[發明專利]一種適用預制裝配的耗能減震斜向預應力剪力墻結構體系

在審

• 申請號: 201710051362.7
• 申請日: 2017-01-23
• 公開（公告）號: CN106639037A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 張紀剛;馬哲昊;梁海志;許衛曉;張春巍;劉菲菲
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: E04B2/00
• 分類號: E04B2/00;E04B2/56;E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司37212
• 代理人: 耿霞

技術領域

本發明涉及建筑結構抗震和耗能減振控制領域，具體是一種適用預制裝配的耗能減震斜向預應力剪力墻結構體系。

背景技術

常用的鋼筋混凝土剪力墻結構的剛度大、在水平作用下，側向變形小，承載力容易滿足要求，所以被廣泛使用于建造較高的高層建筑。

一方面，由于地震的不確定性、突然性和破壞性讓結構工程師和研究這不得不全力以赴，而對于強烈地震，工程結構無法硬抗，唯一的辦法是發揮結構的延性，以變形降低受力反應，以空間換取時間，以柔克剛。純剪力墻結構因為不易靈活布置而剛度又過大，應用也較少，結構優化的一個思路是調整結構的剛度，使之在滿足規范變形要求的前提下，使得結構盡量柔軟一些，盡量減少結構所受的地震反應，而對于采用裝配式的結構，更加需要保證結構的整體性，并加強結構的耗能能力，為了擴大剪力墻的應用范圍和改善剪力墻的抗震性能，許多學者也對剪力墻結構作了深入研究。

另一方面，已有的震害調查表明，現澆剪力墻因整體性好、耗能能力強，在地震中具有良好的表現，但現澆剪力墻結構在經歷大震后往往損傷嚴重，殘余變形大。許多建筑雖然在地震中沒有倒塌，但由于加固修復性差而需重建，且現澆結構施工緩慢，剪力墻體系布置不夠靈活。因此，工業化生產的需求同時也催生了對適用于預制裝配式的剪力墻結構的探索研究，研究表明，預制裝配式剪力墻板的破壞機理為墻板之間的水平接縫的剪切滑移和墻體的搖擺，豎向接縫主要起到耗能作用；同時，美日聯合項目PRESSS研制了通過后張拉穿過預制剪力墻體墻板及其水平接縫的鋼筋或者鋼絞線，此后，國內學者對該種設置后張預應力筋的結構也有所研究，但該種結構雖在地震作用下有較大的位移，且殘余變形很小或者沒有，具有很強的自復位能力，但最大的缺陷在于耗能能力明顯不足。

發明內容

針對現有技術中剪力墻的缺點，本發明提出一種可預制裝配的混凝土耗能減震斜向預應力剪力墻結構體系，解決了現有技術中存在的問題。

本發明是通過以下技術方案來實現的：一種適用預制裝配的耗能減震斜向預應力剪力墻結構體系，包括預制剪力墻、預應力拉索、預制框架柱、轉角約束連接件和耗能構件；預制剪力墻內部預埋波紋軟管，波紋軟管內設置預應力拉索，預制剪力墻的四個角處設有轉角約束連接件，轉角約束連接件與耗能構件連接，所述轉角約束連接件上設有螺栓孔，預應力拉索通過轉角約束連接件與預制框架柱節點實現連接，預制剪力墻與預制框架柱通過角部的耗能構件連接，所述耗能構件形狀為Ⅱ型，耗能構件上開有螺栓孔、橫向孔和縱向孔。

進一步的，所述預埋波紋軟管沿斜向交叉于剪力墻內，斜向的預埋波紋軟管內放置預應力拉索，所述預應力拉索，使用樓層間交錯連接的方式，從上層剪力墻內的預應力筋沿斜向對角方向穿過樓板至下層剪力墻體角部，實現上下層的墻體整體變形一致，預應力拉索使用后張法施加預應力。

進一步的，所述預制框架柱澆筑時預留施加預應力的孔洞，并在孔洞四周布置局部加強鋼筋以保證框架節點的強度；框架柱節點部位設置有連接件，采用混凝土柱時，內部采用預埋的方式設置節點連接鋼板，節點連接鋼板通過與混凝土柱內部的鋼筋網籠焊接，隨后澆筑成柱。同樣適用于內置型鋼柱，或鋼結構柱。

進一步的，所述轉角約束連接件，在制作預制剪力墻時，將轉角約束連接件澆筑固結于四個角部的混凝土內，起到連接剪力墻與其他構件的作用，同時提高剪力墻墻體整體性作用；所述轉角約束連接件通過預埋的方式澆筑于剪力墻角部，或者通過與預埋件的焊接裝置于混凝土剪力墻四個角部位。

進一步的，所述耗能構件采用金屬材料，耗能構件中間部分由兩塊平行的中間開有縱向孔的連接板組成，耗能構件兩邊焊接有互相平行的耗能鋼板，耗能鋼板中間延豎向開有橫向孔，耗能鋼板兩端設置有螺栓孔；耗能構件中部的連接板起到加勁肋的作用，傳遞水平力，保證耗能構件平面外穩定，同時中部連接板開有縱向孔使得預應力拉索能從中間通過。

本發明的有益效果是：

(1)本發明所述的一種可預制裝配的混凝土耗能減震斜向預應力剪力墻結構體系，通過在剪力墻體內設置斜向預應力拉索、鋼筋或鋼絞線等預應力構件，并采用樓層間交錯連接的方式，實現上下層的墻體整體變形一致，可在保證剪力墻體系的抗側力剛度不損失的前提下，控制結構的整體側向位移，同時使得剪力墻體結構具有一定自復位的能力，在震后協調整體變形，整體變形也有利于耗能鋼板充分發揮其耗能的特性，不會出現單一薄弱環節，同時也可以降低對豎向剪力墻體之間的連接要求，當采用現階段的套筒連接、漿錨連接、或者機械連接等方式時，也可通過多層墻體之間整體預應力，減少了鋼筋非整體式連接的帶來的損失。