CN111236488A - 一种震损可恢复的摇摆柱—混合联肢墙结构及装配方法 - Google Patents

一种震损可恢复的摇摆柱—混合联肢墙结构及装配方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种震损可恢复的摇摆柱—混合联肢墙结构及装配方法，本发明使钢筋混凝土墙只产生弯矩及剪力，避免了由于耦连作用在墙肢底部产生的轴力，有效降低了对剪力墙底部加强区的耗能要求，墙肢的损伤更容易得到控制，原墙肢轴力转移给两侧摇摆柱承担，只要在摇摆柱受压状态下保证其稳定性能，能够有效避免钢筋混凝土墙肢受拉下脆性剪切破坏，传力简单可靠。本发明作为抗震设防第一道防线，钢连梁的延性好，耗能能力强，采用易于替换的节点连接方式，易于拆卸，操作简单，所有固定件均采用可拆卸的结构，更换耗能连梁后，将所有固定件重新进行拼接连接，使施工及震后加固非常便利。

Description

一种震损可恢复的摇摆柱—混合联肢墙结构及装配方法
技术领域
本发明属于结构工程和结构抗震领域，具体涉及一种震损可恢复的摇摆柱—混合联肢墙结构及装配方法。
背景技术
混合联肢墙体系中，钢连梁有足够的延性和塑性变形能力，能够提供更加饱满的滞回曲线，在预期地震作用下混合连肢墙为延性破坏形态，解决了小跨高比连梁延性不足的问题。但是，由于地震作用的不确定性和复杂性，结构有可能遭受比设防烈度更大的地震作用，当地震作用超过预期时，连梁作为联肢墙结构的第一道防线，损伤不可避免，并且由于耦连作用的影响，墙肢底部往往承担了较大的轴力，墙肢底部会严重受损，这种传统的混合联肢墙结构震后难以修复。
发明内容
本发明的目的在于克服了传统混合联肢墙结构延性不足，剪力墙底部加强区震后损伤难以控制，震后难以修复的问题，提供一种震损可恢复的摇摆柱—混合联肢墙结构及装配方法。
为了达到上述目的，一种震损可恢复的摇摆柱—混合联肢墙结构，包括具有型钢边缘构件的钢筋混凝土剪力墙，型钢边缘构件设置在钢筋混凝土剪力墙的两个端面上，钢筋混凝土剪力墙的两侧均设置有摇摆柱，型钢边缘构件与摇摆柱间通过钢连梁连接；
型钢边缘构件上固定有牛腿，钢连梁与牛腿间通过能够拆卸的连接板连接，钢连梁通过拼接板固定在摇摆柱上；
摇摆柱底部设置有底板，底板上设置有耳板，耳板铰接在固定座上，固定座固定在地面上。
钢连梁的腹板与牛腿的腹板间通过能够拆卸的腹板连接板连接。
腹板连接板通过螺栓固定在钢连梁的腹板与牛腿的腹板上。
钢连梁的上下翼缘与牛腿的上下翼缘间分别通过能够拆卸的上翼缘连接板和下翼缘连接板连接。
上翼缘连接板通过螺栓固定在钢连梁的上翼缘与牛腿的上翼缘上，下翼缘连接板通过螺栓固定在钢连梁的下翼缘与牛腿的下翼缘上。
固定座上设置有固定座耳板，固定座耳板上开设有通孔，耳板与固定座耳板通过销轴铰接，销轴插入固定座耳板上的通孔内。
一种震损可恢复的摇摆柱—混合联肢墙结构的装配方法，包括以下步骤：
步骤一，在钢筋混凝土剪力墙的两侧预设位置的地面上固定固定座，在固定座上铰接摇摆柱；
步骤二，在摇摆柱端面上的预设位置固定钢连梁，在钢筋混凝土剪力墙的型钢边缘构件上固定牛腿；
步骤三，通过能够拆卸的连接板将钢连梁与牛腿连接。
钢连梁的腹板与牛腿的腹板间通过能够拆卸的腹板连接板连接，腹板连接板通过螺栓固定在钢连梁的腹板与牛腿的腹板上；
钢连梁的上下翼缘与牛腿的上下翼缘间分别通过能够拆卸的上翼缘连接板和下翼缘连接板连接，上翼缘连接板通过螺栓固定在钢连梁的上翼缘与牛腿的上翼缘上，下翼缘连接板通过螺栓固定在钢连梁的下翼缘与牛腿的下翼缘上；
钢连梁通过螺栓固定在摇摆柱上。
更换时，将所有螺栓拆下，使腹板连接板、上翼缘连接板和下翼缘连接板从摇摆柱和牛腿上分离，再拆下钢连梁；
更换新的钢连梁、腹板连接板、上翼缘连接板和下翼缘连接板，通过螺栓将钢连梁固定在摇摆柱和牛腿上。
与现有技术相比，本发明使钢筋混凝土墙只产生弯矩及剪力，避免了由于耦连作用在墙肢底部产生的轴力，有效降低了对剪力墙底部加强区的耗能要求，墙肢的损伤更容易得到控制，原墙肢轴力转移给两侧摇摆柱承担，摇摆柱抗拉承载力高，避免钢筋混凝土墙肢受拉下脆性剪切破坏，传力简单可靠。本发明作为抗震设防第一道防线，钢连梁的延性好，耗能能力强，采用易于替换的节点连接方式，易于拆卸，操作简单，所有固定件均采用可拆卸的结构，更换耗能连梁后，将所有固定件重新进行拼接连接，使施工及震后加固非常便利。
本发明的装配方法通过在钢筋混凝土剪力墙的两侧设立摇摆柱，在摇摆柱端面上固定钢连梁，在型钢边缘构件上固定牛腿，通过能够拆卸的连接板将钢连梁与牛腿连接，将原墙肢轴力转移给两侧摇摆柱承担，使墙肢的损伤更容易得到控制，只要在摇摆柱受压状态下保证其稳定性能，能够有效避免钢筋混凝土墙肢受拉下脆性剪切破坏，传力简单可靠。
附图说明
图1为混合联肢墙结构的受力简图；
图2为本发明的受力简图；
图3为本发明组装连接后三维示意图；
图4为本发明的立面图；
图5为本发明中牛腿和钢连梁的配合示意图；
图6为本发明中摇摆柱柱脚连接示意图；
其中，1、钢筋混凝土剪力墙；2、型钢边缘构件；3、钢连梁；4、牛腿；5、腹板连接板；6、上翼缘连接板；7、下翼缘连接板；8、摇摆柱；9、拼接板；10、螺栓；11、底板；12、耳板；13、固定座耳板；14、销轴；15、水平钢筋；16、纵向钢筋；17、固定座。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
参见图3和图4，一种震损可恢复的摇摆柱—混合联肢墙结构，包括具有型钢边缘构件2的钢筋混凝土剪力墙1，型钢边缘构件2设置在钢筋混凝土剪力墙1的两个端面上，钢筋混凝土剪力墙1的两侧均设置有摇摆柱8，型钢边缘构件2与摇摆柱8间通过钢连梁3连接。
型钢边缘构件2上固定有牛腿4，钢连梁3与牛腿4间通过能够拆卸的连接板连接，钢连梁3通过拼接板9固定在摇摆柱8上，拼接板9与摇摆柱8采用焊接连接。
参见图6，摇摆柱8底部设置有底板11，底板11上设置有耳板12，耳板12铰接在固定座17上，固定座17固定在地面上。固定座17上设置有固定座耳板13，固定座耳板13上开设有通孔，耳板12与固定座耳板13通过销轴14铰接，销轴14插入固定座耳板13上的通孔内。
参见图5，钢连梁3的腹板与牛腿4的腹板间通过能够拆卸的腹板连接板5连接。腹板连接板5通过螺栓10固定在钢连梁3的腹板与牛腿4的腹板上。钢连梁3的上下翼缘与牛腿4的上下翼缘间分别通过能够拆卸的上翼缘连接板6和下翼缘连接板7连接。上翼缘连接板6通过螺栓10固定在钢连梁3的上翼缘与牛腿4的上翼缘上，下翼缘连接板7通过螺栓10固定在钢连梁3的下翼缘与牛腿4的下翼缘上。
一种震损可恢复的摇摆柱—混合联肢墙结构的装配方法，包括以下步骤：
步骤一，在钢筋混凝土剪力墙1的两侧预设位置的地面上固定固定座17，在固定座17上铰接摇摆柱8；
步骤二，在摇摆柱8端面上的预设位置固定钢连梁3，在钢筋混凝土剪力墙1的型钢边缘构件2上固定牛腿4；
步骤三，钢连梁3的腹板与牛腿4的腹板间通过能够拆卸的腹板连接板5连接，腹板连接板5通过螺栓10固定在钢连梁3的腹板与牛腿4的腹板上；
步骤四，通过螺栓将钢连梁(3)与拼接板(9)连接。钢连梁3的上下翼缘与牛腿4的上下翼缘间分别通过能够拆卸的上翼缘连接板6和下翼缘连接板7连接，上翼缘连接板6通过螺栓10固定在钢连梁3的上翼缘与牛腿4的上翼缘上，下翼缘连接板7通过螺栓10固定在钢连梁3的下翼缘与牛腿4的下翼缘上。钢连梁3通过螺栓10固定在摇摆柱8上。
更换时，将所有螺栓10拆下，使腹板连接板5、上翼缘连接板6和下翼缘连接板7从拼接板9和牛腿4上分离，再拆下钢连梁3；
更换新的钢连梁3、腹板连接板5、上翼缘连接板6和下翼缘连接板7，将钢连梁3通过螺栓10固定在摇摆柱8上和牛腿4上。
参见图1和图2，钢连梁3、型钢边缘构件2、牛腿4、摇摆柱8、拼接板9、腹板连接板5和翼缘连接板6均可以在工厂提前加工完成，在现场进行拼装。钢筋混凝土剪力墙1中的水平钢筋15和纵向钢筋16均在现场进行绑扎，完毕后可进行钢筋混凝土剪力墙1的浇筑。考虑到震后其他构件可能存在残余变形，用于替换的钢连梁可以比原来的钢连梁略短1-2mm，若残余变形过大，也可以扩大更换用的翼缘拼接板和腹板拼接板的螺栓孔径，以方便震后的替换安装。进行替换时，只需现场拆除原先螺栓连接，然后用新的钢连梁和拼接板、高强螺栓进行替换，即可快速实现结构的震后修复。

Claims (9)

1.一种震损可恢复的摇摆柱—混合联肢墙结构，其特征在于，包括具有型钢边缘构件(2)的钢筋混凝土剪力墙(1)，型钢边缘构件(2)设置在钢筋混凝土剪力墙(1)的两个端面上，钢筋混凝土剪力墙(1)的两侧均设置有摇摆柱(8)，型钢边缘构件(2)与摇摆柱(8)间通过钢连梁(3)连接；
型钢边缘构件(2)上固定有牛腿(4)，钢连梁(3)与牛腿(4)间通过能够拆卸的连接板连接，钢连梁(3)通过拼接板(9)固定在摇摆柱(8)上；
摇摆柱(8)底部设置有底板(11)，底板(11)上设置有耳板(12)，耳板(12)铰接在固定座(17)上，固定座(17)固定在地面上。
2.根据权利要求1所述的一种震损可恢复的摇摆柱—混合联肢墙结构，其特征在于，钢连梁(3)的腹板与牛腿(4)的腹板间通过能够拆卸的腹板连接板(5)连接。
3.根据权利要求2所述的一种震损可恢复的摇摆柱—混合联肢墙结构，其特征在于，腹板连接板(5)通过螺栓(10)固定在钢连梁(3)的腹板与牛腿(4)的腹板上。
4.根据权利要求1所述的一种震损可恢复的摇摆柱—混合联肢墙结构，其特征在于，钢连梁(3)的上下翼缘与牛腿(4)的上下翼缘间分别通过能够拆卸的上翼缘连接板(6)和下翼缘连接板(7)连接。
5.根据权利要求4所述的一种震损可恢复的摇摆柱—混合联肢墙结构，其特征在于，上翼缘连接板(6)通过螺栓(10)固定在钢连梁(3)的上翼缘与牛腿(4)的上翼缘上，下翼缘连接板(7)通过螺栓(10)固定在钢连梁(3)的下翼缘与牛腿(4)的下翼缘上。
6.根据权利要求1所述的一种震损可恢复的摇摆柱—混合联肢墙结构，其特征在于，固定座(17)上设置有固定座耳板(13)，固定座耳板(13)上开设有通孔，耳板(12)与固定座耳板(13)通过销轴(14)铰接，销轴(14)插入固定座耳板(13)上的通孔内。
7.权利要求1所述的一种震损可恢复的摇摆柱—混合联肢墙结构的装配方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，在钢筋混凝土剪力墙(1)的两侧预设位置的地面上固定固定座(17)，在固定座(17)上铰接摇摆柱(8)；
步骤二，在摇摆柱(8)端面上的预设位置固定钢连梁(3)，在钢筋混凝土剪力墙(1)的型钢边缘构件(2)上固定牛腿(4)；
步骤三，通过能够拆卸的连接板将钢连梁(3)与牛腿(4)连接。
8.根据权利要求7所述的一种震损可恢复的摇摆柱—混合联肢墙结构的装配方法，其特征在于，钢连梁(3)的腹板与牛腿(4)的腹板间通过能够拆卸的腹板连接板(5)连接，腹板连接板(5)通过螺栓(10)固定在钢连梁(3)的腹板与牛腿(4)的腹板上；
钢连梁(3)的上下翼缘与牛腿(4)的上下翼缘间分别通过能够拆卸的上翼缘连接板(6)和下翼缘连接板(7)连接，上翼缘连接板(6)通过螺栓(10)固定在钢连梁(3)的上翼缘与牛腿(4)的上翼缘上，下翼缘连接板(7)通过螺栓(10)固定在钢连梁(3)的下翼缘与牛腿(4)的下翼缘上；
钢连梁(3)通过螺栓(10)固定在摇摆柱(8)上。
9.根据权利要求8所述的一种震损可恢复的摇摆柱—混合联肢墙结构的装配方法，其特征在于，更换时，将所有螺栓(10)拆下，使腹板连接板(5)、上翼缘连接板(6)和下翼缘连接板(7)从拼接板(9)和牛腿(4)上分离，再拆下钢连梁(3)；
更换新的钢连梁(3)、腹板连接板(5)、上翼缘连接板(6)和下翼缘连接板(7)，通过螺栓(10)将钢连梁(3)固定在摇摆柱(8)上和牛腿(4)上。
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