正交胶合木剪力墙—混凝土核心筒混合抗侧力体系制造技术

本发明专利技术涉及正交胶合木剪力墙—混凝土核心筒混合抗侧力体系，包括正交胶合木剪力墙、混凝土核心筒、可更换耗能连接件、混凝土基础、预应力摇摆支撑件、第一后张无粘结预应力筋、第二后张无粘结预应力筋、第一钢垫板、第二钢垫板，正交胶合木剪力墙与混凝土核心筒通过若干个可更换耗能连接件进行连接，混凝土核心筒与混凝土基础间通过第一钢垫板、第二钢垫板以及若干个预应力摇摆支撑件连接，第一后张无粘结预应力筋纵向贯穿正交胶合木剪力墙并通过锚具固定，第二后张无粘结预应力筋纵向贯穿混凝土核心筒并通过锚具固定。与现有技术相比，本发明专利技术可有效减小正交胶合木墙板与混凝土剪力墙在地震中的损伤，耗能件易更换，可降低震后修复难度与费用。

Hybrid lateral force resisting system of orthogonal laminated wood shear wall concrete core tube

The invention relates to a hybrid lateral resistance system of orthogonal glued wood shear wall-concrete core tube, including orthogonal glued wood shear wall, concrete core tube, replaceable energy dissipation connector, concrete foundation, prestressed swing support, first post-tensioned unbonded prestressed bar, second post-tensioned unbonded prestressed bar and first steel backing plate. The second steel pad, the orthogonal plywood shear wall and the concrete core tube are connected by a number of replaceable energy dissipation connectors. The concrete core tube and the concrete foundation are connected by the first steel pad, the second steel pad and several prestressed rocking supports. The first and the last unbonded prestressed tendons run through the orthogonal longitudinal direction. The glued wood shear wall is fixed by anchorage, and the second unbonded tendons are longitudinally penetrated through the concrete core tube and fixed by anchorage. Compared with the prior art, the invention can effectively reduce the damage of the orthogonal plywood wallboard and the concrete shear wall in the earthquake, and the energy dissipating parts are easy to replace, and the difficulty and cost of the post-earthquake repair can be reduced.

【技术实现步骤摘要】
正交胶合木剪力墙—混凝土核心筒混合抗侧力体系
本专利技术涉及建筑工程领域，尤其是涉及正交胶合木剪力墙—混凝土核心筒混合抗侧力体系。
技术介绍
地震具有突发性和不可预测性，且发生频率较高，给人类社会造成了巨大的损失。我国是陆地地震多发国家之一，尤其是近年来频繁发生的大地震，对建筑结构造成了严重的震害。正交胶合木是一种至少由三层实木锯材或结构复合板材正交组坯，采用结构胶黏剂压制而成的矩形、直线、平面板材形式的工厂预制工程木产品。相比传统木构件的力学性能，正交胶合木层板采用正交双向胶合，可有效弥补木材顺纹和横纹受力性能差异大的缺陷，形成良好的平面内抗压和抗剪强度。同时，木结构通常被认为仅适用于低层建筑，而中国人口众多，多高层木结构建筑亟待发展。但在多高层木结构中，抗侧性能为其薄弱环节。我国现行的抗震规范对抗震设防目标和设计方法分别为三水准设防和两阶段设计方法，传统的建筑结构体系通过建筑材料的延性和结构变形来抵抗地震作用，耗散地震能量，保证主体结构的安全，震后结构虽未发生倒塌，但往往使结构和构件有很大的残余变形，大大增加了震后结构的维修难度，同时也加大了修复费用。然而在普通正交胶合木多高层木结构中，在地震作用后，传统正交胶合木剪力墙角钢节点出现以金属屈服和木材塑性劈裂为主的破坏模式，使得结构有较大残余变形、修复困难。
技术实现思路
针对现有多高层纯木结构抗侧性能不足的问题，本专利技术提出正交胶合木剪力墙—混凝土核心筒混合抗侧力体系。本专利技术不但可以提高结构整体的抗侧性能，使混凝土核心筒承担大部分侧向力，同时加入了耗能构件和自复位性能，在地震作用下充分耗能减震，并且能利用预应力筋的特性，消除了结构在地震作用下的残余变形，大幅降低了钢木混合抗震墙在震后的修复费用和难度。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种正交胶合木剪力墙—混凝土核心筒混合抗侧力体系，包括正交胶合木剪力墙、混凝土核心筒、可更换耗能连接件、混凝土基础、预应力摇摆支撑件、第一后张无粘结预应力筋、第二后张无粘结预应力筋、第一钢垫板、第二钢垫板，所述正交胶合木剪力墙与混凝土核心筒通过若干个可更换耗能连接件进行连接，所述混凝土基础位于正交胶合木剪力墙与混凝土核心筒的下方，所述混凝土核心筒与混凝土基础间通过第一钢垫板、第二钢垫板以及若干个预应力摇摆支撑件连接，所述第一后张无粘结预应力筋纵向贯穿正交胶合木剪力墙并通过锚具固定，所述第二后张无粘结预应力筋纵向贯穿混凝土核心筒并通过锚具固定。在本专利技术的一个实施方式中，所述正交胶合木剪力墙层间设置局部钢垫块，所述第一后张无粘结预应力筋纵向贯穿正交胶合木剪力墙并穿过局部刚垫块，在正交胶合木剪力墙上端与混凝土基础分别通过第一锚具和第二锚具固定。在本专利技术的一个实施方式中，所述第二后张无粘结预应力筋纵向贯穿混凝土核心筒，在混凝土核心筒上端与混凝土基础分别通过第三锚具第四锚具固定。在本专利技术的一个实施方式中，所述可更换耗能连接件由U型钢连接件、T型钢连接件、两块耗能钢板组成，U型钢连接件的一端与正交胶合木剪力墙连接，另一端通过两块耗能钢板连接T型钢连接件的一端，T型钢连接件的另一端与混凝土核心筒连接。在本专利技术的一个实施方式中，所述U型钢连接件由U型钢、第一钢板焊接而成，U型钢通过预留螺钉孔与正交胶合木剪力墙螺钉连接；T型钢连接件由第二钢板、第三钢板焊接而成，第二钢板通过第一预留锚栓孔与混凝土核心筒锚栓连接；U型钢连接件与T型钢连接件通过设置在第一钢板、第三钢板两侧的两块耗能钢板来进行连接，第一螺栓穿过第一钢板中第一预留螺栓孔与两块耗能钢板中的第二预留螺栓孔以连接U型钢连接件与两块耗能钢板，第二螺栓穿过第三钢板中第三预留螺栓孔与两块耗能钢板中的第四预留螺栓孔以连接T型钢连接件与两块耗能钢板。在本专利技术的一个实施方式中，所述耗能钢板上设有菱形孔洞。在本专利技术的一个实施方式中，所述预应力摇摆支撑件由O形钢支撑件、第三后张无粘结预应力筋、第五锚具、第二锚栓组成，O形钢支撑件上开设有预留预应力筋孔与第二预留锚栓孔，O形钢支撑件位于上部第一钢垫板与下部第二钢垫板间，第二锚栓依次穿过上部第一钢垫板、第二预留锚栓孔以及下部第二钢垫板将混凝土核心筒与混凝土基础连接，第三后张无粘结预应力筋穿过预留预应力筋孔在O形钢支撑件两端采用第五锚具锚固。在本专利技术的一个实施方式中，所述正交胶合木剪力墙为3层、5层或7层正交胶合木。在本专利技术的一个实施方式中，所述第一后张无粘结预应力筋、第二后张无粘结预应力筋为预应力钢绞线、预应力钢丝束、精轧螺纹钢、FRP或GFRP筋中任一种。在本专利技术的一个实施方式中，所述的第一锚具、第二锚具、第三锚具、第四锚具、第五锚具选用夹片式锚具、支承式锚具、锥塞式锚具或螺母锚具中任一种。在地震力作用下，结构摇摆并通过可更换耗能连接件与预应力摇摆支撑件耗能，震后结构在预应力筋的作用下回到初始状态。本专利技术将其与混凝土核心筒相结合，可以有效提高结构的抗侧力性能，大部分侧向力由混凝土核心筒承担，同时加入耗能连接件，可提高结构抗震性能与延性，耗能构件也具有易更换性。本专利技术的结构体系中还加入了预应力筋，使结构具有自复位性能，可以有效地减少建筑结构震后残余变形，它不仅能够在地震发生时充分耗能，保障结构的安全可靠，同时也有助于震后结构快速修复，使结构能够尽快地恢复正常使用。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点及有益效果：(1)混凝土核心筒的加入相比多高层纯木结构体系，其抗侧性能大大提高。在正交胶合木剪力墙—混凝土核心筒混合抗侧力体系中，大部分侧向力由混凝土核心筒承担，减少木结构部分的破坏。(2)本专利技术减震效果好，抗震性能优越。在小震下，正交胶合木剪力墙具有良好的抗侧刚度，能够与混凝土核心筒共同抵抗水平地震剪力；在中震或大震下，混凝土核心筒可承担大部分侧向力，同时两者间的耗能连接件通过耗能钢板的变形，充分发挥了耗能减震的作用。(3)本专利技术具有自复位功能，使得结构在震后易修复且大幅度降低了修复费用。在中震或大震下，耗能连接件中的耗能钢板充分地变形和耗能，有效地控制了木剪力墙的变形，大幅度降低了木剪力墙的损伤，贯穿正交胶合木剪力墙与混凝土核心筒的后张无粘结预应力筋始终处于弹性受拉状态，在预应力筋的作用下，结构回到初始状态，结构残余变形很小，耗能连接件若在地震作用下发生不可恢复变形或破坏，震后可方便地更换。(4)本专利技术构造简单，易于施工，符合建筑工业化的发展趋势，同时混凝土结构部分造价低廉，在实际的工程应用中具有巨大的前景。附图说明图1为实施例1中正交胶合木剪力墙—混凝土核心筒混合抗侧力体系的结构示意图；图2为图1的A处局部放大示意图；图3为图2中C-C可更换耗能连接件与木剪力墙、混凝土核心筒连接方式的剖面示意图；图4为可更换耗能连接件中耗能钢板结构示意图；图5为连接可更换耗能连接件与木剪力墙的U型钢连接件结构示意图；图6为连接可更换耗能连接件与混凝土核心筒的T型钢连接件结构示意图；图7为图1中的B处局部放大示意图；图8为图7中D-D处预应力摇摆支撑件与混凝土核心筒、混凝土基础连接方式的剖面示意图；图9为预应力摇摆支撑件的分解结构示意图。图中标号：1为正交胶合木剪力墙、2为混凝土核心筒、3为可更换耗能连接件、31为U型钢连接件、311为U型钢、3110为预留螺钉孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种正交胶合木剪力墙—混凝土核心筒混合抗侧力体系，其特征在于，包括正交胶合木剪力墙(1)、混凝土核心筒(2)、可更换耗能连接件(3)、混凝土基础(4)、预应力摇摆支撑件(5)、第一后张无粘结预应力筋(6)、第二后张无粘结预应力筋(7)、第一钢垫板(81)、第二钢垫板(82)，所述正交胶合木剪力墙(1)与混凝土核心筒(2)通过若干个可更换耗能连接件(3)进行连接，所述混凝土基础(4)位于正交胶合木剪力墙(1)与混凝土核心筒(2)的下方，所述混凝土核心筒(2)与混凝土基础(4)间通过第一钢垫板(81)、第二钢垫板(82)以及若干个预应力摇摆支撑件(5)连接，所述第一后张无粘结预应力筋(6)纵向贯穿正交胶合木剪力墙(1)并通过锚具固定，所述第二后张无粘结预应力筋(7)纵向贯穿混凝土核心筒(2)并通过锚具固定。

【技术特征摘要】
1.一种正交胶合木剪力墙—混凝土核心筒混合抗侧力体系，其特征在于，包括正交胶合木剪力墙(1)、混凝土核心筒(2)、可更换耗能连接件(3)、混凝土基础(4)、预应力摇摆支撑件(5)、第一后张无粘结预应力筋(6)、第二后张无粘结预应力筋(7)、第一钢垫板(81)、第二钢垫板(82)，所述正交胶合木剪力墙(1)与混凝土核心筒(2)通过若干个可更换耗能连接件(3)进行连接，所述混凝土基础(4)位于正交胶合木剪力墙(1)与混凝土核心筒(2)的下方，所述混凝土核心筒(2)与混凝土基础(4)间通过第一钢垫板(81)、第二钢垫板(82)以及若干个预应力摇摆支撑件(5)连接，所述第一后张无粘结预应力筋(6)纵向贯穿正交胶合木剪力墙(1)并通过锚具固定，所述第二后张无粘结预应力筋(7)纵向贯穿混凝土核心筒(2)并通过锚具固定。2.根据权利要求1所述的一种正交胶合木剪力墙—混凝土核心筒混合抗侧力体系，其特征在于，所述正交胶合木剪力墙(1)层间设置局部钢垫块(63)，所述第一后张无粘结预应力筋(6)纵向贯穿正交胶合木剪力墙(1)并穿过局部刚垫块(63)，在正交胶合木剪力墙(1)上端与混凝土基础(4)分别通过第一锚具(61)和第二锚具(62)固定。3.根据权利要求1所述的一种正交胶合木剪力墙—混凝土核心筒混合抗侧力体系，其特征在于，所述第二后张无粘结预应力筋(7)纵向贯穿混凝土核心筒(2)，在混凝土核心筒(2)上端与混凝土基础(4)分别通过第三锚具(71)第四锚具(72)固定。4.根据权利要求1所述的一种正交胶合木剪力墙—混凝土核心筒混合抗侧力体系，其特征在于，所述可更换耗能连接件(3)由U型钢连接件(31)、T型钢连接件(32)、两块耗能钢板(33)组成，U型钢连接件(31)的一端与正交胶合木剪力墙(1)连接，另一端通过两块耗能钢板(33)连接T型钢连接件(32)的一端，T型钢连接件(32)的另一端与混凝土核心筒(2)连接。5.根据权利要求4所述的一种正交胶合木剪力墙—混凝土核心筒混合抗侧力体系，其特征在于，所述U型钢连接件(31)由U型钢(311)、第一钢板(312)焊接而成，U型钢(311)通过预留螺钉孔(3110)与正交胶合木剪力墙(1)螺钉连接；T...

【专利技术属性】
技术研发人员：李征，何敏娟，韩倩文，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31