CN114232839A - 钢框架-混凝土剪力墙结构建筑及其建造方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及建筑钢结构领域,具体公开了一种钢框架‑混凝土剪力墙结构建筑及其建造方法,其中,剪力墙结构建筑包括剪力墙筒体,安装在剪力墙筒体内部的水平横向抗挠机构以及水平纵向抗挠机构,水平横向抗挠机构对剪力墙筒体的内壁横向支撑,水平纵向抗挠机构对剪力墙筒体的内壁纵向支撑。水平横向抗挠机构和水平纵向抗挠机构在剪力墙筒体的内部依次交错、间隔安装,水平横向抗挠机构为剪力墙筒体提供水平横向支撑力,水平纵向抗挠机构为剪力墙筒体提供水平纵向支撑力,水平横向支撑力和水平纵向支撑力位于不同的平面内,降低了水平横向支撑力和水平纵向支撑力之间的相互影响。
Description
技术领域
本申请涉及建筑钢结构领域,尤其是涉及一种钢框架-混凝土剪力墙结构建筑及其建造方法。
背景技术
剪力墙结构是用钢筋混凝土墙板来代替框架结构中的梁柱,能承担各类荷载引起的内力,并能有效控制建筑结构的水平力,在风荷载或水平地震力出现时,剪力墙结构在建筑结构的内部中心位置对建筑结构提供水平抗挠弹力,在建筑结构出现晃动时,剪力墙结构提高建筑结构本身的抗挠强度,从而提高建筑结构的寿命。
目前的剪力墙结构一般为方形的框架结构,方形框架固定在建筑钢梁结构的中部位置,方形框架的内部安装阻尼器,阻尼器分别横向和纵向布置,在建筑结构受到水平风力载荷或者水平地震力载荷时,方形框架内部的阻尼器对建筑结构起到水平抗挠支撑的作用,实际使用时会发现,单纯依靠多阻尼器的剪力墙结构存在抗挠联动性差的问题,建筑结构受到水平载荷导致倾斜时,阻尼器对建筑结构施加的是点支撑力,而且不能保证各个阻尼器同步工作,这样会造成建筑结构内部受力不均匀,建筑结构的稳定性变差,降低了建筑结构的水平负载能力。
发明内容
为了改善剪力墙结构抗挠联动性差的问题,本申请提供一种钢框架-混凝土剪力墙结构建筑及其建造方法。
第一方面,本申请提供一种钢框架-混凝土剪力墙结构建筑,采用如下的技术方案:
钢框架-混凝土剪力墙结构建筑,包括剪力墙筒体,安装在剪力墙筒体内部的水平横向抗挠机构以及水平纵向抗挠机构,所述水平横向抗挠机构对所述剪力墙筒体的内壁横向支撑,所述水平纵向抗挠机构对所述剪力墙筒体的内壁纵向支撑;
所述水平横向抗挠机构包括横向支撑板,与横向支撑板连接的横向抗震板,安装在所述横向支撑板与剪力墙筒体内壁之间对横向支撑板进行弹性支撑的横向弹性支撑组件以及安装在所述横向抗震板与剪力墙筒体内壁之间对横向抗震板进行支撑的横向抗震缓冲组件;
所述水平纵向抗挠机构包括纵向支撑板,与纵向支撑板连接的纵向抗震板,安装在所述纵向支撑板与剪力墙筒体内壁之间对纵向支撑板进行弹性支撑的纵向弹性支撑组件以及安装在所述纵向抗震板与剪力墙筒体内壁之间对纵向抗震板进行支撑的纵向抗震缓冲组件。
通过采用上述技术方案,水平横向抗挠机构和水平纵向抗挠机构可以设置为多个,水平横向抗挠机构和水平纵向抗挠机构在剪力墙筒体的内部依次交错、间隔安装,水平横向抗挠机构为剪力墙筒体提供水平横向支撑力,水平纵向抗挠机构为剪力墙筒体提供水平纵向支撑力,水平横向支撑力和水平纵向支撑力位于不同的平面内,这样可以降低水平横向支撑力和水平纵向支撑力之间的相互影响。
可选的,所述横向抗震板固定安装在所述横向支撑板的两端,所述纵向抗震板固定安装在所述纵向支撑板的两端;
所述横向支撑板和所述纵向支撑板在所述剪力墙筒体内部空间的高度方向上交错排布,所述横向弹性支撑组件和横向抗震缓冲组件对所述剪力墙筒体的内壁施加水平横向抗挠弹力,所述纵向弹性支撑组件和纵向抗震缓冲组件对所述剪力墙筒体的内壁施加水平纵向抗挠弹力。
通过采用上述技术方案,横向支撑板的侧面可以通过多个横向弹性支撑组件与剪力墙筒体内壁之间关联,横向支撑板的端部通过横向抗震板以及横向抗震缓冲组件与剪力墙筒体内壁之间关联,在剪力墙筒体受到水平横向载荷时,横向弹性支撑组件和横向抗震缓冲组件可以同步联动,对剪力墙筒体提供水平横向抗挠弹力,从而提高剪力墙筒体的水平横向抗挠强度;
同理,纵向支撑板的侧面可以通过多个纵向弹性支撑组件与剪力墙筒体内壁之间关联,纵向支撑板的端部通过纵向抗震板以及纵向抗震缓冲组件与剪力墙筒体内壁之间关联,在剪力墙筒体受到水平纵向载荷时,纵向弹性支撑组件和纵向抗震缓冲组件可以同步联动,对剪力墙筒体提供水平纵向抗挠弹力,从而提高剪力墙筒体的水平纵向抗挠强度。
可选的,所述剪力墙筒体包括两个相互对置的第一主板墙以及两个相互对置的第二主板墙,第一主板墙与第二主板墙固定连接;
所述横向弹性支撑组件安装在所述第一主板墙与所述横向支撑板之间,所述纵向弹性支撑组件安装在所述第二主板墙与所述纵向支撑板之间。
通过采用上述技术方案,剪力墙筒体的截面设计为方形,剪力墙筒体的两个第一主板墙均通过横向支撑板进行弹性支撑,剪力墙筒体的两个第二主板墙均通过纵向支撑板进行弹性支撑。
可选的,所述横向弹性支撑组件包括贯穿所述横向支撑板的横向支撑杆,固定安装在横向支撑杆上的第一固定板、第二固定板以及套设在所述横向支撑杆上的第一缓冲弹簧、第二缓冲弹簧;
所述第一固定板、第二固定板分别位于所述横向支撑板的两侧,所述第一缓冲弹簧的一端与所述第一固定板连接,另一端与所述横向支撑板连接,所述第二缓冲弹簧的一端与所述第二固定板连接,另一端与所述横向支撑板连接。
所述横向抗震缓冲组件包括安装在所述横向抗震板两端的第一抗震阻尼器和第二抗震阻尼器,所述第一抗震阻尼器、第二抗震阻尼器分别连接所述剪力墙筒体的第一主板墙;
其中,在同一平面空间内设置两个横向支撑板,两个横向支撑板分别位于剪力墙筒体中心的两侧,两个横向支撑板分别为左横向支撑板和右横向支撑板,我们设定为:靠近左横向支撑板一侧的第一主板墙为第一左主板墙,靠近右横向支撑板一侧的第一主板墙为第一右主板墙,实际安装时,第一左主板墙通过横向弹性支撑组件连接左横向支撑板,第一右主板墙通过横向弹性支撑组件连接右横向支撑板。
通过采用上述技术方案,剪力墙筒体在水平横向往复摆动的过程中,左横向支撑板和右横向支撑板的端部通过横向抗震板以及横向抗震缓冲组件与剪力墙筒体内壁之间关联,横向弹性支撑组件和横向抗震缓冲组件可以同步联动,对剪力墙筒体提供水平横向抗挠弹力,从而提高剪力墙筒体的水平横向抗挠强度,降低了剪力墙筒体往复摆动的频率以及幅度。
可选的,所述横向弹性支撑组件还包括固定在所述第一主板墙壁面上的第一支撑底座,安装在第一支撑底座内的第一阻尼器,所述横向支撑杆远离所述横向支撑板的一端伸入到所述第一支撑底座内并与所述第一阻尼器连接,第一支撑底座上设有腰型槽,腰型槽内安装第一锚固螺栓,第一锚固螺栓的端部与所述横向支撑杆固定连接。
通过采用上述技术方案,剪力墙筒体在水平横向往复摆动的过程中,横向支撑杆随着一起摆动,第一阻尼器安装在横向支撑杆的端部对横向支撑杆起到弹性支撑的作用,保证横向支撑杆的挠度,同时,腰型槽内安装的第一锚固螺栓对横向支撑杆起到限位的作用,防止横向支撑杆从第一支撑底座内被拉出。
可选的,所述纵向弹性支撑组件包括贯穿所述纵向支撑板的纵向支撑杆,固定安装在纵向支撑杆上的第三固定板、第四固定板以及套设在所述纵向支撑杆上的第三缓冲弹簧、第四缓冲弹簧;
所述第三固定板、第四固定板分别位于所述纵向支撑板的两侧,所述第三缓冲弹簧的一端与所述第三固定板连接,另一端与所述纵向支撑板连接,所述第四缓冲弹簧的一端与所述第四固定板连接,另一端与所述纵向支撑板连接。
所述纵向抗震缓冲组件包括安装在所述纵向抗震板两端的第三抗震阻尼器和第四抗震阻尼器,所述第三抗震阻尼器、第四抗震阻尼器分别连接所述剪力墙筒体的第二主板墙。
其中,在同一平面空间内设置两个纵向支撑板,两个纵向支撑板分别位于剪力墙筒体中心的两侧,两个纵向支撑板分别为左纵向支撑板和右纵向支撑板,我们设定为:靠近左纵向支撑板一侧的第二主板墙为第二左主板墙,靠近右纵向支撑板一侧的第二主板墙为第二右主板墙,实际安装时,第二左主板墙通过纵向弹性支撑组件连接左纵向支撑板,第二右主板墙通过横向弹性支撑组件连接右纵向支撑板。
通过采用上述技术方案,剪力墙筒体在水平纵向往复摆动的过程中,左纵向支撑板和右纵向支撑板的端部通过纵向抗震板以及纵向抗震缓冲组件与剪力墙筒体内壁之间关联,纵向弹性支撑组件和纵向抗震缓冲组件可以同步联动,对剪力墙筒体提供水平纵向抗挠弹力,从而提高剪力墙筒体的水平纵向抗挠强度,降低了剪力墙筒体往复摆动的频率以及幅度。
可选的,所述纵向弹性支撑组件还包括固定在所述第二主板墙壁面上的第二支撑底座,安装在第二支撑底座内的第二阻尼器,所述纵向支撑杆远离所述纵向支撑板的一端伸入到所述第二支撑底座内并与所述第二阻尼器连接;
所述第二支撑底座上设有腰型槽,腰型槽内安装第二锚固螺栓,第二锚固螺栓的端部与所述纵向支撑杆固定连接。
通过采用上述技术方案,剪力墙筒体在水平纵向往复摆动的过程中,纵向支撑杆随着一起摆动,第二阻尼器安装在纵向支撑杆的端部对纵向支撑杆起到弹性支撑的作用,保证纵向支撑杆的挠度,同时,腰型槽内安装的第二锚固螺栓对纵向支撑杆起到限位的作用,防止纵向支撑杆从第二支撑底座内被拉出。
可选的,所述剪力墙筒体内的横向弹性支撑组件数量为多个,在安装空间内,横向弹性支撑组件的第一缓冲弹簧、第二缓冲弹簧的刚度由上到下依次降低;
所述剪力墙筒体内的纵向弹性支撑组件数量为多个,在安装空间内,纵向弹性支撑组件的第三缓冲弹簧、第四缓冲弹簧的刚度由上到下依次降低。
通过采用上述技术方案,由于剪力墙筒体安装在建筑结构的内部,建筑结构受到风力或者地震力出现摆动时,建筑结构的顶部摆动幅度较大,对应的,剪力墙筒体的顶部摆动幅度也较大,横向弹性支撑组件的第一缓冲弹簧、第二缓冲弹簧的刚度由上到下依次降低,主要是提高剪力墙筒体上部区域的水平轴向抗挠强度;同理,纵向弹性支撑组件的第三缓冲弹簧、第四缓冲弹簧的刚度由上到下依次降低,主要是提高剪力墙筒体上部区域的水平纵向抗挠强度。
第二方面,本申请提供一种钢框架-混凝土剪力墙结构建筑的建造方法,包括如下步骤:
S1、在建筑钢梁结构上选择剪力墙筒体的安装位置,在选择的位置处固定安装剪力墙筒体,剪力墙筒体的底部浇注在建筑地基的基坑内,剪力墙筒体的周面与建筑钢梁结构固定连接;
S2、在剪力墙筒体的内腔中依次间隔安装横向支撑板和所述纵向支撑板,横向支撑板的两端固定安装横向抗震板,纵向支撑板的两端固定安装纵向抗震板;
S3、在所述横向支撑板与剪力墙筒体内壁之间安装横向弹性支撑组件,在所述横向抗震板与剪力墙筒体内壁之间安装横向抗震缓冲组件;
S4、在所述纵向支撑板与剪力墙筒体内壁之间安装纵向弹性支撑组件,在所述纵向抗震板与剪力墙筒体内壁之间安装纵向抗震缓冲组件。
综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:
1、剪力墙筒体在水平横向往复摆动的过程中,左横向支撑板和右横向支撑板的端部通过横向抗震板以及横向抗震缓冲组件与剪力墙筒体内壁之间关联,横向弹性支撑组件和横向抗震缓冲组件可以同步联动,对剪力墙筒体提供水平横向抗挠弹力,从而提高剪力墙筒体的水平横向抗挠强度,降低了剪力墙筒体往复摆动的频率以及幅度;
2、剪力墙筒体在水平纵向往复摆动的过程中,左纵向支撑板和右纵向支撑板的端部通过纵向抗震板以及纵向抗震缓冲组件与剪力墙筒体内壁之间关联,纵向弹性支撑组件和纵向抗震缓冲组件可以同步联动,对剪力墙筒体提供水平纵向抗挠弹力,从而提高剪力墙筒体的水平纵向抗挠强度,降低了剪力墙筒体往复摆动的频率以及幅度。
附图说明
图1为本申请实施例的整体结构示意图;
图2为本申请实施例在建筑钢梁结构上的安装效果图;
图3为本申请实施例的内部结构示意图;
图4为本申请实施例中水平横向抗挠机构的结构示意图;
图5为水平横向抗挠机构安装在剪力墙筒体内的俯视示意图;
图6为本申请实施例中水平纵向抗挠机构的结构示意图;
图7为水平纵向抗挠机构安装在剪力墙筒体内的俯视示意图。
附图标记说明:1、剪力墙筒体;11、第一左主板墙;12、第一右主板墙;13、第二左主板墙;14、第二右主板墙;15、固定翅片;
2、水平横向抗挠机构;20、横向支撑板;21、左横向支撑板;22、右横向支撑板;23、横向抗震板;24、横向支撑杆;25、第一固定板;26、第二固定板;27、第一缓冲弹簧;28、第二缓冲弹簧;29、第一抗震阻尼器;210、第二抗震阻尼器;211、第一支撑底座;212、第一阻尼器;213、第一腰型槽;214、第一锚固螺栓;
3、平纵向抗挠机构;30、纵向支撑板;31、左纵向支撑板;32、右纵向支撑板;33、纵向抗震板;34、纵向支撑杆;35、第三固定板;36、第四固定板;37、第三缓冲弹簧;38、第四缓冲弹簧;39、第三抗震阻尼器;310、第四抗震阻尼器;311、第二支撑底座;312、第二阻尼器;313、第二腰型槽;314、第二锚固螺栓;4、建筑钢梁结构。
具体实施方式
以下结合附图对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开了一种钢框架-混凝土剪力墙结构建筑,参照图1、图2,其包括剪力墙筒体1,安装在剪力墙筒体1内部的水平横向抗挠机构2以及水平纵向抗挠机构3,水平横向抗挠机构2对剪力墙筒体1的内壁横向支撑,水平纵向抗挠机构3对剪力墙筒体1的内壁纵向支撑;
参照图3,水平横向抗挠机构2和水平纵向抗挠机构3可以设置为多个,水平横向抗挠机构2和水平纵向抗挠机构3在剪力墙筒体1的内部由上到下依次交错、间隔安装,水平横向抗挠机构2为剪力墙筒体1提供水平横向支撑力,水平纵向抗挠机构3为剪力墙筒体1提供水平纵向支撑力,水平横向支撑力和水平纵向支撑力位于不同的平面内,这样可以降低水平横向支撑力和水平纵向支撑力之间的相互影响。
参照图3,图4,水平横向抗挠机构2包括横向支撑板20,横向支撑板20由左横向支撑板21和右横向支撑板22组成;
与左横向支撑板21、右横向支撑板22端部连接的横向抗震板23,安装在左横向支撑板21、右横向支撑板22与剪力墙筒体1内壁之间对左横向支撑板21、右横向支撑板22进行弹性支撑的横向弹性支撑组件以及安装在横向抗震板23与剪力墙筒体1内壁之间对横向抗震板23进行支撑的横向抗震缓冲组件;
其中,横向抗震板23固定安装在左横向支撑板21、右横向支撑板22的两端,横向弹性支撑组件和横向抗震缓冲组件对剪力墙筒体1的内壁施加水平横向抗挠弹力。
进一步,剪力墙筒体1包括两个相互对置的第一主板墙以及两个相互对置的第二主板墙,第一主板墙与第二主板墙固定连接,其中,在同一平面空间内设置两个横向支撑板,两个横向支撑板分别位于剪力墙筒体1中心的两侧,两个横向支撑板分别为左横向支撑板21和右横向支撑板22,我们设定为:靠近左横向支撑板21一侧的第一主板墙为第一左主板墙11,靠近右横向支撑板22一侧的第一主板墙为第一右主板墙12,实际安装时,第一左主板墙11通过横向弹性支撑组件连接左横向支撑板21,第一右主板墙12通过横向弹性支撑组件连接右横向支撑板22。
参照图5,横向弹性支撑组件包括贯穿横向支撑板的横向支撑杆24,固定安装在横向支撑杆24上的第一固定板25、第二固定板26以及套设在横向支撑杆24上的第一缓冲弹簧27、第二缓冲弹簧28;
其中,第一固定板25、第二固定板26分别位于横向支撑板20的两侧,第一缓冲弹簧27的一端与第一固定板25连接,另一端与横向支撑板20连接,第二缓冲弹簧28的一端与第二固定板26连接,另一端与横向支撑板连接。
横向抗震缓冲组件包括安装在横向抗震板23两端的第一抗震阻尼器29和第二抗震阻尼器210,第一抗震阻尼器29、第二抗震阻尼器210分别连接剪力墙筒体1的第一主板墙,具体为,第一抗震阻尼器29连接第一左主板墙11,第二抗震阻尼器210连接第一右主板墙12。
下面结合具体的动态应力传动原理,对本申请水平横向抗挠机构2的工作原理进行详细说明,具体如下:
在剪力墙筒体1因为外界载荷出现水平横向倾斜且剪力墙筒体1朝第一左主板墙11倾斜时,在第一左主板墙11发生较小幅度的弯曲变形,第一右主板墙12还未发生弯曲变形的临界状态时,第一左主板墙11拉动横向支撑杆24,横向支撑杆24拉动左横向支撑板21,在此过程中,横向支撑杆24上的第一缓冲弹簧27处于被压缩状态,第二缓冲弹簧28处于拉伸状态,在左横向支撑板21移动的过程中,左横向支撑板21带动端部的横向抗震板23朝第一左主板墙11移动,此时,横向抗震板23一端的第一抗震阻尼器29被压缩,另一端的第二抗震阻尼器210被拉伸,由于横向抗震板23安装在左横向支撑板21和右横向支撑板22的两端,因此,第一左主板墙11发生较小幅度的弯曲变形时,产生的拉力通过横向支撑杆24传动到左横向支撑板21,左横向支撑板21将拉力传动到横向抗震板23,横向抗震板23通过两侧的第一抗震阻尼器29、第二抗震阻尼器210来消除拉力,消除拉力的过程中,横向抗震板23将拉力同步传导给第一右主板墙12,由于此时的第一右主板墙12还没来得及形变,第一右主板墙12通过自身的应力来抵消横向抗震板传导过来的拉力。
同理,在剪力墙筒体1因为外界载荷出现水平横向倾斜且剪力墙筒体朝第一右主板墙12倾斜时,第一右主板墙12拉动横向支撑杆24,横向支撑杆24拉动右横向支撑板22,在此过程中,横向支撑杆24上的第二缓冲弹簧28处于被压缩状态,第一缓冲弹簧27处于拉伸状态,在右横向支撑板22移动的过程中,右横向支撑板22带动端部的横向抗震板23朝第一右主板墙12移动,此时,横向抗震板23一端的第二抗震阻尼器210被压缩,另一端的第一抗震阻尼器29被拉伸,由于横向抗震板23安装在左横向支撑板21和右横向支撑板22的两端,因此,第一右主板墙12发生较小幅度的弯曲变形时,产生的拉力通过横向支撑杆24传动到右横向支撑板22,右横向支撑板22将拉力传动到横向抗震板23,横向抗震板23通过两侧的第一抗震阻尼器29、第二抗震阻尼器210来消除拉力,消除拉力的过程中,横向抗震板23将拉力同步传导给第一左主板墙11,由于此时的第一左主板墙11还没来得及形变,第一左主板墙11通过自身的应力来抵消横向抗震板传导过来的拉力。剪力墙筒体1在水平横向往复摆动的过程中,左横向支撑板21和右横向支撑板22的端部通过横向抗震板23以及横向抗震缓冲组件与剪力墙筒体1内壁之间关联,横向弹性支撑组件和横向抗震缓冲组件可以同步联动,对剪力墙筒体提供水平横向抗挠弹力,从而提高剪力墙筒体的水平横向抗挠强度,降低了剪力墙筒体往复摆动的频率以及幅度。
进一步,横向弹性支撑组件还包括固定在第一主板墙壁面上的第一支撑底座211,安装在第一支撑底座211内的第一阻尼器212,横向支撑杆24远离横向支撑板的一端伸入到第一支撑底座211内并与第一阻尼器212连接,第一支撑底座211上设有第一腰型槽213,第一腰型槽213内安装第一锚固螺栓214,第一锚固螺栓214的端部与横向支撑杆24固定连接。剪力墙筒体1在水平横向往复摆动的过程中,横向支撑杆24随着一起摆动,第一阻尼器212安装在横向支撑杆24的端部对横向支撑杆24起到弹性支撑的作用,保证横向支撑杆24的挠度,同时,第一腰型槽213内安装的第一锚固螺栓214对横向支撑杆24起到限位的作用,防止横向支撑杆24从第一支撑底座211内被拉出。
进一步,参照图3,图6,水平纵向抗挠机构3包括纵向支撑板30,纵向支撑板30由左纵向支撑板31、右纵向支撑板32组成;
与左纵向支撑板31、右纵向支撑板32连接的纵向抗震板33,安装在左纵向支撑板31、右纵向支撑板32与剪力墙筒体1内壁之间对左纵向支撑板31、右纵向支撑板32进行弹性支撑的纵向弹性支撑组件以及安装在纵向抗震板33与剪力墙筒体1内壁之间对纵向抗震板33进行支撑的纵向抗震缓冲组件。
参照图7,纵向弹性支撑组件包括贯穿纵向支撑板的纵向支撑杆34,固定安装在纵向支撑杆34上的第三固定板35、第四固定板36以及套设在纵向支撑杆34上的第三缓冲弹簧37、第四缓冲弹簧38;
第三固定板35、第四固定板36分别位于纵向支撑板30的两侧,第三缓冲弹簧37的一端与第三固定板35连接,另一端与纵向支撑板30连接,第四缓冲弹簧38的一端与第四固定板36连接,另一端与纵向支撑板30连接。
纵向抗震缓冲组件包括安装在纵向抗震板33两端的第三抗震阻尼器39和第四抗震阻尼器310,第三抗震阻尼器39、第四抗震阻尼器310分别连接剪力墙筒体的第二主板墙。
本实施例中,在同一平面空间内设置两个纵向支撑板,两个纵向支撑板分别位于剪力墙筒体1中心的两侧,两个纵向支撑板分别为左纵向支撑板31和右纵向支撑板32,我们设定为:靠近左纵向支撑板31一侧的第二主板墙为第二左主板墙13,靠近右纵向支撑板32一侧的第二主板墙为第二右主板墙14,实际安装时,第二左主板墙13通过纵向弹性支撑组件连接左纵向支撑板31,第二右主板墙14通过横向弹性支撑组件连接右纵向支撑板32。
下面结合具体的动态应力传动原理,对本申请水平纵向抗挠机构3的工作原理进行详细说明,具体如下:
在剪力墙筒体1因为外界载荷出现水平纵向倾斜且剪力墙筒体1朝第二左主板墙13倾斜时,在第二左主板墙13发生较小幅度的弯曲变形,第二右主板墙14还未发生弯曲变形的临界状态时,第二左主板墙13拉动纵向支撑杆34,纵向支撑杆34拉动左纵向支撑板31,在此过程中,纵向支撑杆34上的第三缓冲弹簧37处于被压缩状态,第四缓冲弹簧38处于拉伸状态,在左纵向支撑板31移动的过程中,左纵向支撑板31带动端部的纵向抗震板33朝第二左主板墙13移动,此时,纵向抗震板33一端的第三抗震阻尼器39被压缩,另一端的第四抗震阻尼器310被拉伸,由于纵向抗震板33安装在左纵向支撑板31和右纵向支撑板32的两端,因此,第二左主板墙13发生较小幅度的弯曲变形时,产生的拉力通过纵向支撑杆34传动到左纵向支撑板31,左纵向支撑板31将拉力传动到纵向抗震板33,纵向抗震板33通过两侧的第三抗震阻尼器39、第四抗震阻尼器310来消除拉力,消除拉力的过程中,纵向抗震板33将拉力同步传导给第二右主板墙14,由于此时的第二右主板墙14还没来得及形变,第二右主板墙14通过自身的应力来抵消纵向抗震板33传导过来的拉力。
同理,在剪力墙筒体1因为外界载荷出现水平纵向倾斜且剪力墙筒体1朝第二右主板墙14倾斜时,第二右主板墙14拉动纵向支撑杆34,纵向支撑杆34拉动右纵向支撑板32,在此过程中,纵向支撑杆34上的第四缓冲弹簧38处于被压缩状态,第三缓冲弹簧37处于拉伸状态,在右纵向支撑板32移动的过程中,右纵向支撑板32带动端部的纵向抗震板33朝第二右主板墙14移动,此时,纵向抗震板33一端的第四抗震阻尼器310被压缩,另一端的第三抗震阻尼器39被拉伸,由于纵向抗震板33安装在左纵向支撑板31和右纵向支撑板32的两端,因此,第二右主板墙14发生较小幅度的弯曲变形时,产生的拉力通过纵向支撑杆34传动到右纵向支撑板32,右纵向支撑板32将拉力传动到纵向抗震板33,纵向抗震板33通过两侧的第三抗震阻尼器39、第四抗震阻尼器310来消除拉力,消除拉力的过程中,纵向抗震板33将拉力同步传导给第二左主板墙13,由于此时的第二左主板墙13还没来得及形变,第二左主板墙13通过自身的应力来抵消纵向抗震板33传导过来的拉力。剪力墙筒体1在水平纵向往复摆动的过程中,左纵向支撑板31和右纵向支撑板32的端部通过纵向抗震板33以及纵向抗震缓冲组件与剪力墙筒体1内壁之间关联,纵向弹性支撑组件和纵向抗震缓冲组件可以同步联动,对剪力墙筒体1提供水平纵向抗挠弹力,从而提高剪力墙筒体的水平纵向抗挠强度,降低了剪力墙筒体往复摆动的频率以及幅度。
另外,纵向弹性支撑组件还包括固定在第二主板墙壁面上的第二支撑底座311,安装在第二支撑底座311内的第二阻尼器312,纵向支撑杆34远离纵向支撑板的一端伸入到第二支撑底座311内并与第二阻尼器312连接;
第二支撑底座311上设有第二腰型槽313,第二腰型槽313内安装第二锚固螺栓314,第二锚固螺栓314的端部与纵向支撑杆34固定连接。
剪力墙筒体1在水平纵向往复摆动的过程中,纵向支撑杆34随着一起摆动,第二阻尼器312安装在纵向支撑杆34的端部对纵向支撑杆34起到弹性支撑的作用,保证纵向支撑杆34的挠度,同时,第二腰型槽313内安装的第二锚固螺栓314对纵向支撑杆34起到限位的作用,防止纵向支撑杆34从第二支撑底座311内被拉出。
进一步,剪力墙筒体1内的横向弹性支撑组件以及纵向弹性支撑组件的数量为多个,由于剪力墙筒体1安装在建筑结构的内部,建筑结构受到风力或者地震力出现摆动时,建筑结构的顶部摆动幅度较大,对应的,剪力墙筒体1的顶部摆动幅度也较大,横向弹性支撑组件的第一缓冲弹簧27、第二缓冲弹簧28的刚度由上到下依次降低,主要是提高剪力墙筒体1上部区域的水平轴向抗挠强度;同理,纵向弹性支撑组件的第三缓冲弹簧37、第四缓冲弹簧38的刚度由上到下依次降低,主要是提高剪力墙筒体1上部区域的水平纵向抗挠强度。
另外,本申请的钢框架-混凝土剪力墙结构建筑的建造方法,主要包括如下步骤:
步骤S1、首先在建筑钢梁结构4上选择剪力墙筒体1的安装位置,在选择的位置处固定安装剪力墙筒体1,剪力墙筒体1的底部浇注在建筑地基的基坑内,剪力墙筒体1的周面与建筑钢梁结构4固定连接,为了提高剪力墙筒体1的安装强度,剪力墙筒体1的周面上设有若干截面呈T字型的固定翅片15,固定翅片15可以直接浇注到建筑钢梁结构4内部的建筑墙体内;
步骤S2、在剪力墙筒体1的内腔中依次间隔安装横向支撑板和纵向支撑板,横向支撑板的两端固定安装横向抗震板23,纵向支撑板的两端固定安装纵向抗震板33;
步骤S3、在横向支撑板与剪力墙筒体1内壁之间安装横向弹性支撑组件,在横向抗震板23与剪力墙筒体内壁之间安装横向抗震缓冲组件;
步骤S4、在纵向支撑板与剪力墙筒体1内壁之间安装纵向弹性支撑组件,在纵向抗震板33与剪力墙筒体内壁之间安装纵向抗震缓冲组件。
以上均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,故:凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.钢框架-混凝土剪力墙结构建筑,包括剪力墙筒体(1),安装在剪力墙筒体(1)内部的水平横向抗挠机构(2)以及水平纵向抗挠机构(3),其特征在于:所述水平横向抗挠机构(2)对所述剪力墙筒体(1)的内壁横向支撑,所述水平纵向抗挠机构(3)对所述剪力墙筒体(1)的内壁纵向支撑;
所述水平横向抗挠机构(2)包括横向支撑板(20),与横向支撑板(20)连接的横向抗震板(23),安装在所述横向支撑板(20)与剪力墙筒体(1)内壁之间对横向支撑板(20)进行弹性支撑的横向弹性支撑组件以及安装在所述横向抗震板(23)与剪力墙筒体(1)内壁之间对横向抗震板(23)进行支撑的横向抗震缓冲组件;
所述水平纵向抗挠机构(3)包括纵向支撑板(30),与纵向支撑板(30)连接的纵向抗震板(33),安装在所述纵向支撑板(30)与剪力墙筒体(1)内壁之间对纵向支撑板(30)进行弹性支撑的纵向弹性支撑组件以及安装在所述纵向抗震板(33)与剪力墙筒体(1)内壁之间对纵向抗震板(33)进行支撑的纵向抗震缓冲组件。
2.根据权利要求1所述的钢框架-混凝土剪力墙结构建筑,其特征在于:所述横向抗震板(23)固定安装在所述横向支撑板(20)的两端,所述纵向抗震板(33)固定安装在所述纵向支撑板(30)的两端;
所述横向支撑板(20)和所述纵向支撑板(30)在所述剪力墙筒体(1)内部空间的高度方向上间隔排布,所述横向弹性支撑组件和横向抗震缓冲组件对所述剪力墙筒体(1)的内壁施加水平横向抗挠弹力,所述纵向弹性支撑组件和纵向抗震缓冲组件对所述剪力墙筒体(1)的内壁施加水平纵向抗挠弹力。
3.根据权利要求1所述的钢框架-混凝土剪力墙结构建筑,其特征在于:所述剪力墙筒体(1)包括两个相互对置的第一主板墙以及两个相互对置的第二主板墙,第一主板墙与第二主板墙固定连接;
所述横向弹性支撑组件安装在所述第一主板墙与所述横向支撑板(20)之间,所述纵向弹性支撑组件安装在所述第二主板墙与所述纵向支撑板(30)之间。
4.根据权利要求3所述的钢框架-混凝土剪力墙结构建筑,其特征在于:所述横向弹性支撑组件包括贯穿所述横向支撑板(20)的横向支撑杆(24),固定安装在横向支撑杆(24)上的第一固定板(25)、第二固定板(26)以及套设在所述横向支撑杆(24)上的第一缓冲弹簧(27)、第二缓冲弹簧(28);
所述第一固定板(25)、第二固定板(26)分别位于所述横向支撑板(20)的两侧,所述第一缓冲弹簧(27)的一端与所述第一固定板(25)连接,另一端与所述横向支撑板(20)连接,所述第二缓冲弹簧(28)的一端与所述第二固定板(26)连接,另一端与所述横向支撑板(20)连接。
5.根据权利要求4所述的钢框架-混凝土剪力墙结构建筑,其特征在于:所述横向弹性支撑组件还包括固定在所述第一主板墙壁面上的第一支撑底座(211),安装在第一支撑底座(211)内的第一阻尼器(212),所述横向支撑杆(24)远离所述横向支撑板(20)的一端伸入到所述第一支撑底座(211)内并与所述第一阻尼器(212)连接;
所述第一支撑底座(211)上设有第一腰型槽(213),第一腰型槽(213)内安装第一锚固螺栓(214),第一锚固螺栓(214)的端部与所述横向支撑杆(24)固定连接。
6.根据权利要求4所述的钢框架-混凝土剪力墙结构建筑,其特征在于:所述纵向弹性支撑组件包括贯穿所述纵向支撑板(30)的纵向支撑杆(34),固定安装在纵向支撑杆(34)上的第三固定板(35)、第四固定板(36)以及套设在所述纵向支撑杆(34)上的第三缓冲弹簧(37)、第四缓冲弹簧(38);
所述第三固定板(35)、第四固定板(36)分别位于所述纵向支撑板(30)的两侧,所述第三缓冲弹簧(37)的一端与所述第三固定板(35)连接,另一端与所述纵向支撑板(30)连接,所述第四缓冲弹簧(38)的一端与所述第四固定板(36)连接,另一端与所述纵向支撑板(30)连接。
7.根据权利要求6所述的钢框架-混凝土剪力墙结构建筑,其特征在于:所述纵向弹性支撑组件还包括固定在所述第二主板墙壁面上的第二支撑底座(311),安装在第二支撑底座(311)内的第二阻尼器(312),所述纵向支撑杆(34)远离所述纵向支撑板(30)的一端伸入到所述第二支撑底座(311)内并与所述第二阻尼器(312)连接;
所述第二支撑底座(311)上设有第二腰型槽(313),第二腰型槽(313)内安装第二锚固螺栓(314),第二锚固螺栓(314)的端部与所述纵向支撑杆(34)固定连接。
8.根据权利要求3所述的钢框架-混凝土剪力墙结构建筑,其特征在于:所述横向抗震缓冲组件包括安装在所述横向抗震板(23)两端的第一抗震阻尼器(29)和第二抗震阻尼器(210),所述第一抗震阻尼器(29)、第二抗震阻尼器(210)分别连接所述剪力墙筒体(1)的第一主板墙;
所述纵向抗震缓冲组件包括安装在所述纵向抗震板(33)两端的第三抗震阻尼器(39)和第四抗震阻尼器(310),所述第三抗震阻尼器(39)、第四抗震阻尼器(310)分别连接所述剪力墙筒体(1)的第二主板墙。
9.根据权利要求6所述的钢框架-混凝土剪力墙结构建筑,其特征在于:所述剪力墙筒体(1)内的横向弹性支撑组件数量为多个,在安装空间内,横向弹性支撑组件的第一缓冲弹簧(27)、第二缓冲弹簧(28)的刚度由上到下依次降低;
所述剪力墙筒体(1)内的纵向弹性支撑组件数量为多个,在安装空间内,纵向弹性支撑组件的第三缓冲弹簧(37)、第四缓冲弹簧(38)的刚度由上到下依次降低。
10.一种基于权利要求1至9中任意一项所述的钢框架-混凝土剪力墙结构建筑的建造方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、在建筑钢梁结构(4)上选择剪力墙筒体(1)的安装位置,在选择的位置处固定安装剪力墙筒体(1),剪力墙筒体(1)的底部浇注在建筑地基的基坑内,剪力墙筒体(1)的周面与建筑钢梁结构(4)固定连接;
S2、在剪力墙筒体(1)的内腔中依次间隔安装横向支撑板(20)和所述纵向支撑板(30),横向支撑板(20)的两端固定安装横向抗震板(23),纵向支撑板(30)的两端固定安装纵向抗震板(33);
S3、在所述横向支撑板(20)与剪力墙筒体(1)内壁之间安装横向弹性支撑组件,在所述横向抗震板(23)与剪力墙筒体(1)内壁之间安装横向抗震缓冲组件;
S4、在所述纵向支撑板(30)与剪力墙筒体(1)内壁之间安装纵向弹性支撑组件,在所述纵向抗震板(33)与剪力墙筒体(1)内壁之间安装纵向抗震缓冲组件。
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