CN110080431B - 一种自复位框筒结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种自复位框筒结构,所述自复位框筒结构具有:设置于基础之上的两框架剪力墙结构;所述框架剪力墙结构包括有位于四角位置的混凝土柱,以及设置于三个侧面的三个剪力墙;所述剪力墙设置于两混凝土柱之间;其一框架剪力墙结构未设置剪力墙的一侧与另一框架剪力墙结构未设置剪力墙的一侧相对设置;连接两框架剪力墙结构的连梁保险丝,其两端分别连接于两框架剪力墙结构的混凝土柱上。该自复位框筒结构通过设置连梁保险丝连接两框架剪力墙结构,避免了在剪力墙上开洞,且能在震后快速修复。

Description

一种自复位框筒结构
技术领域
本发明涉及抗震结构技术领域,尤其涉及一种自复位框筒结构。
背景技术
抗震设计是对处于地震区的工程结构进行的一种专项设计,以满足地震作用下工程结构安全与经济的综合要求。随着抗震技术的进步和社会经济发展水平的提升,抗震设计应逐步从抗倒塌设计向可恢复功能设计转变。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。
为满足功能和使用上的需求,对剪力墙开设洞口的工程实例越来越多。然而,剪力墙作为结构主要的抗侧力构件,开设洞口不仅会降低剪力墙自身刚度,而且会对整个结构体系的抗震性能产生影响。
此外,传统的框筒结构地震时剪力墙的底部两侧容易发生破坏,耗能能力欠佳,修复不便。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于,针对现有技术的上述不足,提出一种自复位框筒结构,避免在剪力墙上开洞,且能在震后快速修复。
所述自复位框筒结构具有:
设置于基础之上的两框架剪力墙结构;所述框架剪力墙结构包括有位于四角位置的混凝土柱,以及设置于三个侧面的三个剪力墙;所述剪力墙设置于两混凝土柱之间;其一框架剪力墙结构未设置剪力墙的一侧与另一框架剪力墙结构未设置剪力墙的一侧相对设置;
连接两框架剪力墙结构的连梁保险丝,其两端分别连接于两框架剪力墙结构的混凝土柱上。
进一步地,所述混凝土柱与剪力墙之间具有间隙,并通过O形连接件连接在一起。
进一步地,所述混凝土柱与剪力墙上形成有用于容纳O形连接件的容纳槽。
进一步地,所述O形连接件两侧通过螺栓分别与混凝土柱、剪力墙连接在一起。
进一步地,所述O形连接件内侧靠近底部的位置还设置有可在所述间隙中滑动的螺栓。
进一步地,所述自复位框筒结构还包括有可更换的墙角元件;所述剪力墙底部两侧设置有用于容纳所述墙角元件的缺口;所述墙角元件与剪力墙、基础之间通过螺栓连接。
进一步地,所述墙角元件包括下约束板、上约束板、设置于上约束板与下约束板之间的碟簧、以及穿过下约束板、上约束板、碟簧的芯棒。
进一步地,所述剪力墙为后张拉无粘结预制剪力墙。
进一步地,所述混凝土柱为异形钢管混凝土柱。
进一步地,所述框架剪力墙结构未设置剪力墙的一侧的两混凝土柱之间设置有若干钢管混凝土梁;所述钢管混凝土梁与混凝土柱之间通过角钢连接。
本发明提出了一种自复位框筒结构,该自复位框筒结构包括:设置于基础之上的两框架剪力墙结构、连接两框架剪力墙结构的连梁保险丝;所述框架剪力墙结构包括有位于四角位置的混凝土柱,以及设置于三个侧面的三个剪力墙;该自复位框筒结构通过设置连梁保险丝连接两框架剪力墙结构,避免了在剪力墙上开洞,且能在震后快速修复。
此外,与传统的框筒结构体系相比,该自复位框筒结构还具有震后残余变形小、损伤轻、易于建造和维护及全寿命成本效益高的优点。
附图说明
图1是本发明的一种自复位框筒结构的结构示意图。
图2是本发明的框架剪力墙结构的结构示意图。
图3是图1在A处的放大图。
图4是图1在B处的放大图。
图5是本发明的墙角元件的结构示意图。
图6是图1在C处的放大图。
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。在下面的描述中,提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本发明的实施例。因此,本领域技术人员应该清楚,可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本发明的范围和精神。另外,为了清楚和简洁,省略了对已知功能和构造的描述。
参考图1和图2,所述自复位框筒结构具有:设置于基础1之上的两框架剪力墙结构2;所述框架剪力墙结构2包括有位于四角位置的混凝土柱21,以及设置于三个侧面的三个剪力墙22;所述剪力墙22设置于两混凝土柱21之间;其一框架剪力墙结构2未设置剪力墙22的一侧与另一框架剪力墙结构2未设置剪力墙22的一侧相对设置;连接两框架剪力墙结构2的连梁保险丝3,其两端分别连接于两框架剪力墙结构2的混凝土柱21上。
通过连梁保险丝3连接两框架剪力墙结构2,可避免在剪力墙22上开洞;剪力墙作为结构主要的抗侧力构件,开设洞口不仅会降低剪力墙自身刚度,而且会对整个结构体系的抗震性能产生影响。此外,连梁保险丝3可起到耗能的作用。
参考图3,所述混凝土柱21与剪力墙22之间具有间隙23,并通过O形连接件24连接在一起。
具体地,O形连接件24为可更换的O型耗能元件,在地震发生时,可通过剪切变形耗能,也可在震后修复更换。
进一步地,所述混凝土柱21与剪力墙22上形成有用于容纳O形连接件24的容纳槽25。容纳槽25形成于混凝土柱21与剪力墙22的表面,一部分位于混凝土柱21上,一部分位于剪力墙22上,两部分共同构成一个完整的容纳槽25。
需要说明的是,O形连接件24设置在容纳槽25中,结构上更加紧凑。
进一步地,所述O形连接件24两侧通过螺栓分别与混凝土柱21、剪力墙22连接在一起。
混凝土柱21与剪力墙22之间设置有间隙23,使混凝土柱21与剪力墙22保持分离。
进一步地,所述O形连接件24内侧靠近底部的位置还设置有可在所述间隙23中滑动的螺栓26。螺栓26可使得混凝土柱21与剪力墙22保持恒定的距离,以防止O形连接件24被压瘪。
参考图4,所述自复位框筒结构还包括有可更换的墙角元件4;所述剪力墙22底部两侧设置有用于容纳所述墙角元件4的缺口22a;所述墙角元件4与剪力墙22、基础1之间通过螺栓连接。在地震发生时,墙肢底部两侧容易发生破坏;可更换的墙角元件4能减轻甚至避免剪力墙22底部两侧的破坏,并且在震后方便修复更换。
墙角元件4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。
此外,墙角元件4与剪力墙22、基础1之间通过螺栓连接,为可拆卸连接,在损坏时便于更换。
参考图5,所述墙角元件4包括下约束板41、上约束板42、设置于上约束板42与下约束板41之间的碟簧43、以及穿过下约束板41、上约束板42、碟簧43的芯棒44。碟形弹簧的形状为圆锥碟状,与传统弹簧不同,功能上有其特殊的作用,主要特点是,负荷大,行程短,所需空间小,组合使用方便,维修换装容易,经济安全性高。墙体发生微小倾斜或变形时,碟簧43受力压缩,并产生弹力,且当地震过后,碟簧43可以快速地自动复位。
进一步地,所述剪力墙22为后张拉无粘结预制剪力墙。后张拉无粘结预制剪力墙可以经历大位移而残余变形小,并具有可恢复功能性,从而为剪力墙提供自复位条件。
进一步地,所述混凝土柱21为异形钢管混凝土柱。
参考图2和图6,所述框架剪力墙结构2未设置剪力墙22的一侧的两混凝土柱21之间设置有若干钢管混凝土梁27;所述钢管混凝土梁27与混凝土柱21之间通过角钢28连接。通过角钢28变形耗能,可减少对剪力墙22摇摆的影响。
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 (7)

1.一种自复位框筒结构,其特征在于,所述自复位框筒结构具有:
设置于基础之上的两框架剪力墙结构;所述框架剪力墙结构包括有位于四角位置的混凝土柱,以及设置于三个侧面的三个剪力墙;所述剪力墙设置于两混凝土柱之间;其一框架剪力墙结构未设置剪力墙的一侧与另一框架剪力墙结构未设置剪力墙的一侧相对设置;
连接两框架剪力墙结构的连梁保险丝,其两端分别连接于两框架剪力墙结构的混凝土柱上;
所述混凝土柱与剪力墙之间具有间隙,并通过O形连接件连接在一起;所述O形连接件两侧通过螺栓分别与混凝土柱、剪力墙连接在一起;所述O形连接件内侧靠近底部的位置还设置有可在所述间隙中滑动的螺栓。
2.根据权利要求1所述的自复位框筒结构,其特征在于,所述混凝土柱与剪力墙上形成有用于容纳O形连接件的容纳槽。
3.根据权利要求1所述的自复位框筒结构,其特征在于,所述自复位框筒结构还包括有可更换的墙角元件;所述剪力墙底部两侧设置有用于容纳所述墙角元件的缺口;所述墙角元件与剪力墙、基础之间通过螺栓连接。
4.根据权利要求3所述的自复位框筒结构,其特征在于,所述墙角元件包括下约束板、上约束板、设置于上约束板与下约束板之间的碟簧、以及穿过下约束板、上约束板、碟簧的芯棒。
5.根据权利要求3所述的自复位框筒结构,其特征在于,所述剪力墙为后张拉无粘结预制剪力墙。
6.根据权利要求1所述的自复位框筒结构,其特征在于,所述混凝土柱为异形钢管混凝土柱。
7.根据权利要求6所述的自复位框筒结构,其特征在于,所述框架剪力墙结构未设置剪力墙的一侧的两混凝土柱之间设置有若干钢管混凝土梁;所述钢管混凝土梁与混凝土柱之间通过角钢连接。
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