本實用新型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(fā)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(yōu)化的一個思路是調整結構的剛度，使之在滿足規(guī)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(yè)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。

技術實現要素：

針對現有技術中剪力墻的缺點，本實用新型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。

本實用新型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(jié)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(jié)點的強度；框架柱節(jié)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(jié)點連接鋼板，節(jié)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(wěn)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。

本實用新型的有益效果是：

(1)本實用新型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(fā)揮其耗能的特性，不會出現單一薄弱環(huán)節(jié)，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。

(2)本實用新型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，通過設置可更換耗能構件，在正常使用及小震的情況下，實現框架柱和剪力墻體系的有效連接，保證了剪力墻體系與框架體系連接剛度，可有效傳遞水平力，與現有的邊緣構件現澆、非邊緣構件預制的國家行業(yè)標準推薦相比，整體抗震性能有明顯提升。在大震作用下，耗能鋼板開始通過塑性變形起到耗能作用，使結構整體變形集中在耗能構件上；通過耗能構件與框架梁柱節(jié)點的連接，增加節(jié)點的強度儲備及耗能能力。同時由于預應力拉索的存在，可以使結構在往復的位移變形過程中充分發(fā)揮耗能鋼板的耗能作用，又可以保證剪力墻體系在震后變形的復位能力；在地震后，可以通過拆卸螺栓的方式，配合剪力墻體內斜向預應力構件的自復位能力，實現快速更換已損壞的耗能構件。

(3)本實用新型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，該剪力墻體系及框架柱等構件都可在工廠預制，且耗能構件與剪力墻體之間的連接，框架梁柱節(jié)點與剪力墻之間的連接均是采用干式的螺栓連接，提高了整體結構的裝配效率，在生產時預留有連接定位鋼板，運至現場安裝時可實現迅速、準確的干式連接，且方便吊裝，能有效縮短工期，實現建筑結構快準確裝配。

總之，本實用新型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，具有實現上下層的墻體整體變形一致，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，整體變形也有利于耗能鋼板充分發(fā)揮其耗能的特性，不會出現單一薄弱環(huán)節(jié)，且提高了整體結構的裝配效率，方便現場施工，有效的縮短工期，節(jié)約成本等優(yōu)點。

附圖說明

圖1為本實用新型整體結構示意圖；

圖2為單層預制剪力墻結構及框架柱結構示意圖；

圖3為圖2的主視圖；

圖4為耗能構件結構示意圖；

圖5為預制剪力墻及轉角約束連接件結構示意圖；

圖6為預制剪力墻及預制框架柱連接節(jié)點局部結構示意圖；

圖中：1、預制剪力墻，2、預應力拉索，3、預制框架柱，4、轉角約束連接件，5、耗能構件，6、耗能鋼板，7、橫向孔，8、螺栓孔，9、連接板，10、縱向孔。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型進一步說明。

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1、預應力拉索2、預制框架柱3、轉角約束連接件4和耗能構件5；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8，預應力拉索通過轉角約束連接件與預制框架柱節(jié)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上下邊連接的Ⅱ型，耗能構件上開有螺栓孔、橫向孔7和縱向孔10。

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，通過設置預應力拉索、鋼筋或者鋼絞線，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，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(jié)點的強度?？蚣苤?jié)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(jié)點連接鋼板，節(jié)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9組成，耗能構件兩邊焊接有互相平行的耗能鋼板6，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(wěn)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。

在施工中，該剪力墻在澆筑前，用焊接的方式將起到約束連接作用的鋼板固定于預制剪力墻四個角部的鋼筋網籠上，連接鋼板較剪力墻體稍長，澆筑混凝土后，在剪力墻體四個角部露出用于連接的鋼板部分。同時，在剪力墻體澆筑前，將波紋軟管綁扎在剪力墻體內鋼筋網籠中，以斜向對角線的角度或斜向穿過墻體底端中點的角度布置于墻體內部，在墻體角部及底部、頂部有預埋管道的出口位置均留有洞口，澆筑完畢后完成內置預應力管道的預制剪力墻體。

該框架柱，在工廠預制時預埋連接鋼板于框架柱的上部，同時預留用于波紋軟管通過的洞口。

施工時，通過螺栓連接將可更換耗能構件安裝在框架柱上，同時耗能構件的另一端與預制剪力墻體四個角部的約束連接鋼板相連，同樣通過螺栓連接。

然后，將預應力鋼筋、鋼絞線通過預留的洞口穿入預埋在墻體內的管道內，穿過下層框架的梁柱節(jié)點后，張拉預應力鋼筋或鋼絞線，并對預應力鋼筋或鋼絞線施加預應力；兩層剪力墻體作為一個張拉整體，并在樓層間交錯連接固定。

剪力墻體之間豎向的連接可采用套筒連接、漿錨連接與機械連接等。