CN102852244B - 一种可拆卸的自复位式消能连梁 - Google Patents

Abstract

一种可拆卸的自复位式消能连梁，连梁包括并排设在两个剪力墙墙肢之间的上弦杆和下弦杆，剪力墙墙肢内部设有带锚固件的端板或钢柱，端板和钢柱上设有连接板，上弦杆和下弦杆的两端通过销栓与上述连接板连接，上弦杆与下弦杆之间设有消能阻尼器，上弦杆和下弦杆的内侧分别设有耳板，消能阻尼器通过螺栓与耳板连接，上弦杆和下弦杆之间还设有预应力钢绞线。该连梁通过设置消能阻尼器来耗散地震或风产生的振动能量，采用预应力钢绞线来实现连梁的自复位功能，从而减少连梁在遭遇地震后的残余变形。该连梁消能性能好，具有自复位功能，施工安装方便，易于震后修复与更换。

Description

一种可拆卸的自复位式消能连梁

技术领域

本发明涉及一种建筑结构，尤其是一种适用于土木工程领域的可拆卸的自复位式消能连梁。

背景技术

建筑结构中剪力墙作为高层建筑结构常采用的抗侧力构件，广泛应用于框架-剪力墙结构、剪力墙结构和各种筒体结构中。剪力墙由于建筑的需求通常需要开设门窗洞口，这样就形成了带洞口的联肢剪力墙结构形式，而连接各剪力墙墙肢的部分称为连梁。联肢剪力墙结构通过各墙肢之间连梁的耦合作用一方面可以减少单独墙肢承担的弯矩，使总弯矩由耦合墙肢共同承担，从而使得整体结构体系的抗震能力比单肢剪力墙增强；另一方面耦合作用使结构在地震作用下的能量耗散不再像单肢剪力墙一样集中依赖于剪力墙底部的塑性铰区，而是通过连梁的耗能作用扩大到整个结构高度。因此，联肢剪力墙结构符合“多道防线”的抗震设计理念，其在中震或大震作用时主要通过连梁的端部和剪力墙肢的底部形成塑性铰来耗散地震能量，并且连梁应率先进入塑性，作为主要的耗能构件而消耗结构振动能量，保护主体结构安全，从而实现结构“大震不倒”的设防目标。

目前，国内外采用的连梁主要有钢筋混凝土连梁、钢骨混凝土连梁和钢连梁等。由于连梁的跨高比较小，这导致钢筋混凝土连梁的受力特点和变形性能区别于普通的长细梁和深梁，其计算和分析相当棘手，配筋和施工也相当复杂，各国抗震设计有关规范关于钢筋混凝土连梁设计的规定至今还不能满意解决小跨高比连梁延性不足这一问题。钢连梁和钢骨混凝土连梁虽然具有较好的耗能能力，但是连梁和剪力墙的连接处理困难。另外，在我国2008年的汶川地震中，钢筋混凝土联肢剪力墙结构的小跨高比连梁较为普遍地出现了剪切破坏，而剪切破坏是一种脆性破坏模式，其延性和耗能能力较差，连梁的过早剪切破坏将导致联肢剪力墙结构的强度和刚度显著退化。因此，如何提高地震区联肢剪力墙结构中连梁的耗能能力和实现联肢剪力墙结构的延性设计是联肢剪力墙结构抗震设计迫切需要解决的关键问题。同时，震后调查发现普通的剪力墙结构在地震后具有较大的残余变形，导致震后修复困难。

发明内容

技术问题：本发明的目的是克服已有技术中的不足之处，提供一种可拆卸的自复位式消能连梁，通过设置消能阻尼器来耗散地震或风产生的振动能量，采用预应力钢绞线来实现连梁的自复位功能，从而减少连梁在遭遇地震后的残余变形。

技术方案：本发明的可拆卸的自复位式耗能连梁，包括并排设在两个剪力墙墙肢之间的上弦杆和下弦杆，在剪力墙墙肢内部设有带锚固件的端板或钢柱，端板和钢柱上设有连接板，上弦杆和下弦杆的两端通过销栓与连接板连接，上弦杆与下弦杆之间设有消能阻尼器，上弦杆和下弦杆内侧分别设有耳板，消能阻尼器通过螺栓和钢垫板与耳板连接，上弦杆和下弦杆内设有至少一根预应力钢绞线；所述的上弦杆和下弦杆采用钢管混凝土或钢构件预制而成；所述的耗能阻尼器为液压粘滞消能阻尼器、金属消能阻尼器、黏弹性阻尼器、摩擦消能阻尼器或混合型阻尼器。

其施工工艺如下：

a．按设定尺寸预制好上弦杆、下弦杆、消能阻尼器、连接板和预埋件用的钢柱或带锚固件的端板，上弦杆和下弦杆的内侧分别设有耳板，连接板和耳板上留设好供螺栓或销栓通过的孔洞；

b．将连接板焊接到预埋件用的钢柱或带锚固件的端板上；

c．定位和绑扎预埋件用的钢柱或带锚固件的端板和两个剪力墙墙肢内部钢筋，并埋设供预应力钢绞线通过的管道，安装两个剪力墙墙肢的模板，浇筑两个剪力墙墙肢；

d．对两个剪力墙墙肢的混凝土进行养护，待两个剪力墙墙肢的混凝土达到预定强度时，拆除两个剪力墙墙肢的模板;

e.上弦杆和下弦杆的两端采用销栓与连接板连接；

f．将预应力钢绞线穿过两个剪力墙墙肢内的预留管道，张拉预应力钢绞线达设定预应力后，用锚具固定；

g．采用螺栓和钢垫板将消能阻尼器与耳板固定连接。

有益效果：本发明通过设置消能阻尼器来耗散地震或风产生的振动能量，采用预应力钢绞线来实现连梁的自复位功能，从而减少连梁在遭遇地震后的残余变形。与现有技术相比具有如下优点： 

1）结构抗震性能优越。采用消能阻尼器来耗能由风或者地震引起的振动能量，从而保证主体结构的安全；

2）具有自复位功能。通过预应力钢绞线来实现连梁的自复位功能，从而可以减少结构震后残余变形。克服了传统的剪力墙结构在震后具有较大的残余变形，减少了震后修复的成本；

3）结构安装方便，易于震后修复。 所采用的连梁的上弦杆、下弦杆和阻尼器均为螺栓连接方式，可拆卸，可利于建造时连梁的安装以及震后的修复与更换施工。

4）全装配式化，提高施工进度。连梁采用工厂制作，现场安装，可以实现工业化。

附图说明

图1本发明的实例一结构示意图。

图2是图1的 A-A剖面图。

图3是本发明的实例二结构示意图。

图中：1-剪力墙墙肢； 2-消能阻尼器；3-上弦杆；4-下弦杆；5-连接板；6-螺栓；7-预应力钢绞线；8-钢柱；9-带锚固件的端板；10-预制钢筋混凝土盖板；11-耗能钢板；12-耳板；13-钢垫板；14-销栓。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作进一步的描述：

实施例1、

如图1所示为可拆卸式的自复位式消能连梁及连接板与墙肢连接方式一，该可拆卸的自复位式消能连梁，主要由消能阻尼器2、上弦杆3、下弦杆4构成，所述的上弦杆3和下弦杆4为用钢管混凝土预制而成；所述的消能阻尼器2由钢筋混凝土盖板10和耗能钢板11组成；所述预制钢筋混凝土盖板10和耗能钢板11如图2所示通过螺栓6固定连接；耗能钢板11通过螺栓6和钢垫板13分别与上弦杆3和下弦杆4内侧焊接的耳板11固定连接。上弦杆3和下弦杆4并排设在两个剪力墙墙肢1之间，所述两个剪力墙墙肢1内侧预埋有固定上弦杆3和下弦杆4两端的带锚固件的端板9，端板9上设有连接板5，上弦杆3和下弦杆4的两端通过销栓14与连接板5连接。上弦杆3和下弦杆4的内侧设有耳板12，消能阻尼器2通过螺栓6和耳板12连接。上弦杆3和下弦杆4之间设有至少一根预应力钢绞线7。

可拆卸式的自复位式耗能连梁施工工艺之一：

a．按设定尺寸预制好上弦杆3、下弦杆4、耗能阻尼器2、连接板5和预埋件用的钢柱8或带锚固件的端板9，上弦杆3和下弦杆4的内侧分别设有耳板12，连接板和耳板上留设好供螺栓或销栓通过的孔洞；

b．将连接板5焊接到预埋件用的带锚固件的端板9上；

c．定位和绑扎预埋件用的带锚固件的端板9和两个剪力墙墙肢1内部钢筋，并埋设供预应力钢绞线7通过的管道，安装两个剪力墙墙肢1的模板，浇筑两个剪力墙墙肢1；

d．对两个剪力墙墙肢1的混凝土进行养护，待两个剪力墙墙肢1的混凝土达到预定强度时，拆除两个剪力墙墙肢1的模板；

e.上弦杆3和下弦杆4的两端采用销栓14与连接板5连接；；

f．将预应力钢绞线7通过两个剪力墙墙肢1内的预留管道，进行钢绞线的预应力张拉，使张拉的预应力钢绞线7达设定预应力后，用锚具固定；

g．采用螺栓6和钢垫板13将消能阻尼器2与耳板12固定连接。

实施例2、

如图3所示为可拆卸式的自复位式耗能连梁及连接板与墙肢连接方式二，该可拆卸的自复位式消能连梁，主要由消能阻尼器2、上弦杆3、下弦杆4构成，所述的上弦杆3和下弦杆4为用钢构件预制而成；所述的消能阻尼器2为液压粘滞消能阻尼器、金属消能阻尼器、黏弹性阻尼器、摩擦消能阻尼器或混合型阻尼器。上弦杆3和下弦杆4并排设在两个剪力墙墙肢1之间，所述两个剪力墙墙肢1内侧预埋有固定上弦杆3和下弦杆4两端的钢柱8，钢柱8上设有连接板5，上弦杆3和下弦杆4的两端通过销栓14与连接板5连接。上弦杆3和下弦杆4的内侧分别设有耳板12，消能阻尼器2通过螺栓6分别与上弦杆3和下弦杆4内侧耳板12连接。上弦杆3和下弦杆4之间设有预应力钢绞线7。

可拆卸式的自复位式消能连梁施工工艺之二：

a．按设定尺寸预制好上弦杆3、下弦杆4、消能阻尼器2、连接板5和预埋件用的钢柱8或带锚固件的端板9，上弦杆3和下弦杆4的内侧分别设有耳板12，连接板和耳板上留设好供螺栓或销栓通过的孔洞；

b．将连接板5焊接到预埋件用的钢柱8上；

c．定位和绑扎预埋件用的钢柱8和两个剪力墙墙肢1内部钢筋，并埋设供预应力钢绞线7通过的管道，安装两个剪力墙墙肢1的模板，浇筑两个剪力墙墙肢1；

d．对两个剪力墙墙肢1的混凝土进行养护，待两个剪力墙墙肢1的混凝土达到预定强度时，拆除两个剪力墙墙肢1的模板；

e.上弦杆3和下弦杆4的两端采用销栓14与连接板5连接；

f．将预应力钢绞线7通过两个剪力墙墙肢1内的预留管道，进行钢绞线的预应力张拉，使张拉的预应力钢绞线7达设定预应力后，用锚具固定；

g．采用螺栓6将消能阻尼器2与耳板12固定连接。

Claims (1)

1.一种可拆卸的自复位式消能连梁，包括并排设在两个剪力墙墙肢（1）之间的上弦杆（3）和下弦杆（4），所述的上弦杆（3）和下弦杆（4）采用钢管混凝土或钢构件预制而成；其特征在于：所述剪力墙墙肢（1）内部设有带锚固件的端板（9）或钢柱（8），端板（9）和钢柱（8）上设有连接板（5），上弦杆（3）和下弦杆（4）的两端通过销栓（14）与连接板（5）连接，上弦杆（3）与下弦杆（4）之间设有消能阻尼器（2），上弦杆（3）和下弦杆（4）内侧设有耳板（12），消能阻尼器（2）通过螺栓（6）与耳板（12）连接，上弦杆（3）和下弦杆（4）之间设有至少一根预应力钢绞线（7）；所述的消能阻尼器（2）为液压粘滞消能阻尼器、金属消能阻尼器、黏弹性阻尼器、摩擦消能阻尼器或混合型阻尼器；或由钢筋混凝土盖板（10）和耗能钢板（11）组成，预制钢筋混凝土盖板（10）和耗能钢板（11）通过螺栓（6）固定连接，耗能钢板（11）通过螺栓（6）和钢垫板（13）分别与上弦杆（3）和下弦杆（4）内侧焊接的耳板（12）固定连接；其施工工艺如下：

a．按设定尺寸预制好上弦杆（3）、下弦杆（4）、消能阻尼器（2）、连接板（5）和预埋件用的钢柱（8）或带锚固件的端板（9），上弦杆（3）和下弦杆（4）的内侧分别设有耳板（12），连接板（5）和耳板（12）上留设好供螺栓（6）或销栓（14）通过的孔洞；

b．将连接板（5）焊接到预埋件用的钢柱（8）或带锚固件的端板（9）上；

c．定位和绑扎预埋件用的钢柱（8）或带锚固件的端板（9）和两个剪力墙墙肢（1）内部钢筋，并埋设供预应力钢绞线（7）通过的管道，安装两个剪力墙墙肢（1）的模板，浇筑两个剪力墙墙肢（1）；

d．对两个剪力墙墙肢（1）的混凝土进行养护，待两个剪力墙墙肢（1）的混凝土达到预定强度时，拆除两个剪力墙墙肢（1）的模板；

e．将上弦杆（3）和下弦杆（4）的两端用销栓（14）与连接板（5）连接；

f．将预应力钢绞线（7）穿过两个剪力墙墙肢（1）内的预留管道，张拉预应力钢绞线（7）达设定预应力后，用锚具固定；

g．用螺栓（6）和钢垫板（13）将消能阻尼器（2）与耳板（12）固定连接。