一种高韧性剪力墙及其建造方法技术

本发明专利技术公开了一种高韧性剪力墙及其建造方法，包括地梁，地梁上安装有剪力墙；所述剪力墙底部的左、右两侧均通过支撑结构和若干受拉耗能结构与地梁相连；剪力墙中部通过预应力筋和抗剪钢棒与地梁相连。本发明专利技术具有快修复，低残余位移，自复位好的优点，改变了传统普通耗能钢筋既受拉又受压的受力机制，使得其只受拉，避免了因受压屈曲而过早破坏的现象，兼顾了剪力墙自复位与耗能的要求，避免了传统自复位剪力墙位移大、耗能能力低的缺点，且损伤后更换迅速，大大提高了其韧性能力。大大提高了其韧性能力。大大提高了其韧性能力。

【技术实现步骤摘要】
一种高韧性剪力墙及其建造方法


[0001]本专利技术属于建筑领域，尤其涉及一种高韧性剪力墙及其建造方法。

技术介绍

[0002]我国建筑抗震设防标准是“小震不坏，中震可修，大震不倒”，可是越来越多学者发现，虽然我国的设防标准已经满足安全要求，但地震带来的经济损失巨大，且震后的建筑一般不能立刻修复使用。2020年3月31日中国GB/T38591
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2020《建筑抗震韧性评价标准》正式发布，标志着我国进入建设抗震韧性建筑乃至韧性城市的阶段。建筑抗震韧性，顾名思义指建筑结构在经受地震作用后维持和迅速恢复使用功能的能力。近年来为了解决建筑因地震造成结构损伤进而修复所带来的巨大经济损失问题，通过开发耗能、自恢复、摇摆等措施，减少了因地震后修复带来的经济成本。而结构中，剪力墙承受着大量水平荷载和纵向荷载，是重要的构件也是灾后修复的重点对象，所以提高其韧性具有重要意义。目前，提高韧性主要通过可恢复实现，但实现快速的可恢复还没人进行深入的研究，高韧性就更无法实现。实现可恢复剪力墙结构中耗能措施大致可以分为以下几类：一是通过挖空剪力墙左右下端两直角，设置预先设计好的阻尼器，在地震过程中，墙角最先受力，且受力最大，于是阻尼器吸收剪力墙中大部分地震能量，进而减少剪力墙损伤；二是通过设置钢板，利用钢板优异的耗能能力进行耗能。自恢复剪力墙措施大致如下：一是在两墙角处安置碟簧装置，碟簧装置由多片无支撑面碟簧叠合与对合，其中碟簧叠合能提供恢复力，碟簧对合能提供较大行程，碟簧装置的安置能提供剪力墙恢复力，减少地震作用下的残余变形；二是在剪力墙内设置无粘结预应力钢绞线，利用剪力墙的自重和给钢绞线的预应力，实现剪力墙的自复位。此外摇摆结构主要通过结构底部铰接实现，摇摆结构利用自身的的抗弯刚度和强度对框架受到内力进行重分配，从而使结构层间变形均匀，避免发生软弱层破坏。
[0003]但是上述技术的缺陷如下:
[0004]1.耗能措施中，阻尼器由于空间的限制以及剪力墙受力的复杂性，常常无法理想的进行耗能，进而其耗能能力大打折扣，更重要的是，阻尼器造价较高，无法全面普及，限制了其发展；钢板虽然能在预定受力方向的进行耗能，且造价较低，但是地震具有随机性与不确定性，不确定性决定了发生地震的时间，由于钢板不耐腐蚀，就会造成损伤，从而影响耗能功能，另外地震的随机性会使得钢板并不一定在预定的受力方向上受力，这也会导致耗能能力下降。2.自复位剪力墙措施中，自复位碟簧装置构造复杂，组装程序多，不易于工人施工，此外碟簧装置仅提供自复位能力，其耗能能力弱，无法实现高韧性目标。自复位无粘结预应力钢绞线剪力墙虽然实现了剪力墙的自复位，但传统的无粘结预应力钢绞线常常设置在剪力墙中部，而剪力墙中部往往受力小，位移小，进而导致设置的预应力钢绞线自复位能力弱，若在强震作用下，剪力墙损伤大，就会导致丧失自复位能力，进而不宜继续使用，更换剪力墙成本提高，这就与高韧性结构建筑标准相违背。3.目前在柱结构中实现钢筋受拉，混凝土受压分开受力以此减少钢筋残余应变，增强自复位能力的方案，但在剪力墙中尚未出现，此外，结构中实现钢筋受拉，混凝土受压的措施通常为预设PVC管，在PVC管中埋设钢
绞线，避免钢绞线与混凝土接触，以此替代钢筋实现钢绞线只受拉的功能，但由于PVC管强度低容易发生破坏，在反复轴压下的可靠性低。

技术实现思路

[0005]为解决上述问题，本专利技术公开了一种高韧性剪力墙及其建造方法。本专利技术具有快修复，低残余位移，自复位好的优点，改变了传统普通耗能钢筋既受拉又受压的受力机制，使得其只受拉，避免了因受压屈曲而过早破坏的现象，兼顾了剪力墙自复位与耗能的要求，减少了传统自复位剪力墙位移大、耗能能力低的缺点，更换迅速，大大提高了其韧性能力。
[0006]为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：
[0007]一种高韧性剪力墙，包括地梁13，地梁13上安装有剪力墙；所述剪力墙底部的左、右两侧均通过支撑结构和若干受拉耗能结构；与地梁13相连；剪力墙中部通过预应力筋8和抗剪钢棒12与地梁13相连；
[0008]所述高韧性剪力墙遇震后，通过支撑结构进行受压和对剪力墙进行支撑，通过受拉耗能结构对剪力墙拉紧和耗能。
[0009]进一步的改进，所述支撑结构为预制钢板长盒2，预制钢板长盒2顶部和底部前后两侧固定有钢板10，钢板10上成形有若干供受拉耗能结构穿过的通孔。
[0010]进一步的改进，所述预制钢板长盒2内安装有预制UHPC11，预应力筋8，在另一预留抗剪钢棒孔18处安装抗剪钢棒12，接着在过渡区范围内浇筑过渡区现浇UHPC9，过渡区浇筑完毕后再浇筑现浇混凝土7，现浇混凝土7为普通混凝土，然后采用后张拉法将预应力筋8，提供预应力，最后在预制钢板长盒2外浇筑ECC混凝土16。
[0011]本专利技术优点：
[0012]本结构具有快修复，低残余位移，自复位好的优点。UHPC具有高强度，高延性的特点，而与钢板的结合提高了耗能的能力，也大大提高了其抗压能力，改变了传统剪力墙墙角处因轴压过大而破坏的现象；传统的耗能钢筋因为其设置在混凝土内部，在剪力墙受损时，通常要挖掉受损的混凝土，进而更换受损钢筋，这在修复上会造成时间的浪费，而本技术中，耗能钢棒与混凝土分开受力，耗能钢棒设置在混凝土外部，一但耗能钢棒受损，可直接进行跟换，修复效率大大提高，故有快修复的特点。ECC混凝土具有高延性，耗能强的特点，ECC与替换钢筋的结合一方面保护其不锈蚀，另一方面利用ECC容易凿的特点，当大震来临时，ECC震碎，从而减少人工凿这一施工，经过简单处理后就可以直接替换震后耗能的钢筋。经过结合套筒连接的耗能钢棒与剪力墙突起钢筋连接，改变了传统普通耗能钢筋既受拉又受压的受力机制，使得其只受拉，避免了因受压屈曲而过早破坏的现象，故有低残余位移的特点，此外经过结合套筒连接耗能钢棒的设置，不同于预埋PVC管从而达到钢筋只受拉不受压的方案，结合套筒连接施工更加方便，造价更加便宜。本结构兼顾了剪力墙自复位与耗能的要求，减少了传统自复位剪力墙位移大、耗能能力低的缺点，更换迅速，大大提高了其韧性能力。
附图说明：
[0013]图1为高韧性剪力墙地梁示意图
[0014]图2为预制钢板长盒三维示意图
[0015]图3为替换耗能钢棒示意图
[0016]图4为结合套筒三维示意图
[0017]图5为只张拉钢棒配置图
[0018]图6为只张拉钢棒剖面图
[0019]图7为突起钢筋与只张拉钢棒结合配置图
[0020]图8为高韧性剪力墙墙角示意图
[0021]图9为高韧性剪力墙中部竖剖面图
[0022]图10为高韧性剪力墙过渡区横截面图
[0023]图11为高韧性剪力墙可替换区横截面图。
具体实施方式
[0024]以下结合实施例对本专利技术做进一步说明。
[0025]实施例1
[0026]如图1
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11所示的一种高韧性剪力墙，其建造方法，包括如下步骤：
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高韧性剪力墙，其特征在于，包括地梁(13)，地梁(13)上安装有剪力墙；所述剪力墙底部的左、右两侧均通过支撑结构和若干受拉耗能结构；与地梁(13)相连；剪力墙中部通过预应力筋(8)和抗剪钢棒(12)与地梁(13)相连；所述高韧性剪力墙遇震后，通过支撑结构进行受压和对剪力墙进行支撑，通过受拉耗能结构对剪力墙拉紧和耗能。2.如权利要求1所述的高韧性剪力墙，其特征在于,所述支撑结构为预制钢板长盒(2)，预制钢板长盒(2)顶部和底部前后两侧固定有钢板(10)，钢板(10)上成形有若干供受拉耗能结构穿过的通孔。3.如权利要求2所述的高韧性剪力墙，其特征在于，所述预制钢板长盒(2)内安装有预制UHPC(11)，预制钢板长盒(2)外浇筑有ECC混凝土(16)。4.如权利要求1所述的高韧性剪力墙，其特征在于，所述地梁(13)顶部预埋有突起钢筋(1)，剪力墙内预埋有纵筋(15)；受拉耗能结构包括与突起钢筋(1)螺纹连接的第一长套筒(6)，第一长套筒(6)螺纹连接有第一替换耗能钢棒(3)，第一替换耗能钢棒(3)外套设有第一结合套筒(4)，第一替换耗能钢棒(3)顶部外凸有第一限位凸环(31)；所述第一结合套筒(4)螺纹连接有大套筒(5)，大套筒(5)螺纹连接有第二结合套筒(41)，第二结合套筒(41)套设在第二替换耗能钢棒(32)外，第二替换耗能钢棒(32)底部外凸有第二限位凸环(33)，第二替换耗能钢棒(32)螺纹连接有第二长套...

【专利技术属性】
技术研发人员：马高，覃春雄，何海波，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：