(fù)位梁由下而上地固定在其兩側(cè)的搖擺柱上，用橡膠板將兩根搖擺柱與基礎(chǔ)底面隔開，使其在水平力作用下能夠發(fā)生搖擺；自復(fù)位梁與搖擺柱之間用角鋼和螺栓固定連接；預(yù)應(yīng)力鋼筋采用后張法埋在自復(fù)位梁中，其兩端穿過搖擺柱的預(yù)留孔洞，通過錨具錨固在搖擺柱的外側(cè)；格柵式摩擦墻是自復(fù)位梁和搖擺柱組成的框架單元中的三層墻體，中間為格柵金屬結(jié)構(gòu)、外側(cè)為兩個(gè)砌體墻；格柵金屬結(jié)構(gòu)的頂端和底端的外水平桿件長度等于柱間距，位于格柵金屬結(jié)構(gòu)中間的內(nèi)水平桿件的長度略小于柱間距；用角鋼和螺栓將格柵金屬結(jié)構(gòu)頂端和底端的外水平桿件分別固定于上層自復(fù)位梁和下層自復(fù)位梁上；在格柵金屬結(jié)構(gòu)的四角，外水平桿件與搖擺柱接觸部位用角鋼和螺栓將外水平桿件和搖擺柱固定連接；外側(cè)兩個(gè)砌體墻主體由砌塊砌制而成，其四周包裹足夠厚度的橡膠板，使其與搖擺柱、自復(fù)位梁隔離開，形成獨(dú)立的個(gè)體。

格柵金屬結(jié)構(gòu)包括四條外水平桿件、多條內(nèi)水平桿件、多條豎直桿件和多條長短不一的斜支撐桿件；外水平桿件長度等于柱間距，內(nèi)水平桿件的長度略小于柱間距；格柵金屬結(jié)構(gòu)的豎直桿件長度略小于層凈高；四條外水平桿件的兩條并列位于格柵金屬結(jié)構(gòu)的頂端，另兩條并列位于格柵金屬結(jié)構(gòu)的底端；將外水平桿件、內(nèi)水平桿件和豎直桿件按照在框架單元墻體均布的形式相互連接，形成包括內(nèi)節(jié)點(diǎn)和外節(jié)點(diǎn)的多層多列的矩形桿件框架結(jié)構(gòu)；第一組相互平行的多個(gè)斜支撐桿件斜向連接相應(yīng)斜度的內(nèi)節(jié)點(diǎn)和外節(jié)點(diǎn)；第二組相互平行的斜支撐桿件與第一組交叉斜向連接相應(yīng)斜度的內(nèi)節(jié)點(diǎn)和外節(jié)點(diǎn)。在外水平桿件、內(nèi)水平桿件和豎直桿件的節(jié)點(diǎn)處留有圓形孔洞，第一組斜支撐桿件和第二組斜支撐桿件的節(jié)點(diǎn)處開有軸向滑槽，槽寬略大于節(jié)點(diǎn)緊固螺栓直徑；格柵金屬結(jié)構(gòu)的頂端和底端外節(jié)點(diǎn)的桿件疊加順序?yàn)椋河霉?jié)點(diǎn)緊固螺栓順序穿過一側(cè)外水平桿件的節(jié)點(diǎn)圓形孔洞、第一組斜支撐桿件滑槽、豎直桿件的節(jié)點(diǎn)圓形孔洞、第二組斜支撐桿件滑槽和另一側(cè)外水平桿件的節(jié)點(diǎn)圓形孔洞，所有桿件在節(jié)點(diǎn)處均用節(jié)點(diǎn)摩擦墊片相互間隔，用節(jié)點(diǎn)螺母擰緊固定；其他節(jié)點(diǎn)只布置單層內(nèi)水平桿件，其節(jié)點(diǎn)桿件疊加順序?yàn)椋河霉?jié)點(diǎn)緊固螺栓順序穿過第一組斜支撐桿件滑槽、豎直桿件的節(jié)點(diǎn)圓形孔洞、第二組斜支撐桿件滑槽和內(nèi)水平桿件的節(jié)點(diǎn)圓形孔洞，所有桿件節(jié)點(diǎn)處也均用節(jié)點(diǎn)摩擦墊片相互間隔，并用節(jié)點(diǎn)螺母擰緊固定。

在自復(fù)位梁和搖擺柱的接觸面加設(shè)摩擦墊板。

摩擦墊板和節(jié)點(diǎn)摩擦墊片可采用不銹鋼制成，且表面經(jīng)磨砂處理。

根據(jù)墻體空間的大小，格柵金屬結(jié)構(gòu)可以在水平方向和豎直方向增加或減少相應(yīng)桿件的數(shù)目。

外水平桿件的寬度是內(nèi)水平桿件寬度的1.5倍，豎直桿件和斜支撐桿件的寬度與內(nèi)水平桿件的寬度相同。