專利名稱：內(nèi)藏豎向軟鋼耗能帶剪力墻的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種內(nèi)藏豎向軟鋼耗能帶剪力墻，屬于建筑結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
我國是多地震國家，建筑物不僅需要良好的建筑功能，也需要具有良好的抗震性能。單純地通過“硬抗地震，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)”的途徑來提高結(jié)構(gòu)的抗震能力，有時(shí)難以滿足結(jié)構(gòu)的安全性和適用性的要求。近年來，人們借鑒控制論的方法，通過“以柔克剛，減震耗能”的途徑，調(diào)整結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性，減少地震作用，在這一思想基礎(chǔ)上，提出了一種新型被動(dòng)控制抗震結(jié)構(gòu)體系-帶豎縫剪力墻。
帶豎縫剪力墻由設(shè)置在剪力墻墻體中的連續(xù)或不連續(xù)的豎縫、墻肢、連接左右墻肢的連接梁或連接裝置以及豎縫中的耗能裝置所組成。在風(fēng)力和正常使用荷載作用下，帶豎縫剪力墻像普通剪力墻一樣工作；在強(qiáng)烈地震作用下豎縫中的墻體連接部位發(fā)生塑性變形，以降低結(jié)構(gòu)的剛度，減小結(jié)構(gòu)的自振頻率，避開地震波的卓越周期，減少結(jié)構(gòu)所吸收的地震能量；墻體連接部位在強(qiáng)烈地震作用下塑性變形較大時(shí)，剪力墻豎向分片，使墻體的高寬比增加，具有了較高的延性，為抵御強(qiáng)地震設(shè)置了第二道防線。豎縫中的墻體連接部位可以設(shè)置消能控制裝置，在地震作用下耗散地震能量，延緩主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件塑性變形的進(jìn)程。
目前常用的方案有豎縫間由連梁組成連接面的剪力墻，這種形式剪力墻要求連梁在不同的結(jié)構(gòu)工作階段處于不同的開裂和屈服狀態(tài)，才能發(fā)揮帶豎縫剪力墻的抗震特性，對(duì)設(shè)計(jì)要求較高，并且，連系梁的耗能能力有限，試驗(yàn)證明，連梁剪力墻在強(qiáng)烈地震作用下，剪力墻底部的混凝土開裂和壓碎較為明顯，主要以剪力墻基地部位塑性變形來降低地震作用。
豎縫間只有鋼筋組成剪力連接面的剪力墻，這種形式剪力墻連接面的受剪承載力主要由鋼筋的銷栓作用來提供，依靠鋼筋的變形和反復(fù)屈服來消能，消耗地震能量的能力有限。
豎縫間由有鋼筋穿越的橡膠帶組成連接面的剪力墻，這種剪力墻連接面的受剪承載力主要由兩部分組成鋼筋的銷栓作用和混凝土與橡膠帶接觸面間的摩擦作用；消能主要有三部分組成鋼筋的變形和反復(fù)屈服、橡膠帶的粘彈性變形、橡膠帶與混凝土的摩擦消能。
上述三種剪力墻中豎縫間連接界面的剛度對(duì)帶豎縫剪力墻的地震反應(yīng)有較大影響。在連接界面剛度過大的情況下，即連系梁剛度、橡膠與混凝土界面上的摩擦強(qiáng)度過大，整個(gè)結(jié)構(gòu)像整體剪力墻一樣工作，耗能裝置起不到耗能作用；相反，如果連接界面的剛度過小，帶豎縫連系梁開裂及破壞過早或橡膠與混凝土界面上的摩擦強(qiáng)度很小，耗散的能量也會(huì)很少。因此，在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中對(duì)連接界面的要求較高。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題，是顯著提高帶豎縫剪力墻的抗震能力問題。為了解決這一問題，本實(shí)用新型提出了一種內(nèi)藏豎向軟鋼耗能帶剪力墻。
本實(shí)用新型的內(nèi)藏豎向軟鋼耗能帶剪力墻采用的技術(shù)方案是在內(nèi)藏豎向軟鋼耗能帶剪力墻的墻板中，配置由橫向分布鋼筋1和縱向分布鋼筋2組成的鋼筋網(wǎng)，在鋼筋網(wǎng)之間用拉接鋼筋8拉接，剪力墻中間設(shè)置一條豎縫，豎縫的上端與剪力墻頂端之間的垂直距離為剪力墻截面厚度的1～2倍，豎縫的下端與基礎(chǔ)相連，兩個(gè)墻肢在豎縫間的側(cè)表面，各配置一面鋼板12，與剪力墻橫向分布鋼筋1焊接錨固，兩塊鋼板12上面均勻設(shè)置連接板4，連接板4之間垂直設(shè)置X形軟鋼鋼板3，兩片X形軟鋼鋼板之間灌入鉛形成X形鉛塊7，組成X形阻尼器5，X形阻尼器5周圍填充保溫材料，剪力墻墻面外部作砂漿抹灰層11。
所述的內(nèi)藏豎向軟鋼耗能帶剪力墻，豎縫中配置的X形阻尼器5兩端的連接板4與鉛接觸面焊接螺栓釘9，長(zhǎng)度為鉛體長(zhǎng)度的1/10，螺栓釘9直徑為其長(zhǎng)度的1/2，連接板4從上至下布置四排螺栓釘9，每排相鄰螺栓釘9最大間距為鉛體長(zhǎng)度的1/2，數(shù)量最少為3個(gè)，螺栓釘通過與鉛體的握裹作用，確保連接板4與鉛體的粘接。
所述的內(nèi)藏豎向軟鋼耗能帶剪力墻，X形阻尼器5兩端的連接板4外側(cè)面的四個(gè)角部焊接螺栓10，直徑為內(nèi)部螺栓釘?shù)膬杀?，螺?0與剪力墻豎縫側(cè)面的鋼板12連接，使X形阻尼器5成為螺栓拆裝型阻尼器。
保溫材料可以使用填充聚苯材料6，使阻尼器與剪力墻成為一個(gè)平面，同時(shí)聚苯材料6作為一種隔熱材料形成“斷熱冷橋”，在冬天時(shí)防止室內(nèi)熱量向室外流失，夏天防止室外熱量流向室內(nèi)。
所述的內(nèi)藏豎向軟鋼耗能帶剪力墻，剪力墻墻面外部作砂漿抹灰層11，將X形阻尼器5暗藏在剪力墻中，剪力墻砂漿抹灰層11作為橫向分布鋼筋1、縱向分布鋼筋2、豎縫中剪力墻側(cè)面鋼板12、阻尼器的連接板4的保護(hù)層，形成內(nèi)藏豎向軟鋼耗能帶剪力墻，同時(shí)砂漿抹灰層11還可以保證剪力墻豎縫在小震作用下初始剛度與外形相同的整體剪力墻墻相近，在中震作用下豎縫表皮砂漿發(fā)生破壞，消耗一些能量。
本實(shí)用新型將豎縫阻尼器暗藏于剪力墻內(nèi)部，外部填充聚苯材料，作砂漿抹灰層。阻尼器外部以及阻尼器之間的聚苯材料作為隔熱材料形成“斷熱冷橋”，在冬天時(shí)防止室內(nèi)熱量向室外流失，夏天防止室外熱量流向室內(nèi)，避免了金屬阻尼器引起室內(nèi)外冷空氣與熱空氣在墻壁結(jié)合形成水霧吸附于墻體，出現(xiàn)滲水、墻皮脫落、發(fā)霉等現(xiàn)象。砂漿抹灰層的作用在于一方面砂漿抹灰層作為剪力墻分布鋼筋、豎縫中剪力墻側(cè)面鋼板、阻尼器設(shè)置了保護(hù)層，避免其銹蝕，另一方面砂漿抹灰層與阻尼器形成剪力墻抗震的多道防線，保證帶豎縫剪力墻在小震作用下初始剛度與整體墻相近，中震時(shí)豎縫表皮砂漿破壞，消耗一些能量，綜合了整體墻在小震和中震中承載力高和帶豎縫墻在大震中延性好的特點(diǎn)。
本實(shí)用新型采用了組合材料形成阻尼器，充分發(fā)揮兩種耗能材料的自身性能，將軟鋼恢復(fù)力好和鉛耗能能力高的特點(diǎn)結(jié)合起來，構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便。同時(shí)，軟鋼鋼板和鉛塊均呈X形，在彎矩作用下各點(diǎn)同時(shí)達(dá)到屈服狀態(tài)，充分發(fā)揮材料的耗能能力。并且，阻尼器屬于螺栓拆裝型阻尼器，在強(qiáng)烈地震作用下發(fā)生破壞后便于更換。
由于剪力墻是建筑結(jié)構(gòu)的核心抗側(cè)力部件，提高了剪力墻的抗震能力，也就提高了剪力墻結(jié)構(gòu)的整體抗震能力，當(dāng)建筑物遭遇強(qiáng)烈地震時(shí)，可減輕其震害，防止其倒塌。


圖1是本實(shí)用新型內(nèi)藏豎向軟鋼耗能帶剪力墻的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中A-A剖面示意圖；圖3是-個(gè)剪力墻中X形阻尼器的放大示意圖；圖4是圖3中C-C剖面示意圖；圖中1-橫向分布鋼筋，2-縱向分布鋼筋，3-X形軟鋼鋼板，4-連接板，5-X形阻尼器，6-聚苯材料，7-X形鉛塊，8-拉接鋼筋，9-螺栓釘，10-螺栓，11-砂漿抹灰層，12-鋼板。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖1～附圖4對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例作進(jìn)一步詳述內(nèi)藏豎向軟鋼耗能帶剪力墻由豎縫剪力墻和X形阻尼器5組合而成，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1、圖2所示，X形阻尼器5的組成結(jié)構(gòu)及其在剪力墻中的配置方法如圖3、圖4所示。剪力墻中間設(shè)置一條豎縫，豎縫的上端與剪力墻頂端之間的垂直距離為剪力墻截面厚度的1～2倍，豎縫的下端與基礎(chǔ)相連。在配置剪力墻構(gòu)造鋼筋時(shí)，豎縫兩側(cè)的剪力墻墻肢均作為獨(dú)立的剪力墻配筋，以保證每一部分剪力墻在強(qiáng)烈的地震作用下能夠獨(dú)立工作，使結(jié)構(gòu)的剛度降低，自振頻率減小，避開地震波的卓越周期，減少結(jié)構(gòu)所吸收的地震能量，同時(shí)使墻體的高寬比增加，提高結(jié)構(gòu)延性。在剪力墻兩部分墻肢各自的邊緣部位配置縱向受力鋼筋2及箍筋13形成暗柱，暗柱中間配置縱向分布鋼筋2，與剪力墻豎縫兩側(cè)的配置橫向分布鋼筋1形成鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)之間用拉接鋼筋8拉接；在豎縫間的兩面墻體的側(cè)表面，各配置一面鋼板12，鋼板12與剪力墻橫向鋼筋1焊接錨固，在剪力墻澆筑前作為剪力墻的側(cè)模，鋼板12與剪力墻其余三個(gè)面的模板相配合形成剪力墻模板，將剪力墻的暗柱和墻板配筋，通過澆搗混凝土一次成型為內(nèi)藏軟鋼耗能帶，剪力墻養(yǎng)護(hù)成形后拆模時(shí)豎縫間的鋼板12不拆除。在剪力墻豎縫的間隙間，均勻配置X形阻尼器5，X形阻尼器5上下端各設(shè)置一片X形軟鋼鋼板3，與連接板4垂直連接，兩片3之間灌入鉛形成X形板塊7，連接板4與鉛接觸面焊接螺栓釘9，長(zhǎng)度為鉛體長(zhǎng)度的1/10，螺栓釘9直徑為其長(zhǎng)度的1/2，每個(gè)連接板4的內(nèi)表面從上之下焊接四排螺栓釘9，每排相鄰螺栓釘9最大間距為鉛體長(zhǎng)度的1/2，螺栓釘通過與鉛體的握裹作用，增強(qiáng)了連接板4與鉛體的粘接作用。連接板4外表面的四個(gè)角部設(shè)置四個(gè)螺栓10，直徑為螺栓釘9的兩倍，阻尼器通過螺栓10與墻體的鋼板12連接，成為螺栓拆裝型阻尼器。在X形阻尼器5的兩側(cè)以及每?jī)蓚€(gè)X形阻尼器5之間，填充聚苯材料6，使阻尼器與剪力墻成為一個(gè)平面，同時(shí)聚苯材料6作為一種隔熱材料形成“斷熱冷橋”，在冬天時(shí)防止室內(nèi)熱量向室外流失，夏天防止室外熱量流向室內(nèi)。在剪力墻的外表面，作砂漿抹灰層11，砂漿抹灰層11一方面作為剪力墻橫向分布鋼筋1、縱向分布鋼筋2、豎縫中剪力墻側(cè)面鋼板12、連接板4的保護(hù)層，另一方面使豎縫、X形阻尼器5暗藏在剪力墻中，保證小震作用下豎縫剪力墻的初始剛度與外形相同的整體剪力墻相近，中震作用下豎縫表皮砂漿11破壞，消耗一些能量。
權(quán)利要求1.內(nèi)藏豎向軟鋼耗能帶剪力墻，在墻板中配置由橫向分布鋼筋(1)和縱向分布鋼筋(2)組成的鋼筋網(wǎng)，在鋼筋網(wǎng)之間用拉接鋼筋(8)拉接，其特征在于剪力墻中間設(shè)置一條豎縫，豎縫的上端與剪力墻頂端之間的垂直距離為剪力墻截面厚度的1～2倍，豎縫的下端與基礎(chǔ)相連，兩個(gè)墻肢在豎縫間的側(cè)表面，各配置一面鋼板(12)，與剪力墻橫向分布鋼筋(1)焊接錨固，兩塊鋼板(12)上面均勻設(shè)置連接板(4)，連接板(4)之間垂直設(shè)置X形軟鋼鋼板(3)，兩片X形軟鋼鋼板之間灌入鉛形成X形鉛塊(7)，組成X形阻尼器(5)，X形阻尼器(5)的兩側(cè)以及每?jī)蓚€(gè)X形阻尼器(5)之間填充保溫材料，剪力墻墻面外部作砂漿抹灰層(11)。
2.按照權(quán)利要求1所述的內(nèi)藏豎向軟鋼耗能帶剪力墻，其特征在于豎縫中配置X形阻尼器(5)兩端的連接板(4)與鉛接觸面焊接螺栓釘(9)，長(zhǎng)度為鉛體長(zhǎng)度的1/10，螺栓釘(9)直徑為其長(zhǎng)度的1/2，連接板(4)從上之下布置四排螺栓釘(9)，每排相鄰螺栓釘(9)最大間距為鉛體長(zhǎng)度的1/2，數(shù)量最少為3個(gè)。
3.按照權(quán)利要求1所述的內(nèi)藏豎向軟鋼耗能帶剪力墻，其特征在于豎縫中配置的X形阻尼器(5)兩端的連接板(4)外側(cè)面的四個(gè)角部焊接螺栓(10)，直徑為內(nèi)部螺栓釘?shù)膬杀?，螺?10)與剪力墻豎縫側(cè)面的鋼板(12)連接，使X形阻尼器(5)成為螺栓拆裝型阻尼器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種內(nèi)藏豎向軟鋼耗能帶剪力墻，屬于建筑結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域。這種剪力墻的墻板中，配置由橫向分布鋼筋(1)和縱向分布鋼筋(2)組成的鋼筋網(wǎng)，在鋼筋網(wǎng)之間用拉接鋼筋(8)拉接，剪力墻中間設(shè)置一條豎縫，豎縫的上端與剪力墻頂端之間的距離為剪力墻截面厚度的1～2倍，下端與基礎(chǔ)相連，豎縫間墻體的側(cè)表面配置鋼板(12)，鋼板之間配置X形軟鋼鋼板(3)，兩片X形軟鋼鋼板之間灌鉛形成X形鉛塊(7)，與連接板(4)垂直連接，組成X形阻尼器(5)，連接板通過螺栓(10)與鋼板(12)連接，阻尼器周圍填充聚苯材料(6)，剪力墻墻面外部作砂漿抹灰層(11)。本實(shí)用新型比現(xiàn)有剪力墻延性好、耗能能力強(qiáng)，抗震防線多。
文檔編號(hào)E04B1/682GK2856225SQ20052014688
公開日2007年1月10日 申請(qǐng)日期2005年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月28日
發(fā)明者曹萬林, 常衛(wèi)華, 王新杰, 王志惠 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)