本发明专利技术涉及一种带可更换分阶段耗能装置的摇摆式双钢板混凝土组合剪力墙，包括由上剪力墙和下剪力墙构成的双钢板混凝土组合剪力墙、摇摆构件、带弹簧连接件的竖向橡胶支座以及耗能阻尼装置，摇摆构件和两侧带弹簧连接件的竖向橡胶支座共同作用可实现摇摆剪力墙的转动效应，减小其所受到的水平作用；耗能阻尼装置由若干组变截面耗能角钢单元和转动摩擦单元组成，通过合理设计可以实现分阶段耗能，能满足不同强度地震作用下的耗能需求。本发明专利技术建立了多道地震防线，具有耗能能力强，结构安全冗余度高等特点；地震作用后，仅需更换外侧损伤的耗能阻尼装置，主体结构能快速恢复使用功能。功能。功能。
【技术实现步骤摘要】
带可更换分阶段耗能装置的摇摆式双钢板混凝土组合剪力墙
[0001]本专利技术涉及一种带可更换分阶段耗能装置的摇摆式双钢板混凝土组合剪力墙，属于建筑结构工程
技术介绍
[0002]剪力墙作为一种重要的抗侧力构件，能够有效的提高建筑结构的抗震能力。但其本身刚度大、延性较小，在地震作用后往往破坏严重，修复成本高或难以修复。
[0003]为了解决剪力墙震后破坏严重的问题，在剪力墙结构体系内引入了摇摆结构，形成一种新型的结构抗震体系。目前的摇摆剪力墙通过布置耗能装置进行耗散地震，以减小剪力墙的损坏，但是其耗能能力有限，作为抗震防线的安全冗余度并不够，同时在遭遇大震时，现有技术的耗能装置因为反复碰撞容易产生累积损伤，造成构件难以修复和更换。
[0004]因此，迫切需要研发一种耗能能力强，有足够安全冗余度，又能迅速恢复使用功能的新型摇摆式剪力墙。
技术实现思路
[0005]本专利技术提供一种带可更换分阶段耗能装置的摇摆式双钢板混凝土组合剪力墙，满足地震作用下分阶段进行耗能的需求，使得结构安全冗余度提高，同时在损坏后进行快速拆卸更换。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：带可更换分阶段耗能装置的摇摆式双钢板混凝土组合剪力墙，包括由两片剪力墙构成的双钢板混凝土组合剪力墙，两片剪力墙分别为上剪力墙和下剪力墙，上剪力墙与下剪力墙之间有间距， 定义间距的中心为原点，平行于地面方向为X轴，垂直于地面方向为Y轴，建立二维坐标系，上剪力墙位于Y轴的正方向，下剪力墙位于Y轴的负方向；在坐标系的原点位置安装摇摆构件，摇摆构件位于X轴上的两侧分别安装带弹簧连接件的竖向橡胶支座，摇摆构件、带弹簧连接件的竖向橡胶支座均同时与上剪力墙、下剪力墙连接；还包括耗能阻尼装置，其包括变截面耗能角钢单元以及转动摩擦单元，变截面耗能角钢单元包括若干组，沿着X轴方向且对称分布在X轴两侧，若干组变截面耗能角钢单元能够根据实际耗能情况进行拆卸与更换；间距内位于X轴的始端、终端位置分别安装转动摩擦单元，转动摩擦单元的摩擦界面能够产生摩擦力，加速双钢板混凝土组合剪力墙的能量耗散；作为本专利技术的进一步优选，上剪力墙朝向下剪力墙的端部设置端板，下剪力墙朝向上剪力墙的端部同样设置端板，摇摆构件、竖向橡胶支座以及耗能阻尼装置均通过端板与双钢板混凝土组合连接；作为本专利技术的进一步优选，所述摇摆构件包括单耳板和双耳板，单耳板的底部安装在上剪力墙的端板上，双耳板的底部安装在下剪力墙的端板上，单耳板与双耳板通过销
轴实现可旋转连接；作为本专利技术的进一步优选，所述变截面耗能角钢单元包括上角钢、下角钢以及摩擦板；上角钢的短肢与上剪力墙的端板通过螺栓连接，下角钢的短肢与下剪力墙的端板通过螺栓连接，上角钢的长肢与下角钢的长肢之间布设摩擦板，在上角钢的长肢上沿着Y轴方向开设竖向长圆孔，螺栓顺次穿设下角钢的长肢圆孔、摩擦板和上角钢的长肢竖向长圆孔，实现上角钢与摩擦板的相对滑动；作为本专利技术的进一步优选，上角钢的短肢为变截面结构，其由上角钢的长肢端部向外部延伸扩大；下角钢的短肢同样为变截面结构，其由下角钢的长肢端部逐渐向外部延伸扩大；在变截面耗能角钢单元中，上角钢的短肢以及下角钢的短肢的延伸方向均背向X轴；上角钢的长肢上开设的竖向长圆孔，逐渐靠近原点的竖向长圆孔在Y轴方向的长度匹配变小；作为本专利技术的进一步优选，所述转动摩擦单元包括上圆弧形钢板、下圆弧形钢板以及圆弧形摩擦板，圆弧形摩擦板包括两块，上圆弧形钢板的弧形边与下圆弧形钢板的弧形板相对布设，且上圆弧形钢板板面与下圆弧形钢板板面位于同一平面；上圆弧形钢板的直线侧边在X轴方向通过对接焊缝与上剪力墙的端板连接，下圆弧形钢板的直线侧边在X轴方向通过对接焊缝与下剪力墙的端板连接；每块圆弧形摩擦板上均开设两个长圆孔，且两个长圆孔沿着弧形边分布，两块圆弧形摩擦板分别置于上圆弧形钢板与下圆弧形钢板形成的同平面两侧，上圆弧形钢板与两侧的圆弧形摩擦板、下圆弧形钢板与两侧的圆弧形摩擦板均能够相对滑动；第一根螺栓顺次穿设第一块圆弧形摩擦板上的一个长圆孔、上圆弧形钢板以及第二块圆弧形摩擦板上的一个长圆孔，第二根螺栓顺次穿设第一块圆弧形摩擦板上的另一个长圆孔、下圆弧形钢板以及第二块圆弧形摩擦板上的另一个长圆孔；作为本专利技术的进一步优选，第一根螺栓的初始预紧力小于第二根螺栓的初始预紧力；作为本专利技术的进一步优选，上圆弧形钢板与下圆弧形钢板相邻的侧边之间有间隙；作为本专利技术的进一步优选，上圆弧形钢板、下圆弧形钢板以及圆弧形摩擦板为镀锌钢板或者黄铜板或者钢板或者铝板；作为本专利技术的进一步优选，所述竖向橡胶支座包括连接件与底座，连接件的顶部与上剪力墙的端板通过焊缝连接，连接件的底部与底座通过嵌入连接；所述底座包括底板、橡胶支座本体、开槽钢支座以及弹簧连接件，开槽钢支座与底板之间垂直固定橡胶支座本体，底板与下剪力墙的端板通过焊缝连接，在橡胶支座本体对称的两侧分别布设弹簧连接件；连接件的底部中心位置向外凸起形成六面体，开槽钢支座的顶部中心位置开设凹槽，连接件的六面体与开槽钢支座的凹槽匹配，即六面体嵌入凹槽内，实现连接件与底座的紧密连接。
[0007]通过以上技术方案，相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术提供的带可更换分阶段耗能装置的摇摆式双钢板混凝土组合剪力墙，充分利用摇摆剪力墙的转动效应，通过转动过程中摇摆构件的转动和带弹簧连接件的竖向橡胶支座的竖向变形，可将剪力墙的整体转动变形转化成若干组变截面耗能角钢单元的竖向变形及转动摩擦单元的转动变形，减小了其所受到的水平作用，提高了剪力墙结构的安全性；2、本专利技术提供的带可更换分阶段耗能装置的摇摆式双钢板混凝土组合剪力墙，沿上剪力墙与下剪力墙之间间距的两侧至中心分布的变截面耗能角钢单元上竖向长圆孔的长度逐渐变小，在达到预定的层间位移角时，各组变截面耗能角钢单元可同时实现角钢短肢的塑性变形耗能，从而吸收大量地震能量；3、本专利技术提供的带可更换分阶段耗能装置的摇摆式双钢板混凝土组合剪力墙，采用若干组变截面耗能角钢单元和转动摩擦单元组成的耗能阻尼装置实现分阶段耗能，既可以显著增加摇摆剪力墙的耗能能力，又能提高结构的安全冗余度，还能满足不同强度地震作用下的耗能需求；4、本专利技术提供的带可更换分阶段耗能装置的摇摆式双钢板混凝土组合剪力墙，耗能阻尼装置可拆卸，在遇到地震作用后，仅需更换外侧损伤的耗能阻尼装置，主体结构即能快速恢复使用功能。
附图说明
[0008]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。
[0009]图1是本专利技术提供的带可更换分阶段耗能装置的摇摆式双钢板混凝土组合剪力墙的整体结构示意图；图2是本专利技术提供的带可更换分阶段耗能装置的摇摆式双钢板混凝土组合剪力墙中上剪力墙、下剪力墙构成的双钢板混凝土组合剪力墙结构示意图；图3是本专利技术提供的带可更换分阶段耗能装置的摇摆式双钢板混凝土组合剪力墙中摇摆构件结构示意图；图4是本专利技术提供的带可更换分阶段耗能装置的摇摆式双钢板混凝土组合剪力墙中变截面耗能角钢单元结构示意图；图5是本专利技术提供的带可更换分阶段耗能装置的摇摆式双钢板混凝土组合剪力墙中转动摩擦单元结本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1. 带可更换分阶段耗能装置的摇摆式双钢板混凝土组合剪力墙，其特征在于：包括由两片剪力墙构成的双钢板混凝土组合剪力墙（1），两片剪力墙分别为上剪力墙（11）和下剪力墙（12），上剪力墙（11）与下剪力墙（12）之间有间距， 定义间距的中心为原点，平行于地面方向为X轴，垂直于地面方向为Y轴，建立二维坐标系，上剪力墙（11）位于Y轴的正方向，下剪力墙（12）位于Y轴的负方向；在坐标系的原点位置安装摇摆构件（2），位于X轴上的原点两侧分别安装竖向橡胶支座（5），摇摆构件（2）、竖向橡胶支座（5）均同时与上剪力墙（11）、下剪力墙（12）连接；还包括耗能阻尼装置，其包括变截面耗能角钢单元（3）以及转动摩擦单元（4），变截面耗能角钢单元（3）包括若干组，沿着X轴方向且对称分布在X轴两侧，若干组变截面耗能角钢单元（3）能够根据实际耗能情况进行拆卸与更换；间距内位于X轴的始端、终端位置分别安装转动摩擦单元（4），转动摩擦单元（4）的摩擦界面能够产生摩擦力，加速双钢板混凝土组合剪力墙（1）的能量耗散。2.根据权利要求1所述的带可更换分阶段耗能装置的摇摆式双钢板混凝土组合剪力墙，其特征在于：上剪力墙（11）朝向下剪力墙（12）的端部设置端板（13），下剪力墙（12）朝向上剪力墙（11）的端部同样设置端板（14），摇摆构件（2）、竖向橡胶支座（5）以及耗能阻尼装置均通过端板与双钢板混凝土组合剪力墙（1）连接。3.根据权利要求2所述的带可更换分阶段耗能装置的摇摆式双钢板混凝土组合剪力墙，其特征在于：所述摇摆构件（2）包括单耳板（21）和双耳板（22），单耳板（21）的底部安装在上剪力墙（11）的端板上，双耳板（22）的底部安装在下剪力墙（12）的端板上，单耳板（21）与双耳板（22）通过销轴实现可旋转连接。4.根据权利要求2所述的带可更换分阶段耗能装置的摇摆式双钢板混凝土组合剪力墙，其特征在于：所述变截面耗能角钢单元（3）包括上角钢（31）、下角钢（33）以及摩擦板（32）；上角钢（31）的短肢与上剪力墙（11）的端板通过螺栓连接，下角钢（33）的短肢与下剪力墙（12）的端板通过螺栓连接，上角钢（31）的长肢与下角钢（33）的长肢之间布设摩擦板（32），在上角钢（31）的长肢上沿着Y轴方向开设竖向长圆孔，螺栓顺次穿设下角钢（33）的长肢圆孔、摩擦板（32）和上角钢（31）的长肢竖向长圆孔，实现上角钢（31）与摩擦板（32）的相对滑动。5.根据权利要求4所述的带可更换分阶段耗能装置的摇摆式双钢板混凝土组合剪力墙，其特征在于：上角钢（31）的短肢为变截面结构，其由上角钢（31）的长肢端部向外部延伸扩大；下角钢（33）的短肢同样为变截面结构，其由下角钢（33）的长肢端部逐渐向外部延伸扩大；在变截面耗能角钢单元（3）中，上角钢（31）的短肢以及下角钢...
【专利技术属性】
技术研发人员：秦颖，赵科学，汪江南，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：
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