一種帶有可更換墻趾構(gòu)件的型鋼混凝土剪力墻及墻趾構(gòu)件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于建筑工程領(lǐng)域，主要涉及型鋼混凝土剪力墻，具體涉及一種帶有可更換墻趾構(gòu)件的型鋼混凝土剪力墻及墻趾構(gòu)件。
【背景技術(shù)】
[0002]目前實(shí)際工程中的剪力墻結(jié)構(gòu)在地震作用下，剪力墻底部區(qū)域發(fā)生了嚴(yán)重破壞，雖然剪力墻結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生整體倒塌，然而震后修復(fù)工作難以進(jìn)行，影響了人們的正常生產(chǎn)生活O
[0003]在地震組合作用下剪力墻的破壞模式主要是彎曲破壞和剪切破壞，普通鋼筋混凝土剪力墻容易發(fā)生剪切破壞，墻腳混凝土脫落，墻體底部水平剪切裂縫有可能貫通，這種破壞是不可修復(fù)而不能繼續(xù)使用，只能廢棄，為了避免剪力墻發(fā)生剪切破壞，在鋼筋混凝土剪力墻兩端對(duì)稱配置型鋼，承擔(dān)水平力，減小混凝土的剪應(yīng)力，提高延性和耗能能力。
[0004]對(duì)兩端配置型鋼混凝土剪力墻進(jìn)行低周反復(fù)荷載試驗(yàn)，最終因混凝土壓碎而破壞，屬于彎曲破壞，破壞主要集中在墻肢兩側(cè)和根部，即墻趾破壞最為嚴(yán)重。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本申請(qǐng)經(jīng)過(guò)大量研究發(fā)現(xiàn)，若在易破壞部位用軟鋼消能阻尼器進(jìn)行替換，在母體墻抵抗地震作用時(shí)，軟鋼消能阻尼器耗散外部地震輸入能量，保護(hù)了母體墻免受震害，每次地震后，及時(shí)更換消能阻尼器，反復(fù)如此，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)抗震功能快速恢復(fù)的目的。因此，本實(shí)用新型的目的在于，提供一種帶有可更換墻趾構(gòu)件的型鋼混凝土剪力墻及墻趾構(gòu)件，解決型鋼混凝土剪力墻在破壞后難以修復(fù)而不能繼續(xù)使用的問題。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
[0007]一種帶有可更換墻趾構(gòu)件的型鋼混凝土剪力墻，包括剪力墻，剪力墻頂端連接上層樓面構(gòu)件，剪力墻底端連接下層樓面構(gòu)件，所述的剪力墻內(nèi)置型鋼，型鋼的頂端與上層樓面構(gòu)件相接，型鋼的底端與下層樓面構(gòu)件不相接；
[0008]型鋼的底端與下層樓面構(gòu)件之間的剪力墻上預(yù)留有墻趾安置腔，墻趾安置腔內(nèi)安裝有可拆卸的墻趾構(gòu)件，墻趾構(gòu)件的頂端與型鋼的底端相連，墻趾構(gòu)件的底端與下層樓面構(gòu)件相連；
[0009]所述的墻趾構(gòu)件包括U型板卡和消能彈簧，U型板卡的兩側(cè)對(duì)稱加工有貫通的卡槽；
[0010]消能彈簧的兩端均安裝有連接鋼板，連接鋼板卡在卡槽的外側(cè)使得消能彈簧安裝在U型板卡內(nèi)部。
[0011]本實(shí)用新型還具有如下區(qū)別技術(shù)特征:
[0012]所述的連接鋼板上加工有螺栓孔，螺栓穿過(guò)螺栓孔將墻趾構(gòu)件安裝在型鋼的底端和下層樓面構(gòu)件上。
[0013]所述的U型板卡和消能彈簧均采用低屈服點(diǎn)鋼制成。
[0014]所述的型鋼的屈服強(qiáng)度與連接鋼板的屈服強(qiáng)度相同，型鋼的屈服強(qiáng)度為U型板卡的屈服強(qiáng)度的2倍。
[0015]所述的消能彈簧的剛度系數(shù)Kci= 25X 10 3kN/m。
[0016]本實(shí)用新型還要保護(hù)一種墻趾構(gòu)件，包括U型板卡和消能彈簧，U型板卡的兩側(cè)對(duì)稱加工有貫通的卡槽；
[0017]消能彈簧的兩端均安裝有連接鋼板，連接鋼板卡在卡槽的外側(cè)使得消能彈簧安裝在U型板卡內(nèi)部。
[0018]所述的U型板卡和消能彈簧均采用低屈服點(diǎn)鋼制成。
[0019]所述的消能彈簧的剛度系數(shù)Kci= 25X 10 3kN/m。
[0020]本實(shí)用新型的有益效果在于:
[0021]( I )本實(shí)用新型可以將剪力墻所有的非彈性破壞集中到墻趾安置腔處的墻趾構(gòu)件處，保證母體墻整體不壞，墻趾構(gòu)件可以多次更換，抗震功能迅速恢復(fù)的特色。
[0022]( II )本實(shí)用新型采用屈服點(diǎn)較低的可更換的墻趾構(gòu)件具有較強(qiáng)的塑性變形及耗能能力，對(duì)結(jié)構(gòu)性能的影響在可控范圍之內(nèi)，容易生產(chǎn)制造，便于安裝拆卸，材料廉價(jià)，能滿足結(jié)構(gòu)更換的適用性要求，與結(jié)構(gòu)的連接簡(jiǎn)單，并且它的結(jié)構(gòu)形式可以根據(jù)實(shí)際工程的需要進(jìn)行靈活設(shè)計(jì)。
[0023](III)本實(shí)用新型兩端配置的型鋼優(yōu)選I字型鋼，既可避免剪力墻發(fā)生剪切破壞又可以與下端的墻趾構(gòu)件共同受力變形。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖2是墻趾構(gòu)件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖中各個(gè)標(biāo)號(hào)的含義為:1_剪力墻，2-上層樓面構(gòu)件，3-下層樓面構(gòu)件，4-型鋼，5-墻趾安置腔，6-墻趾構(gòu)件，7-螺栓；
[0027](6-1)-U型板卡，(6-2)-消能彈簧，(6_3)_卡槽，(6_4)_連接鋼板，(6_5)_螺栓孔。
[0028]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的具體內(nèi)容作進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明。
【具體實(shí)施方式】
[0029]遵從上述技術(shù)方案，以下給出本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，需要說(shuō)明的是本實(shí)用新型并不局限于以下具體實(shí)施例，凡在本申請(qǐng)技術(shù)方案基礎(chǔ)上做的等同變換均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0030]實(shí)施例1:
[0031]本實(shí)施例給出一種帶有可更換墻趾構(gòu)件的型鋼混凝土剪力墻，如圖1和圖2所示，包括剪力墻1，剪力墻I頂端連接上層樓面構(gòu)件2，剪力墻I底端連接下層樓面構(gòu)件3，所述的剪力墻I內(nèi)置型鋼4，型鋼4的頂端與上層樓面構(gòu)件2相接，型鋼4的底端與下層樓面構(gòu)件3不相接；
[0032]型鋼4的底端與下層樓面構(gòu)件3之間的剪力墻I上預(yù)留有墻趾安置腔5，墻趾安置腔5內(nèi)安裝有可拆卸的墻趾構(gòu)件6，墻趾構(gòu)件6的頂端與型鋼4的底端相連，墻趾構(gòu)件6的底端與下層樓面構(gòu)件3相連；
[0033]所述的墻趾構(gòu)件6包括U型板卡6-1和消能彈簧6-2，U型板卡6_1的兩側(cè)對(duì)稱加工有貫通的卡槽6-3 ;
[0034]消能彈簧6-2的兩端均安裝有連接鋼板6-4，連接鋼板6_4卡在卡槽6_3的外側(cè)使得消能彈簧6-2安裝在U型板卡6-1內(nèi)部。
[0035]型鋼4優(yōu)選I型鋼，既可避免剪力墻發(fā)生剪切破壞又可以與下端的墻趾構(gòu)件共同受力變形。
[0036]墻趾安置腔5是根據(jù)地震作用下兩端帶型鋼的混凝土剪力墻墻趾破壞的區(qū)域而確定。剪力墻I因被挖去一定的空間，截面被削弱了，將與墻趾構(gòu)件6平行高度范圍內(nèi)的剪力墻I中的水平分布鋼筋的間距減小來(lái)補(bǔ)償剪力墻I的抗剪承載力的降低。
[0037]墻趾構(gòu)件6的承載力與被替換的墻趾基本持平，耗能能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于原被替換的墻趾處的耗能能力，可集中消耗外部輸入的地震能量，保護(hù)母體墻不壞。
[0038]U型板卡6-1的尺寸是根據(jù)墻趾安置腔5的大小確定的。U型板卡6-1承受壓力，消能彈簧6-2承受拉力；并且設(shè)計(jì)的墻趾構(gòu)件6的承載力基本等于原被替代部分的承載力，保證結(jié)構(gòu)承載力滿足要求，墻趾構(gòu)件6的消能能力能滿足耗散外部輸入地震能量的要求。
[0039]進(jìn)一步地，型鋼4的底端焊接一塊鋼板，鋼板上設(shè)置有若干高強(qiáng)度的螺栓7，連接鋼板6-4上加工有螺栓孔6-5，螺栓7穿過(guò)螺栓孔6-5將墻趾構(gòu)件6安裝在型鋼4的底端和下層樓面構(gòu)件3上。
[0040]進(jìn)一步地，U型板卡6-1和消能彈簧6-2均采用低屈服點(diǎn)鋼制成。本實(shí)用新型所述的低屈服點(diǎn)鋼指的是屈服強(qiáng)度低于ISOMPa的鋼材，典型的低屈服點(diǎn)鋼如08F鋼，它的屈服點(diǎn)只有176MPa左右，在各類鋼中其屈服點(diǎn)顯著偏低。
[0041]更進(jìn)一步地，型鋼4的屈服強(qiáng)度與連接鋼板6-4的屈服強(qiáng)度相同，型鋼4的屈服強(qiáng)度為U型板卡6-1的屈服強(qiáng)度的2倍。
[0042]更進(jìn)一步地，消能彈簧6-2的剛度系數(shù)K。= 25 X 10 3kN/m，此時(shí)的耗能效率能達(dá)到75%左右。
[0043]對(duì)外觀要求高的建筑結(jié)構(gòu)可以作一個(gè)模具，將墻趾安置腔5封上，在模具上用水泥砂漿抹面，即可達(dá)到美觀的要求。在地震作用組合下，墻趾構(gòu)件6，即軟鋼消能阻尼器耗散地震能量，剪力墻I保持彈性，墻趾構(gòu)件6發(fā)生塑性變形破壞，震后及時(shí)進(jìn)行修復(fù)更換，修復(fù)更換的施工工序是在墻趾安置腔5處先鑿除已破壞的混凝土，然后將模具取出，對(duì)發(fā)生了塑性變形的U型板卡6-1及消能彈簧6-2進(jìn)行更換，更換的U型板卡6-1及消能彈簧6-2與之前的相同，繼續(xù)將模具封上墻趾安置腔5，用水泥砂漿抹到修補(bǔ)部位，可以反復(fù)如此，簡(jiǎn)單、高效，快速恢復(fù)人們的生產(chǎn)生活水平。
[0044]綜上所述帶有可更換墻趾構(gòu)件的型鋼混凝土剪力墻可以在高層建筑及地震多發(fā)區(qū)大量推廣應(yīng)用，本實(shí)用新型采用國(guó)際最新抗震設(shè)計(jì)理念，且對(duì)結(jié)構(gòu)性能的影響在可控范圍之內(nèi)，將具有重要的理論意義和廣闊的應(yīng)用前景。
[0045]實(shí)施例2:
[0046]本實(shí)施例給出一種墻趾構(gòu)件，如圖2所示，包括U型板卡6-1和消能彈簧6-2，U型板卡6-1的兩側(cè)對(duì)稱加工有貫通的卡槽6-3 ；
[0047]消能彈簧6-2的兩端均安裝有連接鋼板6-4，連接鋼板6_4卡在卡槽6_3的外側(cè)使得消能彈簧6-2安裝在U型板卡6-1內(nèi)部。
[0048]進(jìn)一步地，U型板卡6-1和消能彈簧6-2均采用低屈服點(diǎn)鋼制成。
[0049]更進(jìn)一步地，消能彈簧6-2的剛度系數(shù)K。= 25 X 10 3kN/m。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種帶有可更換墻趾構(gòu)件的型鋼混凝土剪力墻，包括剪力墻(I)，剪力墻(I)頂端連接上層樓面構(gòu)件(2)，剪力墻(I)底端連接下層樓面構(gòu)件(3)，其特征在于:所述的剪力墻(I)內(nèi)置型鋼(4)，型鋼(4)的頂端與上層樓面構(gòu)件(2)相接，型鋼(4)的底端與下層樓面構(gòu)件⑶不相接； 型鋼⑷的底端與下層樓面構(gòu)件⑶之間的剪力墻⑴上預(yù)留有墻趾安置腔(5)，墻趾安置腔(5)內(nèi)安裝有可拆卸的墻趾構(gòu)件(6)，墻趾構(gòu)件(6)的頂端與型鋼(4)的底端相連，墻趾構(gòu)件(6)的底端與下層樓面構(gòu)件(3)相連； 所述的墻趾構(gòu)件(6)包括U型板卡(6-1)和消能彈簧(6-2)，U型板卡(6-1)的兩側(cè)對(duì)稱加工有貫通的卡槽出-3)； 消能彈簧(6-2)的兩端均安裝有連接鋼板(6-4)，連接鋼板(6-4)卡在卡槽(6-3)的外側(cè)使得消能彈簧(6-2)安裝在U型板卡(6-1)內(nèi)部。2.如權(quán)利要求1所述的帶有可更換墻趾構(gòu)件的型鋼混凝土剪力墻，其特征在于:所述的連接鋼板(6-4)上加工有螺栓孔(6-5)，螺栓(7)穿過(guò)螺栓孔(6-5)將墻趾構(gòu)件(6)安裝在型鋼(4)的底端和下層樓面構(gòu)件(3)上。3.如權(quán)利要求1所述的帶有可更換墻趾構(gòu)件的型鋼混凝土剪力墻，其特征在于:所述的U型板卡￠-1)和消能彈簧￠-2)均采用低屈服點(diǎn)鋼制成。4.一種墻趾構(gòu)件，其特征在于:包括U型板卡(6-1)和消能彈簧(6-2)，U型板卡(6-1)的兩側(cè)對(duì)稱加工有貫通的卡槽出-3)； 消能彈簧(6-2)的兩端均安裝有連接鋼板(6-4)，連接鋼板(6-4)卡在卡槽(6-3)的外側(cè)使得消能彈簧(6-2)安裝在U型板卡(6-1)內(nèi)部。5.如權(quán)利要求4所述的墻趾構(gòu)件，其特征在于:所述的U型板卡(6-1)和消能彈簧(6-2)均采用低屈服點(diǎn)鋼制成。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種帶有可更換墻趾構(gòu)件的型鋼混凝土剪力墻及墻趾構(gòu)件，剪力墻內(nèi)置型鋼，型鋼的底端與下層樓面構(gòu)件之間的剪力墻上預(yù)留有墻趾安置腔，墻趾安置腔內(nèi)安裝有可拆卸的墻趾構(gòu)件，墻趾構(gòu)件的頂端與型鋼的底端相連，墻趾構(gòu)件的底端與下層樓面構(gòu)件相連；墻趾構(gòu)件包括U型板卡和消能彈簧，U型板卡的兩側(cè)對(duì)稱加工有貫通的卡槽；消能彈簧的兩端均安裝有連接鋼板，連接鋼板卡在卡槽的外側(cè)使得消能彈簧安裝在U型板卡內(nèi)部。保證母墻整體不壞，墻趾構(gòu)件可以多次更換，抗震功能迅速恢復(fù)的特色。
【IPC分類】E04B2/60, E04B1/98, E04B2/58
【公開號(hào)】CN204898945
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520476530
【發(fā)明人】王威, 蘭艷, 蘇三慶, 高敬宇
【申請(qǐng)人】西安建筑科技大學(xué)
【公開日】2015年12月23日
【申請(qǐng)日】2015年7月6日