CN110195480A - 具有耗能及自恢复能力的装配式剪力墙竖向连接结构 - Google Patents

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田水
李戊申
谷倩
柯杨
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E04H9/02—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
    • E04H9/021—Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings

Abstract

本发明公开了一种具有耗能及自恢复能力的装配式剪力墙竖向连接结构，包括预制剪力墙、预制杆件以及端板，其中，预制剪力墙设置有多块且其上开设有多个预留孔道，上下相邻两预制剪力墙的预留孔道对齐设置，预制杆件包括外层钢管以及位于外层钢管内部且互相连接的撑杆和粘滞阻尼器，撑杆和粘滞阻尼器与外层钢管之间缝隙填充有橡胶材料，相邻两预制剪力墙对齐的预留孔道上穿设有预制杆件且预制杆件的两端通过端板将其端部封闭，端板通过紧固件固定于预制剪力墙的外侧壁上。本发明提出的具有耗能及自恢复能力的装配式剪力墙竖向连接结构，可提高剪力墙的延性和抗震性，同时构造和施工简单。

Description

具有耗能及自恢复能力的装配式剪力墙竖向连接结构
技术领域
本发明涉及预制剪力墙结构技术领域，尤其涉及一种具有耗能及自恢复能力的装配式剪力墙竖向连接结构。
背景技术
装配式混凝土建筑具有施工速度快、节能、环保、节省劳动力等优点，成为未来建筑发展的重要方向之一，装配式剪力墙结构是装配式混凝土结构的重要结构形式之一。预制装配式剪力墙结构是一种面向高层、小高层民居住宅的结构形式，其大部分构件于工厂预制，在施工现场进行组装。较现浇剪力墙结构建造方式更能节约能源和材料，缩短工期，具有广泛的发展空间。
传统预制装配式剪力墙的水平接缝主要采用竖向钢筋套筒灌浆或浆锚搭接连接，竖向钢筋连接构造比较复杂、施工工艺要求高、装配质量控制难度大、工期较长、成本高，无法充分发挥装配式剪力墙结构的优势，建筑高度受到很大限制。
剪力墙较大的刚度和自重会导致较大的地震作用，地震作用使其处于弯、剪、扭同时作用的复杂受力状态，从而易发生延性差的脆性破坏。传统的提高延性的方法（如限制剪力墙受压区高度、设置端柱、改变剪力墙的配筋形式）可在一定程度上保证剪力墙的耗能能力，但构造复杂、施工困难。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种具有耗能及自恢复能力的装配式剪力墙竖向连接结构，旨在提高剪力墙的延性和抗震性，同时构造和施工简单。
为实现上述目的，本发明提供一种具有耗能及自恢复能力的装配式剪力墙竖向连接结构，包括预制剪力墙、预制杆件以及端板，其中，
所述预制剪力墙设置有多块且其上开设有多个预留孔道，上下相邻两预制剪力墙的预留孔道对齐设置，预制杆件包括外层钢管以及位于外层钢管内部且互相连接的撑杆和粘滞阻尼器，撑杆和粘滞阻尼器与外层钢管之间缝隙填充有橡胶材料，相邻两预制剪力墙对齐的预留孔道上穿设有预制杆件且预制杆件的两端通过端板将其端部封闭，端板通过紧固件固定于预制剪力墙的外侧壁上。
优选地，所述粘滞阻尼器的两端均与撑杆固定连接，外层钢管内部撑杆中部间隔设置有多个粘滞阻尼器。
优选地，所述预留孔道相对于预制剪力墙的长度方向倾斜设置。
优选地，所述预留孔道的直径比预制杆件的直径大3mm。
优选地，所述预制剪力墙上预留孔道分多层布置。
优选地，所述预制剪力墙的顶端预留孔道为第一预留孔道和第二预留孔道，预制剪力墙的底端预留孔道为第三预留孔道和第四预留孔道，第一预留孔道和第二预留孔道的轴线相对于竖直方向一左一右倾斜设置，第三预留孔道和第四预留孔道的轴线相对于竖直方向一左一右倾斜设置，第一预留孔道和第三预留孔道的轴线位于同一平面且倾斜方向相反，第二预留孔道和第四预留孔道的轴线位于同一平面且倾斜方向相反。
优选地，所述第一预留孔道和第二预留孔道轴线之间、以及第三预留孔道和第四预留孔道轴线之间夹角均为90°至120°。
优选地，所述第一预留孔道、第二预留孔道、第三预留孔道和第四预留孔道均包括多个轴线位于同一平面且轴线互相平行的预留孔道组，每组中各预留孔道的长度不相等。
优选地，所述第一预留孔道的轴线与第四预留孔道的轴线平行，第二预留孔道的轴线与第三预留孔道的轴线平行。
优选地，所述预制剪力墙上开设有螺栓孔，端板为C字形结构且卡于预制剪力墙的侧壁，螺栓穿过端板和螺栓孔后通过螺母紧固。
本发明提出的具有耗能及自恢复能力的装配式剪力墙竖向连接结构，具有以下有益效果：
1、各构件形状规则，结构简单，没有伸出的预留钢筋，便于批量生产和运输储存；
2、安装操作简便，对人员和环境要求不高，操作流程少，施工速度快，省时省力；
3、装配率高，现场湿作业少；
4、由于预制杆件中含有撑杆、粘滞阻尼器和橡胶材料，故有良好的耗能能力和一定的自恢复能力，使结构具有良好的延性和抗震性。
附图说明
图1为本发明具有耗能及自恢复能力的装配式剪力墙竖向连接结构中预制剪力墙的立体结构示意图；
图2a为本发明具有耗能及自恢复能力的装配式剪力墙竖向连接结构中预制剪力墙的主视结构示意图；
图2b为本发明具有耗能及自恢复能力的装配式剪力墙竖向连接结构中预制剪力墙的左视结构示意图；
图2c为本发明具有耗能及自恢复能力的装配式剪力墙竖向连接结构中预制剪力墙的右视结构示意图；
图2d为本发明具有耗能及自恢复能力的装配式剪力墙竖向连接结构中预制剪力墙的仰视结构示意图；
图3为本发明具有耗能及自恢复能力的装配式剪力墙竖向连接结构中端板的结构示意图；
图4为本发明具有耗能及自恢复能力的装配式剪力墙竖向连接结构中螺栓的结构示意图；
图5为本发明具有耗能及自恢复能力的装配式剪力墙竖向连接结构中预制杆件的外部结构示意图；
图6为本发明具有耗能及自恢复能力的装配式剪力墙竖向连接结构中预制杆件的内部结构示意图；
图7为本发明具有耗能及自恢复能力的装配式剪力墙竖向连接结构的结构示意图。
图中，1-预制剪力墙；2-预留孔道；3-预制杆件；4-螺栓孔；5-端板；6-第一预留孔道；7-第二预留孔道；8-第三预留孔道；9-外层钢管；10-撑杆；11-粘滞阻尼器；12-橡胶材料；13-螺栓；14-第四预留孔道。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
参照图1至图7，本优选实施例中，一种具有耗能及自恢复能力的装配式剪力墙竖向连接结构，包括预制剪力墙1、预制杆件3以及端板5，其中，
预制剪力墙1设置有多块且其上开设有多个预留孔道2，上下相邻两预制剪力墙1的预留孔道2对齐设置，预制杆件3包括外层钢管9以及位于外层钢管9内部且互相连接的撑杆10和粘滞阻尼器11（可提供一定的自恢复能力），撑杆10和粘滞阻尼器11与外层钢管9之间缝隙填充有橡胶材料12，相邻两预制剪力墙1对齐的预留孔道2上穿设有预制杆件3且预制杆件3的两端通过端板5将其端部封闭，端板5通过紧固件固定于预制剪力墙1的外侧壁上。
撑杆10的端部通过专用锚固与预制杆件3的端部固定。预留孔道2的直径比预制杆件3的直径大3mm，使预制杆件3恰好能插入剪力墙孔道中。预制剪力墙1上的预留孔道2分多层布置。预制剪力墙1上开设有螺栓孔4（螺栓孔4贯穿其厚度方向），端板5为C字形结构且卡于预制剪力墙1的侧壁，螺栓13（采用高强螺栓）穿过端板5和螺栓孔4后通过螺母紧固。
钢管内部缝隙充满橡胶材料12，填充的橡胶材料12既可以增强杆件的耗能能力，又可以对撑杆10和粘滞阻尼器11起侧向支撑的作用。端板5和螺栓13安装在预制剪力墙1侧面以固定预制杆件3。单个预制剪力墙1为长方体结构。粘滞阻尼器11的两端均与撑杆10固定连接，外层钢管9的内部撑杆10中部间隔设置有多个粘滞阻尼器11。
进一步地，预留孔道2相对于预制剪力墙1的长度方向（即竖直方向）倾斜设置，以提高本装配式剪力墙的延性。
具体地，预制剪力墙1的顶端预留孔道2为第一预留孔道6和第二预留孔道7，预制剪力墙1的底端预留孔道2为第三预留孔道8和第四预留孔道14，第一预留孔道6和第二预留孔道7的轴线相对于竖直方向一左一右倾斜设置，第三预留孔道8和第四预留孔道14的轴线相对于竖直方向一左一右倾斜设置，第一预留孔道6和第三预留孔道8的轴线位于同一平面且倾斜方向相反，第二预留孔道7和第四预留孔道14的轴线位于同一平面且倾斜方向相反。第一预留孔道6和第二预留孔道7轴线之间、以及第三预留孔道8和第四预留孔道14轴线之间夹角均为90°至120°。第一预留孔道6的轴线与第四预留孔道14的轴线平行，第二预留孔道7的轴线与第三预留孔道8的轴线平行。
第一预留孔道6、第二预留孔道7、第三预留孔道8和第四预留孔道14均包括多个轴线位于同一平面且轴线互相平行的预留孔道组，每组中各预留孔道2的长度不相等。本实施例图中，以预留孔道组设置有三个长短不一的预留孔道2为例说明，当然在其它变形实施例中也可采用四个或四个以上，剪力墙预留的孔道可根据实际情况增加或减少，本发明对此不作限定。
本实施例中，预制剪力墙1的上、下表面均预留两排三列六个孔道，孔道将墙宽四等分，左右两侧面各有一排（六个）孔道均匀分布，孔道将墙高七等分，且一侧偏左、一侧偏右，所以每片剪力墙共预留12个孔道，分别处于两个平面中。
本具有耗能及自恢复能力的装配式剪力墙竖向连接结构的安装方法如下。
1、首先将上下两片预制剪力墙1对齐，对齐时应注意上下两片预制剪力墙1的预留孔道2亦应该对齐。
2、将预制杆件3首先从上片预制剪力墙1的侧面孔道插入，经底面孔洞进入下片预制剪力墙1，后经下片预制剪力墙1的侧面孔道穿出。
3、同样类似的步骤可完成其余五根预制杆件3的连接，即每两片预制剪力墙1之间通过六根预制杆件3连接，且六根预制杆件3相互平行，分别处于两个平面中。
4、预制杆件3连接完成后，再在预制剪力墙1侧面洞口处安装端板5及螺栓13，每两片剪力墙间通过12块端板5及强螺栓13相连。
5、以上即完成了两片预制剪力墙1的连接，重复同样的步骤即可完成多片预制剪力墙1的竖向连接。
当受到向左的水平力时，与力的方向倾角为锐角的预制杆件3受压，倾角为钝角的预制杆件3受拉。当受到向右的水平力时，倾角为锐角的预制杆件3受拉，倾角为钝角的预制杆件3受压。
本发明提出的具有耗能及自恢复能力的装配式剪力墙竖向连接结构，具有以下有益效果：
1、各构件形状规则，结构简单，没有伸出的预留钢筋，便于批量生产和运输储存；
2、安装操作简便，对人员和环境要求不高，操作流程少，施工速度快，省时省力；
3、装配率高，现场湿作业少；
4、由于预制杆件3中含有撑杆10、粘滞阻尼器11和橡胶材料12，故有良好的耗能能力和一定的自恢复能力，使结构具有良好的延性和抗震性。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种具有耗能及自恢复能力的装配式剪力墙竖向连接结构，其特征在于，包括预制剪力墙、预制杆件以及端板，其中，
所述预制剪力墙设置有多块且其上开设有多个预留孔道，上下相邻两预制剪力墙的预留孔道对齐设置，预制杆件包括外层钢管以及位于外层钢管内部且互相连接的撑杆和粘滞阻尼器，撑杆和粘滞阻尼器与外层钢管之间缝隙填充有橡胶材料，相邻两预制剪力墙对齐的预留孔道上穿设有预制杆件且预制杆件的两端通过端板将其端部封闭，端板通过紧固件固定于预制剪力墙的外侧壁上。
2.如权利要求1所述的具有耗能及自恢复能力的装配式剪力墙竖向连接结构，其特征在于，所述粘滞阻尼器的两端均与撑杆固定连接，外层钢管内部撑杆中部间隔设置有多个粘滞阻尼器。
3.如权利要求1所述的具有耗能及自恢复能力的装配式剪力墙竖向连接结构，其特征在于，所述预留孔道相对于预制剪力墙的长度方向倾斜设置。
4.如权利要求1所述的具有耗能及自恢复能力的装配式剪力墙竖向连接结构，其特征在于，所述预留孔道的直径比预制杆件的直径大3mm。
5.如权利要求1所述的具有耗能及自恢复能力的装配式剪力墙竖向连接结构，其特征在于，所述预制剪力墙上预留孔道分多层布置。
6.如权利要求5所述的具有耗能及自恢复能力的装配式剪力墙竖向连接结构，其特征在于，所述预制剪力墙的顶端预留孔道为第一预留孔道和第二预留孔道，预制剪力墙的底端预留孔道为第三预留孔道和第四预留孔道，第一预留孔道和第二预留孔道的轴线相对于竖直方向一左一右倾斜设置，第三预留孔道和第四预留孔道的轴线相对于竖直方向一左一右倾斜设置，第一预留孔道和第三预留孔道的轴线位于同一平面且倾斜方向相反，第二预留孔道和第四预留孔道的轴线位于同一平面且倾斜方向相反。
7.如权利要求6所述的具有耗能及自恢复能力的装配式剪力墙竖向连接结构，其特征在于，所述第一预留孔道和第二预留孔道轴线之间、以及第三预留孔道和第四预留孔道轴线之间夹角均为90°至120°。
8.如权利要求7所述的具有耗能及自恢复能力的装配式剪力墙竖向连接结构，其特征在于，所述第一预留孔道、第二预留孔道、第三预留孔道和第四预留孔道均包括多个轴线位于同一平面且轴线互相平行的预留孔道组，每组中各预留孔道的长度不相等。
9.如权利要求6所述的具有耗能及自恢复能力的装配式剪力墙竖向连接结构，其特征在于，所述第一预留孔道的轴线与第四预留孔道的轴线平行，第二预留孔道的轴线与第三预留孔道的轴线平行。
10.如权利要求1至9中任意一项所述的具有耗能及自恢复能力的装配式剪力墙竖向连接结构，其特征在于，所述预制剪力墙上开设有螺栓孔，端板为C字形结构且卡于预制剪力墙的侧壁，螺栓穿过端板和螺栓孔后通过螺母紧固。
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