CN203891238U - 一种抗震墙耗能减震支座 - Google Patents

Abstract

本实用新型专利涉及一种抗震墙耗能减震支座，用于房屋建筑的地震损伤控制，属于建筑减震技术创新，其特征在于，该支座采用特殊设计的铰支座和位于铰支座两侧的线形消能减震装置将抗震墙底部区域的受剪和受弯抗力体系分离，其中铰支座用于承担底部剪力和轴力，消能减震装置用于承担弯矩并提供耗能能力。本实用新型具有受力状态清晰，耗能能力可靠，损伤可控，修复便捷，设计灵活等优点。

Description

一种抗震墙耗能减震支座

技术领域

本实用新型属于建筑减振(震)技术领域。

背景技术

钢筋混凝土抗震墙是非常有效的抗震构件，对提高建筑结构承载力和控制建筑结构变形模式有重要作用；与此同时，由于在强烈地震作用下，墙体底部区域受到较大的弯矩、剪力和轴力的共同作用，是预期发生损伤并形成塑性铰的部位，在抗震设计中需要特别重视。但是由于抗震墙底部区域受力较大且弯矩、剪力、轴力耦合作用非常复杂，抗震设计难度较大，容易出现配筋过密，施工困难等问题。即使在这一区域配置大量的钢筋，受混凝土材料本身拉压不等强、离散性较大等特点的制约，抗震墙底部区域在强烈地震作用下仍然易于发生严重的损伤，甚至发生脆性剪切破坏，影响建筑结构的抗震安全。其次，作为预期形成塑性铰的部位，抗震墙的底部区域应具有足够的滞回耗能能力。但传统的钢筋混凝土墙体在较大轴力、弯矩和剪力的共同作用下难以满足这一要求。此外，钢筋混凝土抗震墙底部发生的混凝土开裂、剥落，钢筋屈服、屈曲等损伤往往难以在短时间内修复，甚至不可修复，从而严重影响建筑结构在震后的功能恢复，影响震后恢复重建。综上所述，钢筋混凝土抗震墙底部区域是各类含有钢筋混凝土抗震墙的结构体系中影响结构抗震安全性和功能恢复性等抗震性能的薄弱环节。

实用新型内容

本申请人提出的一种抗震墙耗能减震支座，用以替换传统钢筋混凝土剪力墙的底部区域(图1)。该耗能减震支座由受剪抗力体系和受弯抗力耗能体系两部分构成，两部分既协同工作又相对独立(图2)。其中，受剪抗力体系由两对钢斜撑和一个特殊设计的钢制或铸铁制铰支座组成。根据工程需要，铰支座可设计制作为齿状的，或销式的，或盆式的(图3)。铰支座下部的钢斜撑与埋置于墙体基础内的钢梁相连接，铰支座上部的钢斜撑与混凝土墙体底部的钢梁相连接。该钢梁进一步通过栓钉、预埋件等与混凝土墙体相连接。不论采用何种形式的铰支座，均可在墙体平面外方向具有一定的变形能力。该体系可以保证在强烈地震作用下承担很大的水平剪力作用和竖向轴压力的共同作用时始终保持弹性，同时可以绕铰支座自由转动，不提供转动刚度。斜撑和铰支座的尺寸、截面设计，铰支座的平面外变形能力、斜撑与上、下钢梁的连接，钢梁与混凝土墙体的连接设计等均需经过专门的结构地震反应分析设计来确定。

受弯抗力耗能体系由位于铰支座两侧沿竖直方向布置的线形消能减震装置构成。消能减震装置在上、下两端分别与上述钢梁相连接。根据工程需要，消能减震装置可采用金属屈服型阻尼器，摩擦型阻尼器，油阻尼器，或黏弹性阻尼器。当采用金属屈服型阻尼器或摩擦型阻尼器时，消能减震装置在多遇地震作用下应基本保持弹性，在设计地震和罕遇地震作用下发生屈服或发生滑移以耗散地震输入能量。当采用油阻尼器或黏弹性阻尼器时，消能减震装置为墙体提供的抗倾覆刚度非常有限，这时可将墙体视为具有粘性耗能能力的摇摆墙，消能减震装置在多遇、设计和罕遇地震作用下均能够为结构体系提供额外的阻尼，从而降低设计地震作用。无论采用何种消能减震装置，其与钢梁的连接均应保证消能减震装置的拆装，以在必要时便于更换。消能减震装置的间距、长度、承载力、刚度等参数均需经过专门的结构地震反应分析设计来确定。上部钢梁及其与钢筋混凝土墙体之间的连接构造应保证将消能减震装置的轴力有效地传递给钢筋混凝土墙体，而不会使钢梁屈服，或使钢梁与钢筋混凝土墙体之问的连接部位出现损伤。

本实用新型的特征在于，该支座将传统钢筋混凝土抗震墙底部区域的受剪和受弯抗力机制分解为相互独立的抗力机制，其中，受剪抗力机制采用铰支座和与之对应的支撑、连接系统，具有足够的受剪承载力和受压承载力，且可以自由转动，受弯抗力机制采用位于铰支座两侧的线形消能减震装置，具有可灵活设计的受弯承载力和优异的耗能能力。

本实用新型基于结构损伤控制原理，将受剪抗力机制与受弯抗力耗能机制有效分离，一方面可以更加充分地利用不同材料的性能，另一方面使抗震墙体底部的受力状态更加明确。这种分工受力的结构布置方式有以下优点：

(1)可以使抗震墙底部区域具有可靠的且显著提高的耗能能力，有助于减小结构体系的地震反应；

(2)可以使抗震墙底部区域具有可控的损伤机制，显著降低地震后对该区域进行修复的必要性和难度；

(3)抗震墙底部区域的受剪和受弯刚度、承载力的设计相互分离，既可以简化抗震墙底部区域的抗震设计，也可以实现更加丰富的抗震设计组合，为实现新型的摇摆墙结构体系提供便利。

附图说明

图1.抗震墙耗能减震支座在结构体系中的布置示意图

1：抗震墙耗能减震支座；2：钢筋混凝土抗震墙；

图2.抗震墙耗能减震支座示意图

3：铰接支座；4：上部钢斜撑；5：下部钢斜撑；6：线形消能减震装置；

7：摩擦型高强螺栓连接；8：上钢梁；9：下钢梁；

图3.铰支座构造样例

(a)齿状；(b)销式；(c)盆式；

具体实施方式

图1是本实用新型涉及的抗震墙消能减震支座在建筑结构中实施的布置示意图。在新建建筑结构的建造过程中，根据设计要求首先将包括钢斜撑和铰支座在内的受剪抗力体系安装就位，并采取临时支撑使其保证稳定的位形，不致发生转动。然后将受弯抗力体系中的线形消能减震装置安装就位并与上钢梁、下钢梁预连接，即保留一定的位形调整空间。对于采用摩擦型高强螺栓连接的情况，即将摩擦型高强螺栓固定，但不拧紧。然后在上钢梁上架设模板，绑扎钢筋并浇筑钢筋混凝土抗震墙。待墙体浇筑完成，变形稳定后，拆除底部区域的临时支撑，并将线形消能减震装置与上钢梁、下钢梁正式连接。对于采用摩擦型高强螺栓连接的情况，即将各个摩擦型高强螺栓拧紧至设计扭力。

Claims (3)

1.一种抗震墙耗能减震支座，其特征是，包含铰接支座，上部钢斜撑，下部钢斜撑，线形消能减震装置，摩擦型高强螺栓，上钢梁，下钢梁；铰接支座与上部钢斜撑、下部钢斜撑焊接连接；上部钢斜撑与上钢梁焊接连接；下部钢斜撑与下钢梁焊接连接；线形消能减震装置通过摩擦型高强螺栓与上钢梁、下钢梁连接。 

2.根据权利要求1所述的抗震墙耗能减震支座，其特征在于，所述的铰接支座是齿状的，或销式的，或盆式的。 

3.根据权利要求1所述的抗震墙耗能减震支座，其特征在于，所述的线形消能减震装置是金属屈服型阻尼器，或摩擦型阻尼器，或油阻尼器，或黏弹性阻尼器。