[發明專利]一種梯度機制剪力墻結構及其施工方法

有效

• 申請號: 202010028568.X
• 申請日: 2020-01-11
• 公開（公告）號: CN111197361B
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 李鋼;李榮華;薛興偉
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: E04B2/56
• 分類號: E04B2/56;E04B2/64;E04B1/98;E04B1/36;E04H9/02
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;隋秀文

本發明屬于固定建筑物領域，涉及一種梯度機制剪力墻結構及其施工方法。該梯度機制剪力墻結構，在鋼筋混凝土剪力墻和基礎之間設置低強混凝土區和搖擺支座，低強混凝土區內埋設屈曲約束鋼筋以代替墻體暗柱縱筋，搖擺支座由上支座和下支座構成，上支座下端面設有凸齒，下支座上端面設有凹槽，凹槽與凸齒相互配合以保證上支座可繞下支座側邊緣轉動，同時也使搖擺支座具有抗壓和抗剪的能力。本發明墻體中的低強混凝土區和搖擺支座可以使其兼具傳統剪力墻和搖擺墻的雙重功能，墻體功能機制的轉變通過低強混凝土區的逐漸退出工作實現。本發明能夠有效避免傳統剪力墻結構在地震作用下易發生的脆性剪切破壞和失穩破壞，并使結構的損傷機制更為明確可控。

技術領域

本發明屬于固定建筑物領域，涉及一種梯度機制剪力墻結構及其施工方法。

背景技術

鋼筋混凝土剪力墻抗側剛度大，可承擔大部分水平地震作用，是建筑結構，特別是高層建筑結構的核心抗震構件。傳統剪力墻的地震災害主要表現為：延性性能較差，低矮剪力墻以剪切變形為主，常出現脆性剪切破壞；細高剪力墻以彎曲變形為主，墻底受壓區縱向鋼筋屈曲、混凝土破碎和平面外變形常引發其失穩破壞。上述地震災害將造成墻體承載力和剛度突然下降，導致建筑結構產生薄弱層且震后難以修復。

目前改善剪力墻抗震性能的措施，一方面是對墻體自身加強，如采用高性能混凝土、高強鋼筋、設置端柱和改變配筋形式等，但這種方法并沒有從本質上改變剪力墻的損傷變形機制。另一方面是通過放松墻體與基礎間約束形成搖擺墻，墻體的搖擺可有效避免主體結構層間破壞模式的產生，并改善結構的整體性，使強震作用下的損傷較為均勻的分布于各層，從而變不可控局部失效模式為更加易于預測的整體破壞模式；然而，由于鉸接機構的加入，墻體抗側剛度將出現較大幅度降低，在正常使用和小震下無法為結構提供足夠的抗側剛度。

上述兩種方法均有一定程度的不足，難以滿足結構在不同地震強度下的差異化功能需求，因此有必要研發一種具有多重功能的新型抗震墻體。

發明內容

本發明的目的是針對上述現有技術存在的問題，提供一種兼具剪力墻和搖擺墻雙重功能，能夠在不同階段實現不同功能目標，功能機制可根據結構受力狀態自動轉化的梯度機制剪力墻結構及其施工方法。

為了實現上述目的，本發明提供的技術方案：

一種梯度機制剪力墻結構，包括鋼筋混凝土剪力墻1和基礎2，鋼筋混凝土剪力墻1位于基礎2上方；所述鋼筋混凝土剪力墻1包括暗柱3和墻身4，暗柱3位于墻身4的兩側，形成一體結構；

所述暗柱3與基礎2之間設有低強混凝土區5，多根屈曲約束鋼筋6豎直布置，依次穿過暗柱3、低強混凝土區5和基礎2的內部，實現暗柱3和基礎2之間的連接與固定；屈曲約束鋼筋6外部套有小直徑鋼管14，小直徑鋼管14的底端位于低強混凝土區5內，上部位于暗柱3內；且屈曲約束鋼筋6的外部還套有大直徑鋼管15，大直徑鋼管15的頂端套在小直徑鋼管14的底端，大直徑鋼管15的下部位于基礎2內；所述屈曲約束鋼筋6與小直徑鋼管14和大直徑鋼管15內壁之間無粘結，形成約束鋼管區段；所述小直徑鋼管14與大直徑鋼管15之間采用橡膠封口和套接接頭連接，套接接頭位于低強混凝土區5內；

所述墻身4與基礎2之間設有搖擺支座7，搖擺支座7主要由上支座8和下支座9構成；上支座8的下端面設有凸齒10，下支座9的上端面設有凹槽11，凸齒10與凹槽11相互配合，實現墻體搖擺；墻身4內對稱布置多根豎向的第一直錨筋12，第一直錨筋12的底端與上支座8的上端面固定連接；基礎2內對稱布置多根豎向的第二直錨筋13，第二直錨筋13的頂端與下支座9的下端面固定連接，實現墻身4與基礎2之間的連接。

所述低強混凝土區5，內部不設置箍筋和水平分布筋，其寬度W_d＝W_az，厚度T_d＝T_az，高度H_d的取值范圍為：100mm≤H_d≤400mm，其中，W_az和T_az分別為暗柱3的寬度和厚度。