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一种多道防线抗震自复位装配式 框架‑摇摆墙耗能结构

阅读：833发布：2020-11-17

专利汇可以提供一种多道防线抗震自复位装配式框架‑摇摆墙耗能结构专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型涉及建筑物构造领域，公开了一种多道防线抗震自复位装配式框架 ‑摇摆墙耗能结构，其包括框架结构和摇摆墙结构，框架结构与摇摆墙墙体铰接，摇摆墙墙体底部与地基铰接，框架结构上设置有若干可控塑性铰节点，可控塑性铰节点包括与混凝土柱浇筑连接的柱端短梁段和与主梁浇筑连接主梁预埋件，柱端短梁段端部为球形凹槽，主梁预埋件端部为万向球，万向球与球形凹槽相配合使主梁预埋件与柱端短梁段铰接连接；摇摆墙墙体两侧设置有预应力筋，预应力筋一端固接于地基，另一端与摇摆墙锚接。本实用新型通过三道抗震防线有效地解决了目前建筑物损伤集中和框架‑摇摆墙结构水平位移峰值过大、残余变形过大、振动变形的问题。，下面是一种多道防线抗震自复位装配式框架‑摇摆墙耗能结构专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种多道防线抗震自复位装配式框架-摇摆墙耗能结构，其特征在于，包括框架结构(1)和摇摆墙(2)，框架结构(1)与摇摆墙(2)墙体铰接，铰接处设置转角位移阻尼器(5),摇摆墙(2)墙体底部与地基铰接；框架结构(1)上设置有若干可控塑性铰节点(3)，可控塑性铰节点(3)包括与混凝土柱浇筑连接的柱端短梁段(6)和与主梁浇筑连接的主梁预埋件(7)，柱端短梁段(6)端部为球形凹槽(8)，主梁预埋件(7)端部为万向球(9)，万向球(9)与球形凹槽(8)相配合使主梁预埋件(7)与柱端短梁段(6)铰接连接；摇摆墙(2)墙体两侧设置有预应力筋(4)，预应力筋(4)一端固接于地基，另一端与摇摆墙(2)锚接。
2.根据权利要求1所述的多道防线抗震自复位装配式框架-摇摆墙耗能结构，其特征在于，可控塑性铰节点(3)还包括连接柱端短梁段(6)和主梁预埋件(7)的上下两块组合钢板(10)，组合钢板(10)上设置有螺栓孔(11)，柱端短梁段(6)的球形凹槽(8)端和主梁预埋件(7)的万向球(9)端均设置有相对应的螺栓孔，上下两块组合钢板(10)通过高强螺栓将柱端短梁段(6)和主梁预埋件(7)连接在一起。
3.根据权利要求2所述的多道防线抗震自复位装配式框架-摇摆墙耗能结构，其特征在于，组合钢板(10)的截面为U型或L型。
4.根据权利要求1所述的多道防线抗震自复位装配式框架-摇摆墙耗能结构，其特征在于，柱端短梁段(6)的球形凹槽(8)端为可拆卸式结构。
5.根据权利要求1所述的多道防线抗震自复位装配式框架-摇摆墙耗能结构，其特征在于，预应力筋(4)一端固接于地基，另一端与摇摆墙(2)顶部、中部或底部一层处锚接。
6.根据权利要求1所述的多道防线抗震自复位装配式框架-摇摆墙耗能结构，其特征在于，摇摆墙(2)墙体每侧至少设置1束预应力筋(4)。
7.根据权利要求1所述的多道防线抗震自复位装配式框架-摇摆墙耗能结构，其特征在于，主梁预埋件(7)一端为钢筋笼，通过混凝土浇筑与主梁固定连接。
8.根据权利要求1所述的多道防线抗震自复位装配式框架-摇摆墙耗能结构，其特征在于，框架结构(1)上设置有调谐质量阻尼器，调谐质量阻尼器包括质量块(12)、弹簧(13)、阻尼器(14)和固定件(15)，质量块(12)与固定件(15)之间分别设置有弹簧(13)、阻尼器(14)。
9.根据权利要求1所述的多道防线抗震自复位装配式框架-摇摆墙耗能结构，其特征在于，预应力筋(4)采用1×7股的φs15.2高强低松弛钢绞线。

说明书全文

一种多道防线抗震自复位装配式 框架-摇摆墙耗能结构

技术领域

[0001] 本实用新型涉及建筑物构造领域，具体而言，涉及一种多道防线抗震自复位装配式框架-摇摆墙耗能结构。

背景技术

[0002] 框架-摇摆墙结构是目前在国内新兴的一种防震减灾结构体系，众多学者研究表明，框架-摇摆墙结构层间变形基本一致，结构损伤趋于均匀，显著改善了建筑物损伤过于集中的破坏方式，更容易达到“强柱弱梁”和“强剪弱弯”的设计准则，提高了结构的抗震性能。

[0003] 但是，框架-摇摆墙结构体系通过放松了墙体和基础以及和框架之间的约束，使得结构整体的水平变形峰值和残余变形较大，这对结构的安全性、可靠性和舒适性来说存在一定不足。实用新型内容

[0004] 本实用新型的主要目的在于针对上述问题，提供一种多道防线抗震自复位装配式框架-摇摆墙耗能结构，以解决现有技术中建筑物损伤集中和框架-摇摆墙结构水平位移峰值过大、残余变形过大、振动变形的问题。

[0005] 为了实现上述目的，本实用新型采用以下的技术方案：

[0006] 一种多道防线抗震自复位装配式框架-摇摆墙耗能结构，包括框架结构和摇摆墙，框架结构与摇摆墙墙体铰接，铰接处设置转角位移阻尼器,摇摆墙墙体底部与地基铰接；框架结构上设置有若干可控塑性铰节点，可控塑性铰节点包括与混凝土柱浇筑连接的柱端短梁段和与主梁浇筑连接的主梁预埋件，柱端短梁段端部为球形凹槽，主梁预埋件端部为万向球，万向球与球形凹槽相配合使主梁预埋件与柱端短梁段铰接连接；摇摆墙墙体两侧设置有预应力筋，预应力筋一端固接于地基，另一端与摇摆墙锚接。

[0007] 进一步的，可控塑性铰节点还包括连接柱端短梁段和主梁预埋件的上下两块组合钢板，组合钢板上设置有螺栓孔，柱端短梁段的球形凹槽端和主梁预埋件的万向球端均设置有相对应的螺栓孔，上下两块组合钢板通过高强螺栓将柱端短梁段和主梁预埋件连接在一起。

[0008] 进一步的，组合钢板的截面为U型或L型。

[0009] 进一步的，柱端短梁段的球形凹槽端为可拆卸式结构。

[0010] 进一步的，预应力筋一端固接于地基，另一端与摇摆墙顶部、中部或底部一层处锚接。

[0011] 进一步的，摇摆墙墙体每侧至少设置1束预应力筋。

[0012] 进一步的，主梁预埋件一端为钢筋笼，通过混凝土浇筑与主梁固定连接。

[0013] 进一步的，框架结构上设置有调谐质量阻尼器，调谐质量阻尼器包括质量块、弹簧、阻尼器和固定件，质量块与固定件之间分别设置有弹簧、阻尼器。

[0014] 进一步的，预应力筋(2)采用1×7股的φs15.2高强低松弛钢绞线。

[0015] 本实用新型具有以下有益效果：

[0016] (1)本实用新型的摇摆墙墙体与框架结构的铰接处设置有转角位移阻尼器，摇摆墙及转角位移阻尼器可为框架结构提供侧向支撑，保证框架结构整体工作整体耗能，为结构提供第一道抗震防线；

[0017] (2)本实用新型的摇摆墙墙体两侧设置有预应力筋，预应力筋可为框架-摇摆墙结构提供自复位能力和耗能能力，具有震后自恢复的特点，使框架-摇摆墙结构即使大震后也能投入使用，为结构提供第二道抗震防线；

[0018] (3)本实用新型的框架结构上设置有若干可控塑性铰节点，大大提高了框架-摇摆墙结构的整体耗能能力，实现了框架-摇摆墙的理想破坏模式，为结构提供第三道抗震防线。

[0019] 本实用新型通过以上三道抗震防线有效地解决了目前建筑物损伤集中和框架-摇摆墙结构水平位移峰值过大、残余变形过大、振动变形的问题。附图说明

[0020] 图1是本实用新型结构示意图；

[0021] 图2是本实用新型中可控塑性铰节点剖面结构示意图；

[0022] 图3是本实用新型中柱端短梁段结构示意图；

[0023] 图4是本实用新型中主梁预埋件结构示意图；

[0024] 图5是本实用新型可控塑性铰节点组装完成后结构示意图；

[0025] 图6是本实用新型调谐质量阻尼器结构示意图；

[0026] 其中，上述附图包括以下附图标记：1、框架结构；2、摇摆墙；3、可控塑性铰节点；4、预应力筋；5、转角位移阻尼器；6、柱端短梁段；7、主梁预埋件；8、球形凹槽；9、万向球；10、组合钢板；11、螺栓孔；12、质量块；13、弹簧；14、阻尼器；15、固定件。

具体实施方式

[0027] 下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

[0028] 实施例1

[0029] 本实用新型的框架-摇摆墙耗能结构包括三道抗震防线，下面结合附图进一步说明。

[0030] 如图1所示，一种多道防线抗震自复位装配式框架-摇摆墙耗能结构，包括框架结构1和摇摆墙2，框架结构与摇摆墙墙体铰接，铰接处设置转角位移阻尼器5,摇摆墙墙体底部与地基铰接，摇摆墙墙体两侧设置有预应力筋4，框架结构上设置有若干可控塑性铰节点3；

[0031] 在摇摆墙墙体与框架结构的铰接处设置有转角位移阻尼器，摇摆墙及转角位移阻尼器可为框架结构提供侧向支撑，保证框架结构整体工作整体耗能，同时设置转角位移阻尼器可增强框架-摇摆墙结构的耗能能力。摇摆墙及转角位移阻尼器是第一道抗震防线；

[0032] 摇摆墙墙体两侧设置有预应力筋，通过后张法使预应力筋一端固接于地基，另一端与摇摆墙顶部锚接，采用预应力筋将框架-摇摆墙结构中摇摆墙墙体与基础相连，通过预应力筋施加给摇摆墙一个向下的作用力，可以消除框架-摇摆墙结构的高阶模态振型，削弱结构的扭转变形，给结构提供一种在震后自我恢复的能力；添加预应力筋可以有效地减小结构在各种载荷作用下的水平偏移量以及扭转偏移量，是一种安全可靠、经济适用、施工方便、构造简单的减振和提高抗震性能措施；预应力筋采用1×7股的φs15.2高强低松弛钢绞线，在摇摆墙墙体每侧至少设置1束。

[0033] 预应力筋可为框架-摇摆墙结构提供自复位能力和耗能能力，具有震后自恢复的特点，使框架-摇摆墙结构即使大震后也能投入使用，这是第二道抗震防线。

[0034] 框架结构上设置有若干可控塑性铰节点，如图2、3、4所示，可控塑性铰节点包括柱端短梁段6和主梁预埋件7，柱端短梁段一端与混凝土柱浇筑连接，另一端为球形凹槽8，主梁预埋件一端与主梁浇筑连接，另一端为万向球9，万向球与球形凹槽相配合使主梁预埋件与柱端短梁段铰接连接；

[0035] 如图5所示，为了使整体结构在地震作用后能够快速恢复抗震性能，在可控塑性铰节点上还增加了连接柱端短梁段和主梁预埋件的上下两块组合钢板10，组合钢板上设置有螺栓孔11，柱端短梁段的球形凹槽端和主梁预埋件的万向球端均设置有相对应的螺栓孔，上下两块组合钢板通过高强螺栓与柱端短梁段和主梁预埋件连接在一起。由于上下组合钢板的存在，在地震作用下，结构的变形和耗能集中在组合钢板上，仅组合钢板进入塑性耗能，其余部分和主体结构处于弹性范围，地震作用后，可以通过更换组合钢板实现结构整体功能的快速恢复。可控塑性铰节点，大大提高了框架-摇摆墙结构的整体耗能能力，实现了框架-摇摆墙的理想破坏模式，这是第三道抗震防线。

[0036] 为了在施工时可把万向球比较容易的放置于球形凹槽内，柱端短梁段的球形凹槽端设计为可拆卸结构；为了使主梁预埋件主梁更好的固定连接，主梁预埋件的一端设计为钢筋笼结构，通过混凝土浇筑与主梁连接在一起；组合钢板的截面可以为U型或L型。

[0037] 由于框架-摇摆墙结构在外部荷载作用下，容易出现水平位移峰值过大，残余变形较大的现象，因此框架结构上还设置有调谐质量阻尼器，调谐质量阻尼器包括质量块12、弹簧13、阻尼器14和固定件15，质量块与固定件之间分别设置有弹簧、阻尼器。

[0038] 调谐质量阻尼器设置在结构顶部，可以将框架-摇摆墙结构上的设施改造为调谐质量阻尼器，利用调谐质量阻尼器将振动频率调整至主结构频率附近，改变结构共振特性，以达到减震效果。安装调谐质量阻尼器也是框架-摇摆墙振动控制的一种有效措施。

[0039] 本实用新型的框架-摇摆墙耗能结构可装配，以塑性铰节点为拆分点，拆分成混凝土梁、混凝土柱、梁柱节点、摇摆墙等构件，可实现装配式施工，符合大力发展装配式建筑、推动产业结构调整升级的产业发展需求。

[0040] 实施例2

[0041] 本实施例中，预应力筋一端固接于地基，另一端与摇摆墙中部锚接，其余与实施例1相同。

[0042] 实施例3

[0043] 本实施例中，预应力筋一端固接于地基，另一端与摇摆墙底部一层处锚接，其余与实施例1相同。

[0044] 当然，上述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定对本实用新型的实施例范围。本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本实用新型的专利涵盖范围内。

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