CN112482603B - 自复位钢筋混凝土剪力墙 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种自复位钢筋混凝土剪力墙，涉及剪力墙技术领域。包括：基础剪力墙、通过第一抗剪连接件与基础剪力墙连接的预制剪力墙和分别设置于预制剪力墙两侧的若干复位组件，预制剪力墙两侧分别设有至少一个复位组件，复位组件包括筒体、与筒体可滑动连接的活塞杆、套装于活塞杆上的碟簧组以及套装于活塞杆上的若干金属环片，筒体和活塞杆中一者用于与基础剪力墙连接，另一者用于与预制剪力墙连接。如此设置，第一抗剪连接件能够承担地震、大风等对预制剪力墙产生的水平荷载，并且能够利用超弹性形状记忆合金环簧的耗能能力与变形可恢复特性，同时达到耗散地震能和震后结构自复位的效果，极大降低震后修复难度与维修成本。

Description

自复位钢筋混凝土剪力墙
技术领域
本发明涉及剪力墙技术领域，特别是涉及一种自复位钢筋混凝土剪力墙。
背景技术
在高层建筑结构中，钢筋混凝土剪力墙是主要的抗侧力构件，具有整体性好、侧向刚度大、承载力高、抗震性能好、户型布置灵活等优点。同时，布置剪力墙可以避免住宅建筑中采用框架结构出现的梁柱宽度不一致而带来的露梁、露柱等问题。特别的，剪力墙结构体系避免了在框架结构中设置支撑、开洞后支护、填充墙体等一系列带来施工困难的问题。近年来，建筑工业化逐渐代替传统建筑方式，建筑产业结构调整及技术转型加快，适合我国高层住宅建筑的剪力墙结构体系与预制装配式混凝土技术的有机结合成为建筑工程技术的发展方向之一。预制装配式混凝土剪力墙结构具有现场湿作业少、劳动力用量少、施工简便等优点，在工程实践中逐渐被广泛采用，具有广阔的应用前景。
现行抗震设计方法允许结构在大震下发生塑性变形，主要特征是通过在剪力墙根部产生塑性铰耗散能量。然而，允许结构中的构件形成塑性铰是有缺陷的，在遭受中震或大震后，需要对结构中的损伤构件进行修复，修复费用高昂，而且需要一定的施工时间，易造成较大的经济损失。因此，快速有效地恢复结构损伤变形是提高剪力墙结构抗震性能的有效途径之一，基于震后迅速恢复剪力墙结构功能的需求与考虑，可更换脚部构件的新型剪力墙应运而生。
现有技术中主要通过以下途径实现剪力墙的自复位，在剪力墙底部预留水平缝，在剪力墙边纵向通过设置预应力筋或预应力钢绞线，依靠结构的自重和预应力来实现剪力墙结构自复位的能力。这种方式在地震等侧向荷载作用下依靠预应力和结构的自重实现剪力墙结构的自复位，往往难以控制结构摇摆时的摆动幅度，引起剪力墙的整体倾覆，除此之外，在遭受大震作用时，这种剪力墙结构形式消耗地震能量的能力不足，往往导致剪力墙根部混凝土因为反复碰撞容易产生累积损伤，构件难以修复、更换难度较大。因此，提供一种具有良好复位能力且能够有效耗散能量的自复位钢筋混凝土剪力墙是本领域技术人员所亟需解决的技术问题。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明提供一种具有良好复位能力且能够有效耗散能量的自复位钢筋混凝土剪力墙。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种自复位钢筋混凝土剪力墙，包括：基础剪力墙、通过第一抗剪连接件与所述基础剪力墙连接的预制剪力墙和分别设置于所述预制剪力墙两侧的若干复位组件，所述预制剪力墙两侧分别设有至少一个所述复位组件，所述复位组件包括筒体、与所述筒体可滑动连接的活塞杆、套装于所述活塞杆上的碟簧组以及套装于所述活塞杆上且外圆周侧壁用于与所述筒体内壁相抵的若干金属环片，所述筒体和所述活塞杆中一者用于与所述基础剪力墙连接，另一者用于与所述预制剪力墙连接。
进一步地，所述预制剪力墙两侧分别设有第一连接件，所述基础剪力墙与所述第一连接件对应的位置设有第二连接件，所述筒体通过所述第一连接件与所述预制剪力墙连接，所述活塞杆通过所述第二连接件与所述基础剪力墙连接。
进一步地，所述第一连接件为沿所述预制剪力墙高度方向延伸设置的H型钢，所述H型钢上设有垂直于其延伸方向设置的肋板，所述筒体远离所述活塞杆的一端设有螺柱，所述肋板上设有供所述螺柱穿过的第一贯通孔，所述螺柱穿过所述第一贯通孔与螺母旋合。
进一步地，所述第二连接件为T型钢，所述T型钢上设有供所述活塞杆穿过的第二贯通孔，所述活塞杆上设有外螺纹，所述活塞杆穿过所述第二贯通孔并由设置于所述第二贯通孔两端的螺母固定。
进一步地，所述第一连接件与所述第二连接件通过第二抗剪连接件连接，所述第二抗剪连接件的数量为两个，且两个所述第二抗剪连接件对称地分布于所述第一连接件的两侧，所述第二抗剪连接件一端与所述第一连接件连接，另一端与所述第二连接件连接。
进一步地，所述第二抗剪连接件为三角钢板，所述第二抗剪连接件一端与所述第二连接件通过螺纹件连接，另一端设有沿所述预制剪力墙高度方向延伸的第一长槽，所述第一连接件上与所述第一长槽相对的位置设有第三贯通孔，连接杆穿过所述第一连接件以及对称分布于所述第一连接件两侧的两个所述第二抗剪连接件而与螺母旋合，以将三者连接。
进一步地，所述第一抗剪连接件的数量为至少两个，且至少两个所述第一抗剪连接件对称地分布于所述预制剪力墙的两侧，所述第一抗剪连接件一端与所述基础剪力墙连接，另一端与所述预制剪力墙连接。
进一步地，所述第一抗剪连接件为三角钢板，所述第一抗剪连接件一端与所述基础剪力墙通过螺纹件连接，另一端设有沿所述预制剪力墙高度方向延伸的第二长槽，所述预制剪力墙与所述第二长槽相对的位置设有第四贯通孔，连接杆穿过所述预制剪力墙以及对称分布与所述预制剪力墙两侧的两个第一抗剪连接件而与螺母旋合，以将三者连接。
进一步地，部分所述第一连接件置于所述预制剪力墙内，且位于所述预制剪力墙内的部分设有若干防脱杆。
进一步地，部分所述第二连接件置于所述基础剪力墙内，且位于所述基础剪力墙内的部分设有若干防脱杆。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明的一种自复位钢筋混凝土剪力墙，包括：基础剪力墙、通过第一抗剪连接件与基础剪力墙连接的预制剪力墙和分别设置于预制剪力墙两侧的若干复位组件，预制剪力墙两侧分别设有至少一个复位组件，复位组件包括筒体、与筒体可滑动连接的活塞杆、套装于活塞杆上的碟簧组以及套装于活塞杆上且外圆周侧壁用于与筒体内壁相抵的若干金属环片，筒体和活塞杆中一者用于与基础剪力墙连接，另一者用于与预制剪力墙连接。如此设置，第一抗剪连接件能够承担地震、大风等对预制剪力墙产生的水平载荷，而预制剪力墙受到横向载荷时发生倾斜，使得复位组件的活塞杆沿筒体滑动，活塞杆滑动的同时压缩碟簧组，碟簧组内的碟簧发生弹性形变，当载荷消失后，碟簧恢复形变，使得复位组件恢复到初始状态，从而使得预制剪力墙复位。能够利用超弹性形状记忆合金环簧的耗能能力与变形可恢复特性，同时达到耗散地震能和震后结构自复位的效果，极大降低震后修复难度与维修成本。并且活塞杆滑动的同时，金属环片与筒体内壁滑动摩擦，能够损耗吸收预制剪力墙的动能，使得预制剪力墙受到横向载荷时，也能保持稳定，不会剧烈晃动。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中自复位钢筋混凝剪力墙的结构示意图；
图2为图1中自复位钢筋混凝土剪力墙的A-A剖视图；
图3为图1中自复位钢筋混凝土剪力墙的B-B剖视图；
图4为发明实施例中复位组件与基础剪力墙以及预制剪力墙的连接结构示意图；
图5为图4所示结构的俯视图；
图6为本发明实施例中复位组件的结构示意图；
图7为本发明实施例中自复位钢筋混凝土剪力墙受到水平载荷时的状态示意图。
附图标记说明：1、基础剪力墙；2、预制剪力墙；3、复位组件；4、筒体；5、活塞杆；6、碟簧；7、金属环片；8、H型钢；9、肋板；10、T型钢；11、第一抗剪连接件；12、第二抗剪连接件；13、第一长槽；14、连接杆；15、第二长槽；16、防脱杆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1-7所示，本发明实施例提供的一种自复位钢筋混凝土剪力墙，包括基础剪力墙1、通过第一抗剪连接件11与基础剪力墙1连接的预制剪力墙2和分别设置于预制剪力墙2两侧的若干个复位组件3。预制剪力墙2两侧分别设有至少一个复位组件3。例如，参考图3所示，预制剪力墙2两侧分别设有两个由预制剪力墙2墙面分开复位组件3。复位组件3包括筒体4、与筒体4可滑动连接的活塞杆5、套装于活塞杆5上的碟簧组以及套装于活塞杆5上且外圆周侧壁用于与筒体4内壁相抵的若干金属环片7。其中，筒体4内设有空腔且一端设有供活塞杆5伸出的开口，活塞杆5一端设有可在筒体4的空腔内滑动的活塞，另一端伸出筒体4外部。其中，碟簧组包括若干个碟簧6，碟簧6可以是形状记忆合金碟簧6。如图6所示，碟簧组的碟簧6可以串联安装。其中，金属环片7可以是精钢环片，精钢环片分别设置于碟簧组中两个凹口相对的碟簧6之间。筒体4和活塞杆5中一者用于与基础剪力墙1连接，另一者用于与预制剪力墙2连接。
参考图7所示，如此设置，第一抗剪连接件11能够承担地震、大风等对预制剪力墙2产生的水平载荷，而预制剪力墙2受到水平载荷时发生倾斜，使得复位组件3的活塞杆5沿筒体4滑动，活塞杆5滑动的同时压缩碟簧组，碟簧组内的碟簧6发生弹性形变，当载荷消失后，碟簧6恢复形变，使得复位组件3恢复到初始状态，从而使得预制剪力墙2复位。能够利用超弹性形状记忆合金环簧的耗能能力与变形可恢复特性，同时达到耗散地震能和震后结构自复位的效果，极大降低震后修复难度与维修成本。并且活塞杆5滑动的同时，金属环片7与筒体4内壁滑动摩擦，能够损耗吸收预制剪力墙2的动能，使得预制剪力墙2受到横向载荷时，也能保持稳定，不会剧烈晃动。
参考图1、4所示，一些实施例中，预制剪力墙2两侧分别设有第一连接件，基础剪力墙1与第一连接件对应的位置设有第二连接件。筒体4通过第一连接件与预制剪力墙2连接，活塞杆5通过第二连接件与基础剪力墙1连接。参考图7所示，预制剪力墙2受到横向载荷而倾斜时，预制剪力墙2拉动筒体4向上运动，而活塞杆5与基础剪力墙1保持固定，从而使活塞杆5与筒体4产生相对位移，以压缩碟簧组。
参考图3、4所示，一些实施例中，第一连接件为沿预制剪力墙2高度方向延伸设置的H型钢8。H型钢8上设有垂直于其延伸方向设置的肋板9，例如，肋板9可以通过焊接的方式与H型钢8固定连接。筒体4远离活塞杆5的一端设有螺柱，肋板9上设有供螺柱穿过的第一贯通孔，螺柱穿过第一贯通孔与螺母旋合，从而使筒体4与肋板9固定连接。
参考图2、4所示，一些实施例中，第二连接件为T型钢10。T型钢10沿预制剪力墙2的宽度方向延伸，并且T型钢10的中间板与基础剪力墙1连接。T型钢10上设有供活塞杆5穿过的第二贯通孔，活塞杆5上设有外螺纹，活塞杆5穿过第二贯通孔并由设置于第二贯通孔两端的螺母固定。
参考图1、4、5所示，一些实施例中，第一连接件与第二连接件通过第二抗剪连接件12连接。第二抗剪连接件12的数量为两个，且两个第二抗剪连接件12对称地分布于第一连接件的两侧，即一个第一连接件对应两个第二抗剪连接件12。第二抗剪连接件12一端与第一连接件连接，另一端与第二连接件连接。如此设置，第二抗剪连接件12能够与第一抗剪连接件11共同作用，承担由横向载荷提供的剪切力。
参考图4所示，一些实施例中，第二抗剪连接件12为三角钢板。第二抗剪连接件12一端与第二连接件通过螺栓连接，另一端设有沿预制剪力墙2高度方向延伸的第一长槽13。第一连接件上与第一长槽13相对的位置设有第三贯通孔。连接杆14穿过第一连接件以及对称分布于第一连接件两侧的两个第二抗剪连接件12而与螺母旋合，以将三者连接。如此设置，第二抗剪连接件12能够承担剪切力，并且由于第二抗剪连接件12上设有第一长槽13，参考图7所示，使得预制剪力墙2能够在一定范围倾斜，从而触发复位组件3进行耗能，并使得横向载荷消失后复位组件3能够将预支剪力墙进行复位。
一些实施例中，第一抗剪连接件11的数量为至少两个，且至少两个第一抗剪连接件11对称地分布于预制剪力墙2的两侧，第一抗剪连接件11一端与基础剪力墙1连接，另一端与预制剪力墙2连接。参考图1、3所示，图中第一抗剪连接件11的数量为两个。
一些实施例中，第一抗剪连接件11为三角钢板。第一抗剪连接件11一端与基础剪力墙1通过螺栓连接。另一端设有沿预制剪力墙2高度方向延伸的第二长槽15。预制剪力墙2与第二长槽15相对的位置设有第四贯通孔，连接杆14穿过预制剪力墙2以及对称分布与预制剪力墙2两侧的两个第一抗剪连接件11而与螺母旋合，以将三者连接。如此设置，第一抗剪连接件11能够承担剪切力，并且由于第一抗剪连接件11上设有第二长槽15，参考图7所示，使得预制剪力墙2能够在一定范围倾斜，从而触发复位组件3进行耗能，并使得横向载荷消失后复位组件3能够将预支剪力墙进行复位。
参考图1、2所示，一些实施例中，部分第一连接件置于预制剪力墙2内，即该部分第一连接件浇筑于预制剪力墙2内。且位于预制剪力墙2内的部分第一连接件设有若干防脱杆16。如此设置，能够增大第一连接件与预制剪力墙2的连接强度，避免预制剪力墙2承受载荷而发生倾斜的过程中，第一连接件从预制剪力墙2内脱出。可选地，防脱杆16可以是与第一连接件焊接连接的螺杆或者钢杆。
参考图1、2所示，一些实施例中，部分第二连接件置于基础剪力墙1内，即该部分第二连接件浇筑与基础剪力墙1内。且位于基础剪力墙1内的部分第二连接件上设有若干防脱杆16。如此设置，能够增大第二连接件与基础剪力墙1的连接强度，避免预制剪力墙2承受载荷而发生倾斜的过程中，第二连接件从基础剪力墙1内脱出。可选地，防脱杆16可以是与第二连接件焊接连接的螺杆或者钢杆。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种自复位钢筋混凝土剪力墙，其特征在于，包括：基础剪力墙、通过第一抗剪连接件与所述基础剪力墙连接的预制剪力墙和分别设置于所述预制剪力墙两侧的若干复位组件，所述预制剪力墙两侧分别设有至少一个所述复位组件，所述复位组件包括筒体、与所述筒体可滑动连接的活塞杆、套装于所述活塞杆上的碟簧组以及套装于所述活塞杆上且外圆周侧壁用于与所述筒体内壁相抵的若干金属环片，所述碟簧组中的碟簧串联安装，各所述金属环片分别设置于所述碟簧组中两个凹口相对的所述碟簧之间，所述筒体和所述活塞杆中一者用于与所述基础剪力墙连接，另一者用于与所述预制剪力墙连接；
所述预制剪力墙两侧分别设有第一连接件，所述基础剪力墙与所述第一连接件对应的位置设有第二连接件，所述筒体通过所述第一连接件与所述预制剪力墙连接，所述活塞杆通过所述第二连接件与所述基础剪力墙连接；
所述第一连接件为沿所述预制剪力墙高度方向延伸设置的H型钢，所述H型钢上设有垂直于其延伸方向设置的肋板，所述筒体远离所述活塞杆的一端设有螺柱，所述肋板上设有供所述螺柱穿过的第一贯通孔，所述螺柱穿过所述第一贯通孔与螺母旋合；
所述第二连接件为T型钢，所述T型钢上设有供所述活塞杆穿过的第二贯通孔，所述活塞杆上设有外螺纹，所述活塞杆穿过所述第二贯通孔并由设置于所述第二贯通孔两端的螺母固定；
所述第一连接件与所述第二连接件通过第二抗剪连接件连接，所述第二抗剪连接件的数量为两个，且两个所述第二抗剪连接件对称地分布于所述第一连接件的两侧，所述第二抗剪连接件一端与所述第一连接件连接，另一端与所述第二连接件连接；
所述第二抗剪连接件为三角钢板，所述第二抗剪连接件一端与所述第二连接件通过螺纹件连接，另一端设有沿所述预制剪力墙高度方向延伸的第一长槽，所述第一连接件上与所述第一长槽相对的位置设有第三贯通孔，连接杆穿过所述第一连接件以及对称分布于所述第一连接件两侧的两个所述第二抗剪连接件而与螺母旋合，以将三者连接。
2.根据权利要求1所述的自复位钢筋混凝土剪力墙，其特征在于，所述第一抗剪连接件的数量为至少两个，且至少两个所述第一抗剪连接件对称地分布于所述预制剪力墙的两侧，所述第一抗剪连接件一端与所述基础剪力墙连接，另一端与所述预制剪力墙连接。
3.根据权利要求2所述的自复位钢筋混凝土剪力墙，其特征在于，所述第一抗剪连接件为三角钢板，所述第一抗剪连接件一端与所述基础剪力墙通过螺纹件连接，另一端设有沿所述预制剪力墙高度方向延伸的第二长槽，所述预制剪力墙与所述第二长槽相对的位置设有第四贯通孔，连接杆穿过所述预制剪力墙以及对称分布与所述预制剪力墙两侧的两个第一抗剪连接件而与螺母旋合，以将三者连接。
4.根据权利要求1所述的自复位钢筋混凝土剪力墙，其特征在于，部分所述第一连接件置于所述预制剪力墙内，且位于所述预制剪力墙内的部分设有若干防脱杆。
5.根据权利要求1所述的自复位钢筋混凝土剪力墙，其特征在于，部分所述第二连接件置于所述基础剪力墙内，且位于所述基础剪力墙内的部分设有若干防脱杆。
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