CN109854054A - 一种自复位剪力墙混合结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种自复位剪力墙混合结构,属于建筑结构自复位及抗震技术领域。它解决了现有的抗震建筑在大震下残余变形大且难以修复的问题。本发明一种自复位剪力墙混合结构包括基座、柱体、剪力墙、预应力筋以及墙角元件。其中,在本发明中,通过墙角元件的设置,使得该自复位剪力墙混合结构一定的自复位功能,从而避免自复位剪力墙混合结构在震后发生变形的情况,即,实现对震后的剪力墙进行修复。其次,将每个楼梁通过铰板与对应的柱体铰接,从而有效减少楼架对柱体的影响,即,有效减小楼架对剪力墙的影响,也即,减小自复位剪力墙混合结构的损耗;同时,也确保该自复位剪力墙混合结构工作的稳定性。

Description

一种自复位剪力墙混合结构
技术领域
本发明属于建筑结构自复位及抗震技术领域,涉及一种自复位剪力墙混合结构。
背景技术
由于地震作用的复杂性,传统的建筑结构抗震技术研究已经没有办法满足城市居民希望震后迅速恢复正常生活的需求。抗震设防目标也逐渐从“大震不倒”、保护生命安全方面的考虑,向震后迅速恢复城市、居民正常的生活秩序方向发展。这就对建筑抗震提出了新的要求,建筑需要一种可以在地震之后迅速恢复功能的结构或构件,可恢复功能结构已成为地震工程研究的大方向。可恢复功能结构是指地震后不需修复或稍加修复即可恢复其使用功能的结构。可更换构件是实现可恢复功能结构的一种手段,这个概念最早在土木工程领域的研究与应用是在21世纪初,目前已逐渐应用于工程结构中。
将墙体易遭受破坏区域设置为可更换构件,当可更换构件破坏时,实验人员便能及时更换可更换构件,从而不影响建筑的正常使用,但,现有的可更换构件仅能实现对墙体的支撑以及替换功能,并不能实现对震后墙体进行修复的功能;
其次,大部分的楼架与墙体为固定连接,当发生地震时,楼架将严重影响墙体,长期使用,该墙体将损耗严重。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题,提出了一种结构简单、稳定性好且损耗低的自复位剪力墙混合结构。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现:一种自复位剪力墙混合结构,包括:
基座,所述基座上设有楼架以及多个柱体,每个所述柱体均可拆卸连接于楼架内,每个所述柱体均相互平行;相邻两个所述柱体之间设有多个剪力墙,相互接触的两个剪力墙之间以及各个柱体上均穿设有预应力筋;与所述基座接触式连接的剪力墙的底部两端均设置具有自复位功能的墙角元件。
在上述的一种自复位剪力墙混合结构,每个所述柱体与对应的剪力墙之间通过连接圈连接,所述连接圈整体呈O字形。
在上述的一种自复位剪力墙混合结构,所述柱体靠近剪力墙的一侧活动卡设有钢珠,所述柱体上设有用于限制钢珠移动的限位板,所述柱体上开设有用于活动卡设钢珠的活动槽。
在上述的一种自复位剪力墙混合结构,所述预应力筋上套设有筋套。
在上述的一种自复位剪力墙混合结构,所述墙角元件包括下约束板以及上约束板,所述上约束板设于下约束板的上方;所述上约束板与下约束板之间设置具有弹性功能的复位组件;所述下约束板上设有芯棒,且芯棒穿过复位组件以及上约束板。
在上述的一种自复位剪力墙混合结构,所述剪力墙为后张拉无粘结预制剪力墙。
在上述的一种自复位剪力墙混合结构,所述楼架包括多个相互平行设置的楼板以及用于支撑楼板的楼柱,所述楼柱上设有多个用于支撑对应楼板的楼梁。
在上述的一种自复位剪力墙混合结构,每个所述楼梁均通过铰板与对应的柱体铰接。
在上述的一种自复位剪力墙混合结构,所述楼梁为现浇混凝土梁或钢梁,所述楼柱为现浇混凝土柱或钢柱,所述楼板为现浇混凝土框架以及钢框架的组合楼板。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
1、在本发明中,通过墙角元件的设置,使得该自复位剪力墙混合结构一定的自复位功能,从而避免自复位剪力墙混合结构在震后发生变形的情况,即,实现对震后的剪力墙进行修复。
2、将每个楼梁通过铰板与对应的柱体铰接,从而有效减少楼架对柱体的影响,即,有效减小楼架对剪力墙的影响,也即,减小自复位剪力墙混合结构的损耗;同时,也确保该自复位剪力墙混合结构工作的稳定性。
附图说明
图1是本发明一较佳实施例的结构示意图。
图2是图1中A处的放大结构示意图。
图3是剪力墙、柱体以及连接圈的组合图。
图4是墙角元件的结构示意图。
图5是实施例二的结构示意图。
图6是柱体的结构示意图
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图,对本发明的技术方案作进一步的描述,但本发明并不限于这些实施例。
实施例一
如图1—图3所示,本发明一种自复位剪力墙混合结构包括基座100、柱体110、剪力墙120、预应力筋130、墙角元件200以及楼架。
在本发明中,剪力墙120为后张拉无粘结预制剪力墙120,而后张拉无粘结预制剪力墙120可以经历大位移而残余变形小,并具有可恢复功能性,从而为自复位剪力墙混合结构提供自复位条件。
基座100上设有多个柱体110,每个柱体110均相互平行,相邻两个柱体110之间设有多个剪力墙120,与基座100接触式连接的剪力墙120的底部两端均设置具有自复位功能的墙角元件200,当发生中级或高级地震时,因基座100是直接放置在地面上,导致基座100也随之发生抖动,因柱体110以及剪力墙120均是安装在基座100上的,导致柱体110以及剪力墙120均发生剧烈抖动,使得剪力墙120与柱体110之间发生错位移动,即,剪力墙120相对基座100倾斜,也即,与基座100接触式连接的剪力墙120底面与基座100不再平行,此时,墙角元件200受力压缩,且当地震过后,因墙角元件200具有自复位功能,使得墙角元件200快速自动复位,因与基座100接触式连接的剪力墙120的底部两端均设置有墙角元件200,使得墙角元件200在快速自动复位的过程中,墙角元件200也推动剪力墙120复位,使得与基座100接触式连接的剪力墙120底面重新与基座100接触且平行,从而实现该自复位剪力墙混合结构的自动复位功能,从而避免墙体在震后发生变形的情况;其次,因墙角元件200始终支撑剪力墙120底部,且墙角元件200具有一定的弹性功能,有效减缓地震对墙体两侧的损伤以及结构变形。
在基座上还设有楼架,且每个柱体110均可拆卸连接于楼架300内,具体的,楼架300包括多个相互平行设置的楼板310以及用于支撑楼板310的楼柱320,楼柱320上设有多个用于支撑对应楼板310的楼梁330,当发生地震时,因楼架300是直接现场浇筑而成的,使得整个楼架300发生抖动,而在本发明中,将每个楼梁330通过铰板340与对应的柱体110铰接,从而有效减少楼架300对柱体110的影响,即,有效减小楼架300对剪力墙120的影响,也即,减小自复位剪力墙混合结构的损耗;同时,也确保该自复位剪力墙混合结构工作的稳定性。
相互接触的两个剪力墙120之间以及各个柱体110上均穿设有预应力筋130,而预应力筋130通常由单根或成束的钢丝、钢绞线或钢筋组成,在本发明中,当对剪力墙120或柱体110施加压力时,该预应力筋130能够保证剪力墙120或柱体110不出现剪切拉应力,使得剪力墙120或柱体110在使用过程中具有韧性以及更牢靠。
每个柱体110与对应的剪力墙120之间通过连接圈140连接,连接圈140整体呈O字形,当实验人员将剪力墙120安装于对应的两个柱体110之间时,实验人员需要将柱体110与剪力墙120通过连接圈140焊接,使得柱体110与剪力墙120能够固定连接在一起,且当发生中级或高级地震时,剪力墙120与柱体110之间势必存在剪切力,当该剪切力大于连接圈140的承受范围时,连接圈140发生变形或损坏,当地震过后,实验人员便可将损坏或变形的连接圈140拆卸下来,因此时的墙角元件200具有自复位功能,使得此时的墙角元件200推动剪力墙120复位,且当剪力墙120复位至初始位置时,实验人员便可将相同规格的连接圈140替换上去,使得柱体110与剪力墙120重新连接,从而方便实验人员操作。
如图6所示,柱体110靠近剪力墙120的一侧活动卡设有钢珠111,在柱体110上设有用于限制钢珠111移动的限位板112,柱体110上开设有用于活动卡设钢珠111的活动槽113,该钢珠111的设置,保证了剪力墙120与柱体110之间的维持在恒定距离,因此,当柱体110与剪力墙120之间剪切力时,该钢珠111可在一定程度上降低连接圈140被挤压而变形的情况,从而进一步确保柱体110与剪力墙120之间连接的稳定性。
如图1—图3所示,预应力筋130上套设有筋套131,而预应力筋130在安装过程中,套设筋套131靠近顶部的位置往往裸露在空气中,而本发明将裸露在空气部位的预应力筋130套上筋套131,从而减缓预应力筋130的顶部发生氧化的情况。
如图3—图4所示,墙角元件包括下约束板以及上约束板,上约束板220设于下约束板210的上方,上约束板220与下约束板210之间设置具有弹性功能的复位组件230,芯棒240设于下约束板210上,且芯棒240穿过复位组件230以及上约束板220,在安装时,实验人员需要将两个墙角元件200分别安装在墙底部的两端,并将所有的上约束板220与剪力墙120连接在一起,将下约束板210与基座100连接在一起。
复位组件230可以是弹簧或者碟簧,在本发明中,优选碟簧,该碟簧的一端固连上约束板220,碟簧的另一端固连下约束板210,且上约束板220可拆卸连接于剪力墙,下约束板210可拆卸连接于基座当发生地震,且墙体发生微小倾斜或变形时,碟簧受力压缩,并产生弹力,且当地震过后,碟簧快速自动复位,因下约束板210通过基座100连接地面,使得碟簧推动上约束板220向上运动,从而使得墙角元件200推送剪力墙120做复位运动,直至墙体恢复至初始状态。
上约束板220上开设有用于穿设芯棒240的穿孔221,穿孔221可以是圆形或者椭圆形,并与基座100接触的剪力墙120内开设有用于穿设芯棒240的插孔(图中未标注),在组装墙角元件200时,实验人员需要将芯棒240穿设过碟簧以及穿孔221,并将芯棒240固连下约束板210,通过该芯棒240的设置,有效避免碟簧在工作过程中,发生变形的情况,在将墙角元件200安装在剪力墙120上时,需将芯棒240远离下约束板210的一端插进对应的插孔内,在墙角元件200支撑剪力墙120的过程中,芯棒240始终插进插孔内,即,芯棒240始终支撑墙体,使得剪力墙120不易发生倾斜,从而有效提高墙角元件200对剪力墙120的支撑力。
上约束板220以及下约束板210均由钢材制作,钢材是钢锭、钢坯或钢材通过压力加工制成的一定形状、尺寸和性能的材料。其具有良好的抗拉强度以及具有良好冲击韧性、冷脆性,使得上约束板220以及下约束板210能够承受更大的冲击力或挤压力,且不易损坏。
上约束板220上开设有多个上安装孔222,下约束板210上开设有多个下安装孔211,当实验人员将墙角元件200安装在剪力墙120底部时,上约束板220通过上安装孔222螺纹连接于剪力墙120,下约束板210通过下安装孔211螺纹连接于基座100,因此,当碟簧损坏或者墙角元件200的其他部件损坏时,实验人员便能通过上安装孔222以及下安装孔211将墙角元件200拆卸下来,并及时更换对应的零部件,如此,便能重新使用该墙角元件200。
楼梁330为现浇混凝土梁或钢梁,楼柱320为现浇混凝土柱或钢柱,楼板310为现浇混凝土框架以及钢框架的组合楼板310,使得该自复位剪力墙混合结构具备现浇以及预制并存的组合方式,从而加快该自复位剪力墙混合结构的建造效率。
实施例二
如图5所示,本实施例与实施例一的区别点在于,上约束板220与剪力墙120的连接结构以及下约束板210与基座100的连接结构均不相同。
具体的,上约束板220远离复位组件230的一侧设有多个上定位柱223,下约束板210远离复位组件230的一侧设有多个下定位柱212,墙体上开设有用于定位安装上定位柱223的上定位孔(图中未标注),基座100上开设有用于定位安装下定位柱212的下定位孔(图中未标注),当实验人员将墙角元件200安装在剪力墙120底部时,需将上定位柱223插进对应的上定位孔内,下定位柱212插进对应的下定位孔内,实现墙角元件200定位安装于剪力墙120与基座100之间,因碟簧具有一定的弹性,使得上约束板220始终定位紧贴剪力墙120底部,下约束板210始终定位紧贴基座100,即,在地震过程中,墙角元件200不易发生错位。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (9)

1.一种自复位剪力墙混合结构,其特征在于,包括:
基座,所述基座上设有楼架以及多个柱体,每个所述柱体均可拆卸连接于楼架内,每个所述柱体均相互平行;相邻两个所述柱体之间设有多个剪力墙,相互接触的两个剪力墙之间以及各个柱体上均穿设有预应力筋;与所述基座接触式连接的剪力墙的底部两端均设置具有自复位功能的墙角元件。
2.根据权利要求1所述的一种自复位剪力墙混合结构,其特征在于,每个所述柱体与对应的剪力墙之间通过连接圈连接,所述连接圈整体呈O字形。
3.根据权利要求2所述的一种自复位剪力墙混合结构,其特征在于,所述柱体靠近剪力墙的一侧活动卡设有钢珠,所述柱体上设有用于限制钢珠移动的限位板,所述柱体上开设有用于活动卡设钢珠的活动槽。
4.根据权利要求1所述的一种自复位剪力墙混合结构,其特征在于,所述预应力筋上套设有筋套。
5.根据权利要求1所述的一种自复位剪力墙混合结构,其特征在于,所述墙角元件包括下约束板以及上约束板,所述上约束板设于下约束板的上方;所述上约束板与下约束板之间设置具有弹性功能的复位组件;所述下约束板上设有芯棒,且芯棒穿过复位组件以及上约束板。
6.根据权利要求1所述的一种自复位剪力墙混合结构,其特征在于,所述剪力墙为后张拉无粘结预制剪力墙。
7.根据权利要求1所述的一种自复位剪力墙混合结构,其特征在于,所述楼架包括多个相互平行设置的楼板以及用于支撑楼板的楼柱,所述楼柱上设有多个用于支撑对应楼板的楼梁。
8.根据权利要求7所述的一种自复位剪力墙混合结构,其特征在于,每个所述楼梁均通过铰板与对应的柱体铰接。
9.根据权利要求8所述的一种自复位剪力墙混合结构,其特征在于,所述楼梁为现浇混凝土梁或钢梁,所述楼柱为现浇混凝土柱或钢柱,所述楼板为现浇混凝土框架以及钢框架的组合楼板。
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