CN103938757A - 一种底部开水平缝预应力自复位剪力墙 - Google Patents

Abstract

本发明为一种底部开水平缝预应力自复位剪力墙，包括钢筋混凝土剪力墙、墙体底部水平缝、墙内无粘结预应力钢绞线、预应力钢绞线锚具、带螺旋钢筋的锚垫板、墙内钢棒剪力键和基础。在钢筋混凝土剪力墙和基础之间，通过底部水平分隔钢板隔开从而实现水平缝的设置，墙内钢筋与分隔钢板不连接，分隔钢板通过锚筋固定在基础上，剪力墙墙体与分隔钢板接触。无粘结预应力钢绞线在墙体内部对称布置，根据位置的不同穿过或者不穿过墙体底部分隔钢板。无粘结预应力钢绞线顶端通过锚具和锚垫板固定，底端同锚具、锚垫板共同埋置在基础中作为固定端。墙内对称布置钢棒剪力键，防止墙体受水平作用时产生侧向滑移。本发明能够实现小震下结构保持弹性，大震下较传统钢筋混凝土剪力墙结构损伤小，震后结构自复位的效果。

Description

一种底部开水平缝预应力自复位剪力墙

技术领域

本发明属于建筑工程领域，涉及建筑结构消能减震技术，特别是自复位剪力墙结构。

背景技术

地震等自然灾害对现代人类社会带来经济和生命财产等重大损失，如在震后不能对损坏建筑结构或者设施及时快速修复，势必会使损失加剧。近年来，研究表明结构摇摆可以降低结构本身的延性设计需求，减小地震破坏，节约结构造价。

剪力墙结构作为建筑结构在遭受地震作用时的主要抗侧力构件，其震后的快速修复对震后生活、经济恢复有着重大意义。底部开水平缝预应力自复位剪力墙通过底部水平缝的设置，可以将结构非线性变形集中于水平缝处，并减小剪力墙墙体的损伤；无粘结预应力钢绞线的设置可以确保结构在大震时的抗倾覆安全，并使剪力墙在震后回复竖直位置，减小其震后残余变形，拥有良好的自复位能力。目前，自复位剪力墙结构在结构抗震方面属于一个创新的研究领域，并有很高的研究价值。

发明内容

本发明的目的在于提出一种底部开水平缝预应力自复位剪力墙，既能够在地震过程中提供抗侧力，又可以将非线性变形集中于墙体底部水平缝处，减小墙体本身损伤，通过中间部位连接处钢筋提高耗能能力，同时在震后实现自复位，减少残余变形。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种底部开水平缝预应力自复位剪力墙，包括钢筋混凝土剪力墙、墙体底部水平缝、墙内无粘结预应力钢绞线、预应力钢绞线锚具、带螺旋钢筋的锚垫板、墙内钢棒剪力键和基础。其中：在钢筋混凝土剪力墙底部两侧和基础之间，通过底部水平缝分隔钢板隔开，从而实现水平缝的设置，剪力墙墙体内钢筋与分隔钢板不连接，分隔钢板通过锚筋固定在基础上，剪力墙墙体与分隔钢板接触。无粘结预应力钢绞线顶端通过第一预应力钢绞线锚具和第一带螺旋钢筋的锚垫板固定，底端同第二预应力钢绞线锚具、第二带螺旋钢筋的锚垫板共同埋置在基础中作为固定端。剪力墙墙体内和基础连接处对称布置钢棒剪力键，防止墙体受水平作用时产生墙体平面内和平面外的侧向滑移。

本发明中，所述剪力墙墙体内两侧部分钢筋不贯通到基础中，在底部水平缝处断开，墙体和基础的混凝土通过分隔钢板隔开。其余部分钢筋则贯通到基础中。

本发明中，所述分隔钢板宽度大于等于剪力墙墙体厚度，在剪力墙底部对称布置。

本发明中，所述无粘结预应力钢绞线在墙体内部对称布置，根据位置的不同穿过或者不穿过墙体底部分隔钢板。如预应力钢绞线需穿过分隔钢板时，应在分隔钢板上预留孔洞，孔径略大于无粘结预应力钢绞线外径。

本发明中，所述剪力墙墙体与基础之间除分隔钢板以外的部分保持钢筋正常贯通，且混凝土部分保持正常连接。

本发明中，所述无粘结预应力钢绞线浇筑在钢筋混凝土墙体内部。并在浇筑养护完成后通过后张拉施加预应力。

本发明中，所述墙内钢棒剪力键由钢棒和套管构成，钢棒竖直放置浇筑在基础内，套管套在钢棒上，然后浇筑在墙体内。钢棒位置关于墙体中心线对称，并处于墙体厚度方向的中心。

本发明中，所述开缝分隔钢板的设置不局限于基础和剪力墙体之间，墙体竖向方向受力较大位置均可按需求布置水平分隔钢板。

由于采用上述方案，本发明的有益效果是：

正常使用情况下，底部开水平缝预应力自复位剪力墙与普通剪力墙刚度相差不大。在地震作用下，剪力墙结构底部的水平缝发生张开与合拢，减少墙体角部混凝土中拉应力的产生，并引导墙体裂缝仅在底部连接处开展；中部正常贯通钢筋通过和混凝土共同作用提供一定的抗滑移能力，并通过钢筋屈服耗能；无粘结预应力钢绞线通过在弹性范围内变形为剪力墙提供自复位能力，减少地震后的结构残余变形。

该方法构造简单，制作加工及施工方便，可以很好的实现剪力墙自复位减震控制效果，保证构件在地震作用下的安全，可广泛应用于建筑结构消能减震技术领域。

附图说明

图1为本发明整体结构主视示意图；

图2为本发明整体结构侧视示意图；

图3为图1所示实施例中钢棒剪力键6主视示意图；

图4为图1所示实施例中钢棒剪力键6侧视示意图；

图5为图1所示实施例中开缝分隔钢板2主视示意图；

图6为图1所示实施例中开缝分隔钢板2左视示意图；

图7为图1所示实施例中开缝分隔钢板2俯视示意图。

图中标号：1 剪力墙墙体；2 墙体底部水平缝的分隔钢板；3 无粘结预应力钢绞线；4 第一预应力钢绞线锚具；5 第一带螺旋钢筋的锚垫板； 6 墙内钢棒剪力键；7 第二带螺旋钢筋的锚垫板；8 第二预应力钢绞线锚具；9 基础；61剪力键套管；62剪力键钢棒；21 钢板锚筋； 22 钢板上预应力钢绞线孔洞。

具体实施方式

以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所示，本发明为一种底部开水平缝预应力自复位剪力墙，包括钢筋混凝土剪力墙1、墙体底部水平缝的分隔钢板2、墙内无粘结预应力钢绞线3、第一预应力钢绞线锚具4、第二预应力钢绞线锚具8、第一带螺旋钢筋的锚垫板5、第二带螺旋钢筋的锚垫板7、墙内钢棒剪力键6和基础9。在钢筋混凝土剪力墙1和基础9之间，通过底部水平缝分隔钢板2隔开从而实现水平缝的设置，墙内钢筋与分隔钢板不连接，分隔钢板通过锚筋固定在基础9上，剪力墙墙体1与水平缝分隔钢板2接触。无粘结预应力钢绞线3顶端通过第一预应力钢绞线锚具4和第一带螺旋钢筋的锚垫板5固定，底端同第二预就碅钢绞线锚具8、第二带螺旋钢筋的锚垫板7共同埋置在基础9中作为固定端。墙内对称布置钢棒剪力键6，防止墙体受水平作用时产生侧向滑移。

剪力墙墙体内两侧部分钢筋不贯通到基础中，在底部水平缝处断开，剪力墙墙体1和基础9的混凝土通过水平缝分隔钢板2隔开。

分隔钢板2宽度大于等于剪力墙墙体1厚度，在剪力墙底部对称布置。

无粘结预应力钢绞线3在墙体内部对称布置，根据位置的不同穿过或者不穿过墙体底部分隔钢板2。如预应力钢绞线需穿过分隔钢板2时，应在分隔钢板2上预留孔洞22，孔径略大于无粘结预应力钢绞线3外径。

剪力墙墙体1与基础9之间除分隔钢板2位置以外的部分保持钢筋正常贯通，且混凝土部分保持正常连接。

无粘结预应力钢绞线3浇筑在钢筋混凝土墙体1内部。并在浇筑养护完成后通过后张拉施加预应力。

如图3、4所示，墙内钢棒剪力键6由钢棒62和套管61构成，钢棒62竖直放置浇筑在基础9内，套管61套在钢棒62上，接触但不连接，然后浇筑在墙体1内。钢棒62位置关于墙体中心线对称，并处于墙体厚度方向的中心。

开缝分隔钢板2的设置不局限于基础9和剪力墙体1之间，墙体1自身竖向方向受力较大位置均可按需求布置水平分隔钢板来开缝以达到减小墙体损伤的目的。

为了说明本发明底部开水平缝预应力自复位剪力墙，下面通过一个具体的实例予以说明：

如图1所示，首先绑扎基础9钢筋，安装固定水平缝分隔钢板2，布置底端已安装第二预应力钢绞线锚具8和第二带螺旋钢筋的锚垫板7的无粘结预应力钢绞线3，如无粘结预应力钢绞线3和分隔钢板2相交，则将无粘结预应力钢绞线3穿过分隔钢板2上的孔洞22。然后固定钢棒剪力键6中钢棒62位置，完成基础9浇筑至分隔钢板水平位置。待混凝土凝固后，安装钢棒剪力键6中的套管61套在钢棒62上，绑扎墙体上部钢筋，安装无粘结预应力钢绞线3上部带螺旋钢筋的锚垫板5，之后完成墙体混凝土浇筑至锚垫板5的钢板上表面。混凝土达到可以施加预应力的强度后安装上部第一预应力钢绞线锚具4完成无粘结预应力钢绞线3张拉。

其中，底部分隔钢板2、无粘结预应力钢绞线3、第一预应力钢绞线锚具4、第二预应力钢绞线锚具8、第一带螺旋钢筋的锚垫板5、第二带螺旋钢筋的锚垫板7、剪力键套管61、剪力键钢棒62均可在工厂预制，然后按上述方法施工安装。本发明构造简单，施工方便，有利于实行大规模的推广应用。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例进行各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种底部开水平缝预应力自复位剪力墙，其特征在于：包括钢筋混凝土剪力墙（1）、墙体底部水平缝、墙内无粘结预应力钢绞线（3）、第一预应力钢绞线锚具（4）、第二预应力钢绞线锚具（8）、第一带螺旋钢筋的锚垫板（5）、第二带螺旋钢筋的锚垫板（7）、墙内钢棒剪力键（6）和基础（9），其中：钢筋混凝土剪力墙（1）底部两侧部分和基础（9）之间，通过墙体底部水平缝分隔钢板（2）隔开，从而实现水平缝的设置，位于钢筋混凝土剪力墙（1）内的钢筋与分隔钢板（2）不连接，分隔钢板（2）通过钢板锚筋（21）固定于基础（9）上，剪力墙墙体（1）与分隔钢板（2）接触；无粘结预应力钢绞线（3）顶端通过第一预应力钢绞线锚具（4）和第一带螺旋钢筋的锚垫板（5）固定于剪力墙墙体（1）顶部，底端同第二预应力钢绞线锚具（8）、第二带螺旋钢筋锚垫板（7）共同埋置在基础（9）中作为固定端；钢筋混凝土剪力墙（1）和基础（9）连接处对称布置钢棒剪力键（6），防止墙体受水平作用时产生侧向滑移。

2.根据权利要求1所述的底部开水平缝预应力自复位剪力墙，其特征在于：所述剪力墙墙体内两侧部分钢筋不贯通到基础中，其余部分钢筋则贯通到基础中。

3.根据权利要求1所述的底部开水平缝预应力自复位剪力墙，其特征在于：所述分隔钢板（2）宽度大于等于剪力墙墙体（1）厚度，在剪力墙墙体（1）底部对称布置。

4.根据权利要求1所述的底部开水平缝预应力自复位剪力墙，其特征在于：所述无粘结预应力钢绞线（3）在墙体内部对称布置，根据位置的不同穿过或者不穿过墙体底部分隔钢板（2）；当无粘结预应力钢绞线（3）需穿过分隔钢板（2）时，应在分隔钢板上预留孔洞（22），孔径略大于无粘结预应力钢绞线（3）外径。

5.根据权利要求1所述的底部开水平缝预应力自复位剪力墙，其特征在于：所述剪力墙墙体（1）与基础（9）之间除分隔钢板（2）位置以外的部分保持钢筋正常贯通，且混凝土部分保持正常连接。

6.根据权利要求1所述的底部开水平缝预应力自复位剪力墙，其特征在于：所述无粘结预应力钢绞线（3）浇筑在钢筋混凝土墙体（1）内部，并在浇筑养护完成后通过后张拉施加预应力。

7.根据权利要求1所述的底部开水平缝预应力自复位剪力墙，其特征在于：所述墙内钢棒剪力键（6）由钢棒（62）和套管（61）构成，钢棒（62）竖直放置浇筑在基础（9）内，套管（61）套在钢棒（62）上，接触但不连接，然后浇筑在剪力墙墙体（1）内；钢棒（62）位置关于墙体中心线对称，并处于墙体厚度方向的中心。