一種底部可更換的粘滯耗能自復(fù)位剪力墻結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于土木工程領(lǐng)域，涉及一種用于減小工程結(jié)構(gòu)地震災(zāi)害的無粘結(jié)后張預(yù)應(yīng)力式自復(fù)位混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]地震給人類帶來極其嚴(yán)重的災(zāi)難。傳統(tǒng)的抗震設(shè)計采用的是延性設(shè)計方法，即在地震作用下，通過結(jié)構(gòu)部分構(gòu)件的提前屈服和破壞，但整體不至于喪失功能，依靠構(gòu)件的塑性變形來耗散大部分的地震能量，從而達(dá)到保證主體結(jié)構(gòu)安全的目的。
[0003]自復(fù)位混凝土剪力墻作為一種典型的耗能減震技術(shù)，由于具有抗側(cè)剛度大、殘余變形小、減震效果好和震后可更換等優(yōu)點(diǎn)，在近年來得到廣泛的應(yīng)用。在風(fēng)荷載或多遇地震作用下，自復(fù)位混凝土剪力墻作為結(jié)構(gòu)構(gòu)件保持為彈性，能為結(jié)構(gòu)提供抗側(cè)剛度；在中震或大震作用下，自復(fù)位混凝土剪力墻通過墻體的搖擺、預(yù)應(yīng)力筋和重力的自復(fù)位，減輕甚至避免主體結(jié)構(gòu)損傷，震后可通過更換預(yù)制混凝土剪力墻段來快速恢復(fù)結(jié)構(gòu)的使用功能。通過對墻體尺寸、預(yù)應(yīng)力筋初張力、粘滯阻尼器阻尼力的調(diào)整，可使自復(fù)位混凝固剪力墻在橫向力作用下的剛度、承載力、延性和滯回性能發(fā)生改變，這種特殊性能可以方便工程師在結(jié)構(gòu)設(shè)計時進(jìn)行不同部位結(jié)構(gòu)剛度匹配的調(diào)整。同時，墻體自身裝修后可作為建筑結(jié)構(gòu)中的分隔墻體，減小結(jié)構(gòu)造價。
[0004]然而，現(xiàn)有的自復(fù)位混凝土剪力墻雖然能夠有效減小主體結(jié)構(gòu)在地震后殘余變形，但由于混凝土預(yù)制塊體量大，安裝于結(jié)構(gòu)內(nèi)部，軟鋼耗能構(gòu)件安裝于預(yù)制混凝土墻段內(nèi)部，使得耗能構(gòu)件和墻段在強(qiáng)地震后不易更換，且震后墻體上部基本處于彈性階段，底部墻段混凝土壓碎損壞，普通自復(fù)位剪力墻則需更換全部墻段，拆除整片墻體，從而導(dǎo)致建筑維修成本與更換難度的大幅增加。因此，如何提高自復(fù)位混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)的可更換性，是促使其在實際工程中進(jìn)一步推廣應(yīng)用的關(guān)鍵。
[0005]針對現(xiàn)有自復(fù)位混凝土剪力墻存在的問題，本發(fā)明提出自復(fù)位混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)更換的裝置和技術(shù)，在保證墻體主體不需拆卸的基礎(chǔ)上，有效的提高自復(fù)位混凝土預(yù)制墻底部易損墻段的更換效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]技術(shù)問題:本發(fā)明針對現(xiàn)有自復(fù)位混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)在大震下底部易損墻段和其內(nèi)置軟鋼阻尼器不易更換的問題，提供一種不但可以有效提高底部墻段更換效率，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)主體自復(fù)位目的的方法，而且簡化墻體底部阻尼器的安裝，從而大幅降低了工程結(jié)構(gòu)震后的更換費(fèi)用和難度，同時還能靈活獨(dú)立調(diào)控結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度和延性的后張預(yù)應(yīng)力式自復(fù)位混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)。
[0007]技術(shù)方案:本發(fā)明的后張預(yù)應(yīng)力式自復(fù)位混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括至少一個結(jié)構(gòu)單元，所述結(jié)構(gòu)單元包括從上至下依次連接設(shè)置的普通混凝土預(yù)制墻段、螺旋箍筋加密墻段、可更換墻段、位于所述可更換墻段兩側(cè)的粘滯阻尼器，所述粘滯阻尼器與螺旋箍筋加密墻段底面連接，所述普通混凝土預(yù)制墻段、螺旋箍筋加密墻段和可更換墻段中設(shè)置的中心預(yù)留孔道上下貫通并安裝有后張無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋；所述螺旋箍筋加密墻段內(nèi)設(shè)置有插筋、承壓螺旋箍筋、底面設(shè)置有與所述插筋連接的預(yù)制帶螺栓墊板，下部預(yù)設(shè)有水平的第一對拉螺栓孔；所述可更換墻段內(nèi)部邊緣設(shè)置有普通螺旋箍筋，中間設(shè)置有水平的第二對拉螺栓孔，兩塊豎向連接板設(shè)置在螺旋箍筋加密墻段和可更換墻段的前后兩側(cè)，通過穿過第一對拉螺栓孔和第二對拉螺栓孔的第一對拉螺栓固定。
[0008]本發(fā)明的一種優(yōu)選方案中，后張無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的上端通過錨具錨固在普通混凝土預(yù)制墻段的頂部，下端預(yù)埋在地面中。
[0009]本發(fā)明的一種優(yōu)選方案中，可更換墻段由帶有開半圓槽的兩個墻塊通過穿過水平對拉螺旋栓孔的第二對拉螺栓拼合而成，所述的開半圓槽合攏后構(gòu)成中心預(yù)留孔道，水平連接板設(shè)置在可更換墻段的前后兩側(cè)，通過穿過第二對拉螺栓孔的第二對拉螺栓固定，從而將兩個墻塊連接為一體。
[0010]本發(fā)明的一種優(yōu)選方案中，粘滯阻尼器包括下部支座端、設(shè)置在所述下部支座端上的核心粘滯耗能部分，所述粘滯耗能部分的頂端與預(yù)制帶螺栓孔墊板連接。
[0011]本發(fā)明的一種優(yōu)選方案中，結(jié)構(gòu)單元為多個，相鄰結(jié)構(gòu)單元通過豎向連接件固定連接。
[0012]本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案中，結(jié)構(gòu)單元通過連接件與樓面板固定連接。
[0013]有益效果:本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0014](I)本技術(shù)方案能夠有效的提高自復(fù)位混凝土剪力墻的更換效率。當(dāng)承受強(qiáng)烈地震作用時，結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生較大的層間位移，自復(fù)位混凝土墻體的搖擺雖然可以減小結(jié)構(gòu)的殘余變形，但同時也致使其底部混凝土預(yù)制墻段的損壞，造成處于建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部預(yù)制墻段的更換和更換困難。通過采用新型可拼接墻段替換原底部預(yù)制墻段的方法，在拆除豎向連接板和第一對拉螺栓之后，由千斤頂施加頂升力，可以直接將底部易損墻段更換，從而大幅減小結(jié)構(gòu)震后更換的成本與難度。
[0015](2)本技術(shù)方案能夠有效地提高自復(fù)位混凝土剪力墻中阻尼器更換效率。對于傳統(tǒng)的自復(fù)位混凝土剪力墻，為提高其耗能能力，其底部墻段內(nèi)部安裝有軟鋼阻尼器，當(dāng)結(jié)構(gòu)在地震作用下發(fā)生側(cè)向變形時，不可避免的造成部分或者全部阻尼器失效，使得結(jié)構(gòu)震后的維修費(fèi)用和難度均較高。本技術(shù)方案的粘滯阻尼器安裝于底部可更換墻段兩側(cè)，與地面支座和螺旋箍筋加密墻段下部墊板連接，從而可避免結(jié)構(gòu)震后阻尼器難以更換。這樣不但可有效減小結(jié)構(gòu)震后更換的成本，而且由粘滯阻尼器代替軟鋼阻尼器可以減小阻尼器損壞的風(fēng)險。
[0016](3)本技術(shù)方案的有利于阻尼器的保護(hù)。對于傳統(tǒng)的預(yù)應(yīng)力自復(fù)位墻，如果要外置粘滯阻尼器，則會在底部墻段外貼阻尼器，由于阻尼器與墻體緊貼在一起，因此當(dāng)自復(fù)位墻側(cè)向變形并繞墻體底部一角轉(zhuǎn)動時，阻尼器的存在會影響墻體的擺動，使得墻體的搖擺能力減小，甚至由于之間的碰撞導(dǎo)致阻尼器的損壞，增加了結(jié)構(gòu)震后維修的費(fèi)用。而本技術(shù)方案外置阻尼器不與底部墻段直接相連，且與底部墻段保持一定距離，使得墻體在搖擺和復(fù)位的過程中避開與阻尼器的碰撞，同時為墻體提供足夠的耗能能力。當(dāng)?shù)卣鹱饔糜诮Y(jié)構(gòu)時，自復(fù)位墻體側(cè)向變形并繞底部一角旋轉(zhuǎn)，阻尼器與底部可更換墻段之間始終存在空隙，阻尼器與上部螺旋箍筋加密墻段留有富余，從而避免了阻尼器在耗能過程中對墻體的不利影響。
[0017](4)本技術(shù)方案能構(gòu)靈活的調(diào)整結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)度和延性。由于粘滯阻尼器外置，可方便的根據(jù)需求調(diào)整，因此對于同樣的墻體，采用不同的預(yù)應(yīng)力筋布置和阻尼布置將得到不同需求的自復(fù)位墻，這樣可以根據(jù)建筑需求和結(jié)構(gòu)布置適配預(yù)應(yīng)力筋和阻尼器，讓結(jié)構(gòu)方案的調(diào)整能更加靈活和獨(dú)立，也大大提高了結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性。
[0018](5)本技術(shù)方案構(gòu)造簡單，制作方便，非常適合工業(yè)化的生產(chǎn)和制造。由于其加工工藝與傳統(tǒng)的自定心框架類似，廠家無需作較大的調(diào)整便能進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)，從而降低了制造的難度和成本，具有較高的價格競爭力。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明剪力墻結(jié)構(gòu)的軸測圖；
[0020]圖2為螺旋箍筋加密墻段構(gòu)造示意圖；
[0021 ] 圖3a為底部可更換墻段構(gòu)造示意圖；
[0022]圖3b為可更換墻段內(nèi)部帶槽預(yù)制墻塊軸測圖；
[0023]圖3c為圖3b右側(cè)帶槽預(yù)制墻塊正視圖；
[0024]圖3d為圖3b右側(cè)帶槽預(yù)制墻塊左視圖；
[0025]圖3e為圖3b右側(cè)帶槽預(yù)制墻塊俯視圖；
[0026]圖4為底部可更換段更換示意圖；
[0027]圖中有:普通預(yù)制墻段1、螺旋箍筋加密墻段2、預(yù)埋帶螺栓孔墊板21、插筋22、承壓螺旋箍筋23、第一對拉螺栓孔24、豎向連接板25、第一對拉螺栓26、墻段