專利名稱：水平縫耗能預(yù)應(yīng)力剪力墻結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種水平開縫耗能預(yù)應(yīng)力剪力墻結(jié)構(gòu)，屬于結(jié)構(gòu)工程抗震與減震 技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，建筑結(jié)構(gòu)在地震荷載作用下一般需要通過非線性變形和損傷來消耗地震能 量，如結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中，通過強(qiáng)柱弱梁原則使得梁端形成塑性鉸。一般來說，即使結(jié)構(gòu)沒有 發(fā)生倒塌，但這種非線性塑性變形和損傷導(dǎo)致結(jié)構(gòu)難以修復(fù)或加固費(fèi)用昂貴或推倒重建; 另一方面，為了提高結(jié)構(gòu)的抗震性能，結(jié)構(gòu)需有較好的耗能能力，這主要是通過豐滿的滯回 曲線來獲得。然而豐滿的滯回曲線意味著結(jié)構(gòu)發(fā)生的損傷更大，結(jié)構(gòu)最后的殘余變形更 大。如一般現(xiàn)澆混凝土框架節(jié)點經(jīng)過往復(fù)荷載作用后，梁端鋼筋屈服混凝土壓碎而形成塑 性鉸、節(jié)點核心區(qū)形成交叉斜裂縫而破壞，其滯回曲線比較飽滿，耗能能力強(qiáng)，但損傷和殘 余變形較大，而全裝配節(jié)點雖然滯回曲線不夠飽滿，耗能能力降低，但損傷和殘余變形都減 小，說明結(jié)構(gòu)的自復(fù)位能力好，結(jié)構(gòu)的修復(fù)更容易。為了使結(jié)構(gòu)不發(fā)生損傷或減小結(jié)構(gòu)的損 傷，研究者們對搖擺結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，如有研究者對搖擺柱進(jìn)行了試驗研究和數(shù)值模擬，結(jié)果 表明此類結(jié)構(gòu)位移大、發(fā)生的損傷小但耗能能力差。因此開發(fā)具有良好的耗能能力，同時具 有良好自復(fù)位特性，而且結(jié)構(gòu)殘余變形小，無損傷的結(jié)構(gòu)具有重要的意義。

實用新型內(nèi)容本實用新型提出了一種水平開縫耗能預(yù)應(yīng)力剪力墻結(jié)構(gòu)，通過在剪力墻結(jié)構(gòu)中設(shè) 置水平縫并采用一種連接構(gòu)件或裝置來增強(qiáng)耗能能力，在剪力墻中設(shè)置豎向高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力筋 來加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，提高結(jié)構(gòu)的剛度和連接性能以及自復(fù)位能力。本實用新型適用于抗震設(shè)防烈 度為6度以上地區(qū)的工業(yè)和民用建筑剪力墻結(jié)構(gòu)。本實用新型構(gòu)造簡單，所需材料成本低 廉，不僅具有良好的滯回耗能能力，同時結(jié)構(gòu)具有良好自復(fù)位特性，而且結(jié)構(gòu)殘余變形小， 無損傷。本實用新型的技術(shù)方案如下一種水平開縫耗能預(yù)應(yīng)力剪力墻結(jié)構(gòu)，包括鋼筋混凝土墻、耗能裝置、連接鋼板、 水平縫、預(yù)應(yīng)力筋、高強(qiáng)螺栓、錨固配件和基礎(chǔ)，鋼筋混凝土墻底部設(shè)置有基礎(chǔ)，其特征在 于在鋼筋混凝土墻的水平方向設(shè)置對稱的水平縫，水平縫設(shè)置在鋼筋混凝土墻的底部或 者不同高度的位置，墻體內(nèi)通過水平縫的鋼筋在水平縫處斷開，鋼筋混凝土墻上設(shè)置有連 接鋼板，耗能裝置上下跨越水平縫并與兩端的連接鋼板通過高強(qiáng)螺栓相連，或者耗能裝置 上下跨越水平縫，一端與連接鋼板通過高強(qiáng)螺栓相連，另一端直接錨固于下側(cè)的基礎(chǔ)內(nèi)；預(yù) 應(yīng)力筋豎向貫穿鋼筋混凝土墻和基礎(chǔ)，并通過錨固配件固定于鋼筋混凝土墻頂部和基礎(chǔ)底 部。鋼筋混凝土墻的水平縫設(shè)置為一道或多道。每道水平縫上下設(shè)置有多個耗能裝置。
3[0008]耗能裝置為低屈服點軟鋼阻尼器或鉛阻尼器。鋼筋混凝土墻的預(yù)應(yīng)力筋為屈服強(qiáng)度在500MPa以上的預(yù)應(yīng)力鋼筋、鋼絞線或纖 維復(fù)合材料筋。預(yù)應(yīng)力筋在鋼筋混凝土墻內(nèi)集中布置或分散布置。所述的預(yù)應(yīng)力剪力墻截面為矩形、L型或T型。與一般技術(shù)的普通剪力墻結(jié)構(gòu)相比，本實用新型的優(yōu)點是(1)在正常使用情況下，水平開縫耗能預(yù)應(yīng)力剪力墻結(jié)構(gòu)與不開縫結(jié)構(gòu)剛度一致 甚至有所提高。(2)在地震發(fā)生時，在結(jié)構(gòu)在水平縫處發(fā)生張開與合攏，耗能裝置能較快進(jìn)入滯回 耗能，結(jié)構(gòu)的耗能效率提高，結(jié)構(gòu)的延性也大幅提高。(3)在較大位移變形時，由于預(yù)應(yīng)力筋的存在使得結(jié)構(gòu)能夠較快回到原位，使結(jié)構(gòu) 具有良好的自復(fù)位能力，同時鋼筋混凝土墻本身沒有發(fā)生損傷。(4)所用材料成本低廉，構(gòu)造簡單，抗震效果良好。

圖1是本實用新型水平開縫耗能預(yù)應(yīng)力剪力墻正立面圖；圖2是本實用新型水平開縫耗能預(yù)應(yīng)力剪力墻側(cè)立面圖；圖3是本實用新型水平開縫耗能預(yù)應(yīng)力剪力墻矩形截面，預(yù)應(yīng)力筋集中布置；圖4是本實用新型水平開縫耗能預(yù)應(yīng)力剪力墻矩形截面，預(yù)應(yīng)力筋分散布置；圖5是本實用新型水平開縫耗能預(yù)應(yīng)力剪力墻L形截面，預(yù)應(yīng)力筋集中布置；圖6是本實用新型水平開縫耗能預(yù)應(yīng)力剪力墻L形截面，預(yù)應(yīng)力筋分散布置；圖7是本實用新型水平開縫耗能預(yù)應(yīng)力剪力墻T形截面，預(yù)應(yīng)力筋集中布置；圖8是本實用新型水平開縫耗能預(yù)應(yīng)力剪力墻T形截面，預(yù)應(yīng)力筋分散布置。圖中1_鋼筋混凝土墻，2-耗能裝置，3-連接鋼板，4-水平縫，5-預(yù)應(yīng)力筋，6_高 強(qiáng)螺栓，7-錨固配件，8-基礎(chǔ)。
具體實施方式
實施例1如圖1-4所示，本實用新型的一種水平開縫耗能預(yù)應(yīng)力剪力墻結(jié)構(gòu)，包括鋼筋混 凝土墻1、耗能裝置2、連接鋼板3、水平縫4、預(yù)應(yīng)力筋5、高強(qiáng)螺栓6、錨固配件7和基礎(chǔ)8， 預(yù)應(yīng)力剪力墻截面為矩形(如圖3-4)，鋼筋混凝土墻1底部設(shè)置有基礎(chǔ)8，在鋼筋混凝土墻 1的水平方向設(shè)置對稱的水平縫4，水平縫4設(shè)置在鋼筋混凝土墻的底部或者不同高度的位 置，墻體內(nèi)通過水平縫4的鋼筋在水平縫4處斷開，鋼筋混凝土墻1上設(shè)置有連接鋼板3，耗 能裝置2上下跨越水平縫4，一端與連接鋼板3通過高強(qiáng)螺栓6相連，另一端直接錨固于下 側(cè)的基礎(chǔ)8內(nèi)(如圖1-2所示)；預(yù)應(yīng)力筋5豎向貫穿鋼筋混凝土墻1和基礎(chǔ)8，并通過錨 固配件7固定于鋼筋混凝土墻1頂部和基礎(chǔ)8底部。鋼筋混凝土墻1的水平縫4設(shè)置為一 道。水平縫4上下設(shè)置有多個耗能裝置2。其中耗能裝置2為低屈服點軟鋼阻尼器。鋼筋 混凝土墻1的預(yù)應(yīng)力筋5為屈服強(qiáng)度在500MPa以上的預(yù)應(yīng)力鋼筋、鋼絞線或纖維復(fù)合材料 筋。預(yù)應(yīng)力筋5在鋼筋混凝土墻1內(nèi)集中布置或分散布置。并且預(yù)應(yīng)力筋5混凝土之間無
4粘結(jié)。建造過程中，在需要開縫的位置預(yù)留縫隙，并且在墻體中預(yù)留預(yù)應(yīng)力筋的孔道。實施例2本實用新型的預(yù)應(yīng)力剪力墻截面為L型(如圖5-6)，其余構(gòu)造同實施例1，在此不 再詳述。實施例3本實用新型的預(yù)應(yīng)力剪力墻截面為T型(如圖7-8)，其余構(gòu)造同實施例1，在此不 再詳述。以上是本實用新型的幾個典型實施例，本實用新型的實施不限于此。
權(quán)利要求一種水平開縫耗能預(yù)應(yīng)力剪力墻結(jié)構(gòu)，包括鋼筋混凝土墻(1)、耗能裝置(2)、連接鋼板(3)、水平縫(4)、預(yù)應(yīng)力筋(5)、高強(qiáng)螺栓(6)、錨固配件(7)和基礎(chǔ)(8)，鋼筋混凝土墻(1)底部設(shè)置有基礎(chǔ)(8)，其特征在于在鋼筋混凝土墻(1)的水平方向設(shè)置對稱的水平縫(4)，水平縫(4)設(shè)置在鋼筋混凝土墻的底部或者不同高度的位置，墻體內(nèi)通過水平縫(4)的鋼筋在水平縫(4)處斷開，鋼筋混凝土墻(1)上設(shè)置有連接鋼板(3)，耗能裝置(2)上下跨越水平縫(4)并與兩端的連接鋼板(3)通過高強(qiáng)螺栓(6)相連，或者耗能裝置(2)上下跨越水平縫(4)，一端與連接鋼板(3)通過高強(qiáng)螺栓(6)相連，另一端直接錨固于下側(cè)的基礎(chǔ)(8)內(nèi)；預(yù)應(yīng)力筋(5)豎向貫穿鋼筋混凝土墻(1)和基礎(chǔ)(8)，并通過錨固配件(7)固定于鋼筋混凝土墻(1)頂部和基礎(chǔ)(8)底部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水平開縫耗能預(yù)應(yīng)力剪力墻結(jié)構(gòu)，其特征在于鋼筋混 凝土墻(1)的水平縫(4)設(shè)置為一道或多道。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的一種水平開縫耗能預(yù)應(yīng)力剪力墻結(jié)構(gòu)，其特征在于每 道水平縫(4)上下設(shè)置有多個耗能裝置(2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種水平開縫耗能預(yù)應(yīng)力剪力墻結(jié)構(gòu)，其特征在于耗能裝 置(2)為低屈服點軟鋼阻尼器或鉛阻尼器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水平開縫耗能預(yù)應(yīng)力剪力墻結(jié)構(gòu)，其特征在于鋼筋混 凝土墻(1)的預(yù)應(yīng)力筋(5)為屈服強(qiáng)度在500MPa以上的預(yù)應(yīng)力鋼筋、鋼絞線或纖維復(fù)合材 料筋。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種水平開縫耗能預(yù)應(yīng)力剪力墻結(jié)構(gòu)，其特征在于預(yù)應(yīng)力 筋(5)在鋼筋混凝土墻(1)內(nèi)集中布置或分散布置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水平開縫耗能預(yù)應(yīng)力剪力墻結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的 預(yù)應(yīng)力剪力墻截面為矩形、L型或T型。
專利摘要本實用新型涉及一種水平開縫耗能預(yù)應(yīng)力剪力墻結(jié)構(gòu)，屬于結(jié)構(gòu)工程抗震與減震技術(shù)領(lǐng)域。包括鋼筋混凝土墻、耗能裝置、連接鋼板、水平縫、預(yù)應(yīng)力筋、高強(qiáng)螺栓、錨固配件和基礎(chǔ)，通過在剪力墻結(jié)構(gòu)中設(shè)置水平縫并采用一種連接構(gòu)件或裝置來增強(qiáng)耗能能力，同時在剪力墻中設(shè)置豎向高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力筋來加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的連接性能和提高結(jié)構(gòu)的剛度，從而水平開縫耗能預(yù)應(yīng)力剪力墻結(jié)構(gòu)，適用于抗震設(shè)防烈度為6度以上地區(qū)的工業(yè)和民用建筑剪力墻結(jié)構(gòu)。本實用新型構(gòu)造簡單，所需材料成本低廉，不僅具有良好的滯回耗能能力，同時結(jié)構(gòu)具有良好自復(fù)位特性，而且結(jié)構(gòu)殘余變形小，無損傷。
文檔編號E04C5/08GK201679114SQ201020195898
公開日2010年12月22日 申請日期2010年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月14日
發(fā)明者何浩祥, 田小明, 閆維明, 陳適才 申請人:北京工業(yè)大學(xué)