[發明專利]含多段屈服鋼管混凝土扁柱的裝配式多維耗能剪力墻體系

有效

• 申請號: 202110279698.5
• 申請日: 2021-03-16
• 公開（公告）號: CN112982738B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 蘭炳稷;何浩祥;程時濤;孫澔鼎
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: E04B2/64
• 分類號: E04B2/64;E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

本發明公開了含多段屈服鋼管混凝土扁柱的裝配式多維耗能剪力墻體系，所述體系由預制鋼管混凝土墻體，樓板與多種連接件組成。含多段屈服鋼管混凝土扁柱的裝配式多維耗能剪力墻中部墻體采用鋼管混凝土柱與中空鋼管柱一字型間隔排布，并且各柱沿高度方向被橫向隔板分隔形成數個柱段，鋼管混凝土柱在不同柱段可根據功能需求選擇不同類型填充材料，另外該墻體外挑梁處安裝有鋼管混凝土耗能柱，上述各柱寬度，壁厚，橫向隔板厚度，所用鋼材等可根據受力耗能需求差異化分配，在地震作用下可可實現多段屈服特性，且上述各柱在沿墻面內、外均可發生顯著彎剪變形具有良好的多維耗能能力，且各組件完全由工廠預制生產，施工方便快捷，減少工期與成本。

技術領域

本發明涉及含多段屈服鋼管混凝土扁柱的裝配式多維耗能剪力墻體系，屬于裝配式結構抗震技術領域。

背景技術

地震災害會造成建筑結構產生損傷甚至倒塌，從而致使人員傷亡和經濟損失。剪力墻是結構必不可少的組成部分，其作用為提高結構抗側力能力并作為隔斷分割平面空間。但傳統剪力墻在形式與功能上存在諸多局限，尤其在地震作用下暴露出許多問題，傳統鋼筋混凝土剪力墻在小震下耗能量少，僅為結構提供側向承載力，而在中大震中易產生開裂，而且存在損傷破壞集中的現象，加之剪力墻面外變形造成的墻底部損傷會造成剛度退化嚴重，延性表現差，能量耗散量實際低于預期值，總體抗震減震效果不佳。此外，傳統鋼筋混凝土剪力墻施工繁瑣，人力成本高，施工周期長，受到環境因素影響大，環境污染嚴重，施工過程中材料浪費現象普遍。型鋼剪力墻亦存在上述問題，墻體在小震作用下耗能量少，僅為結構抗側剛度，在中大震下易產生開裂，且其用鋼量較大，增加了構筑成本，同時施工困難問題并未得到有效解決。鋼板剪力墻安裝快速方便易于施工，但其容易發生平面外失穩，加之地震作用為多維激勵，面外擾動強烈，其失穩問題表現得更為突出，一旦鋼板剪力墻產生整體面外失穩，其承載能力和耗能能力會極具下降，且安裝鋼板剪力墻的區格沿墻對角線容易產生拉力帶對兩側柱的性能存在消極作用，通過加密肋的方法可以一定程度改善鋼板剪力墻的面外穩定性，但提高了用鋼量，材料利用率并未得到顯著提升，增加建筑成本。

混凝土構件易開裂問題和鋼構件易失穩問題是兩種材料缺陷的宏觀反映，鋼管混凝土可以使混凝土與鋼材充分發揮各自材料優勢，因而鋼管混凝土構件在外力作用下表現出很高的剛度與承載能力，這使得在保證性能目標的前提下節約材料從而降低建造成本成為可能；同時其兼具有良好的延性與穩定性，降低了構件發生瞬時破壞的概率，構件的耗能能力可以得到保證。鋼管混凝土良好的力學性能及經濟效益使其適用于墻體的構建。近年來一些學者發覺了鋼管混凝土剪力墻的潛力并提出了一些構造形式，但這些構造形式并不便應用于實際工程，首先大部分構造形式依賴現場灌漿，鋼管混凝土墻因厚度原因難以實現充分振搗，內部混凝土易出現細觀缺陷從而對墻體宏觀力學性能造成影響。因此探索新的預制鋼管混凝土墻施工方案并從力學性能優化角度對墻體構造進行改良意義重大。

另外樓板與剪力墻間的連接方式也值得注意，樓板作為結構的主要功能構件，其與支撐構件的連接安全性尤為重要，但傳統的剪力墻結構和框剪結構中樓板與剪力墻或梁的連接基本依靠混凝土現澆，施工速度慢，工程質量不可控，材料浪費問題較為凸出，上述問題亟需解決。