[發(fā)明專利]疊合齒形鋼板復(fù)合阻尼耗能型可更換連梁及其施工方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610024346.4
• 申請日: 2016-01-15
• 公開（公告）號: CN105507494B
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何晴光;劉鱺佐
• 申請（專利權(quán)）人: 蘭州理工大學(xué)
• 主分類號: E04C3/29
• 分類號: E04C3/29;E04C3/293;E04B1/98
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責(zé)任公司62102
• 代理人: 董斌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明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)

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)濟損失，對人民群眾的生產(chǎn)生活及社會安定造成嚴重影響，且高層建筑修復(fù)加固困難，耗時耗力，有些構(gòu)件因為破壞位置的特殊性以及破壞嚴重性使其難以加固修復(fù)，最后整個結(jié)構(gòu)只能被推翻重建，增加了整個建筑的壽命周期成本，造成了巨大的浪費。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。

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)連梁在小震時沒有減震性能，高層建筑在小震時只能通過提高剛度來滿足位移控制指標的要求，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。

過去眾學(xué)者主要從兩個角度提高傳統(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，但其共同的缺點是設(shè)計時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。

可恢復(fù)功能結(jié)構(gòu)是現(xiàn)行抗震設(shè)計的新概念，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行削弱，或者在連梁上附加一個阻尼耗能部件，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行更換。

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)計人員在結(jié)構(gòu)設(shè)計階段應(yīng)用商用設(shè)計軟件進行計算分析時帶來困難。目前提出的多數(shù)可更換連梁無法根據(jù)地震的強弱分階段分部件更換，震后完全更換的造價較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明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及其施工方法。

本發(fā)明是疊合齒形鋼板復(fù)合阻尼耗能型可更換連梁及其施工方法，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。

疊合齒形鋼板復(fù)合阻尼耗能型可更換連梁的施工方法，其步驟為：

（1）制作預(yù)埋型鋼及非屈服段預(yù)埋端板9，非屈服段預(yù)埋端板9相應(yīng)位置預(yù)留螺栓孔；施工剪力墻12及連梁兩端非屈服段13，剪力墻12及非屈服段13內(nèi)嵌有預(yù)埋型鋼，非屈服段13與可更換段11連接的表面預(yù)埋可更換段端板8；

（2）制作外包約束鋼板1、約束鋼板2，在連接角鋼6及可更換段端板8上相應(yīng)位置打孔以預(yù)留螺栓孔，將外包約束鋼板1、約束鋼板2平行交錯疊合布置，每塊約束鋼板2向外錯開的一側(cè)與可更換段端板8焊接連接，兩個外包約束鋼板1與約束鋼板2之間及相鄰的約束鋼板2之間均填充粘彈性材料3；

（3）擠壓最外側(cè)的兩個外包約束鋼板1，使鋼板間的耗能材料處于受壓狀態(tài)，然后將預(yù)應(yīng)力鋼板4焊接于外包約束鋼板1的上下兩側(cè)；

（4）將軟鋼鋼板5布置在外包約束鋼板1的前后兩側(cè)，通過連接角鋼6及普通螺栓7與兩側(cè)可更換段端板8連接；

（5）將制作好的連梁可更換段11與兩端非屈服段通過可更換段端板8、非屈服段預(yù)埋端板9及高強螺栓10相連。