一種具有震后自復位功能的鋼木混合抗震墻制造技術

本實用新型專利技術涉及一種具有震后自復位功能的鋼木混合抗震墻，由鋼梁、鋼柱、木剪力墻、后張無粘結預應力筋和摩擦型阻尼器組成，后張無粘結預應力筋貫穿鋼梁縱向，并穿過鋼柱上端，在鋼柱外側用錨具固定；摩擦型阻尼器位于木剪力墻上部，與木剪力墻頂梁板采用螺栓連接。在小震下，鋼框架和木剪力墻共同作用，使結構具有較高的抗側剛度；在中震或大震下，摩擦型阻尼器所受剪力大于其滑移剪力，阻尼器中的摩擦面開始滑移耗能，能大幅度降低木剪力墻的損傷。后張無粘結預應力筋始終處于彈性受拉狀態，震后梁柱節點在預應力筋的作用下回到初始狀態，鋼梁和鋼柱基本沒有損傷，結構殘余變形很小，摩擦型阻尼器在地震作用下不發生破壞，震后無需更換。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及建筑工程領域，特別是涉及一種用于減小工程結構地震災害的具有震后自復位功能的鋼木混合抗震墻。
技術介紹
地震具有突發性和不可預測性，且發生頻度較高，給人類社會造成了巨大的損失。我國是陸地地震多發國家之一，尤其是近年來頻繁發生的大地震，對建筑結構造成了嚴重的震害。鋼木混合結構具有綠色環保、預制裝配比率高等優點，鋼框架結構效率高，木剪力墻重量輕且抗側剛度大，將木剪力墻填充于鋼框架中可形成結構性能優異的鋼木混合抗震墻體系。且鋼木混合抗震墻的延性較高，具有良好的抗震性能，相對于傳統建筑結構，有著低碳節能，施工周期短等優點，因此具有很大的發展潛力。我國現行的抗震規范對抗震設防目標和設計方法分別為三水準設防和兩階段設計方法，傳統的建筑結構體系通過建筑材料的延性和結構變形來抵抗地震作用，耗散地震能量，保證主體結構的安全，震后結構雖未發生倒塌，但往往使結構和構件有很大的殘余變形，大大增加了震后結構的維修難度，同時也加大了修復費用。具有自復位功能的建筑結構以傳統抗震結構為基礎，以預應力為手段，可以有效地減少建筑結構震后殘余變形，它不僅能夠在地震發生時充分耗能，保障結構的安全可靠，保護人們的生命安全，同時也有助于震后結構快速修復，使結構能夠盡快地恢復正常使用，是結構抗震設計的一個新方向，在近年來也逐步被應用于工程中。然而鋼木混合抗震墻在抗震設計中的可恢復功能特性未被很好地設計與實現，地震作用后，鋼框架和木剪力墻仍有較大的殘余變形，修復困難。針對現有鋼木混合抗震墻存在的問題，本技術提出具有震后自復位功能的鋼木混合抗震墻的裝置和技術，有效減輕鋼木混合抗震墻的震后損傷，大大降低鋼木混合抗震墻震后修復難度，提高鋼木混合抗震墻的修復效率。
技術實現思路
本技術的目的在于提供一種減小工程結構地震災害的具有震后自復位功能的鋼木混合抗震墻，減小工程結構地震災害，以解決現有鋼木混合抗震墻結構在大震下不易修復或修復成本較高的問題，本技術不但可以通過木剪力墻上部阻尼器在地震作用下充分耗能減震，而且能利用預應力筋的特性，消除了結構在地震作用下的殘余變形，大幅降低了鋼木混合抗震墻在震后的修復費用和難度，實現了鋼木混合抗震墻的自復位功能。本技術所要解決的問題通過以下技術方案實現：本技術提出的一種具有震后自復位功能的鋼木混合抗震墻，包括鋼梁1、后張無粘結預應力筋2、錨具4、摩擦型阻尼器5、木剪力墻6和鋼柱7，其中：所述鋼梁1與鋼柱7均采用H型鋼，由一個鋼梁（１）與兩個鋼柱（７）連接組成第一框架結構，所述第一框架結構為鋼框架，所述后張無粘結預應力筋2貫穿鋼梁1縱向，并穿過位于鋼梁１兩側的鋼柱7上端，在鋼柱7上端的外側通過錨具4固定；木剪力墻6位于所述第一框架結構內，所述木剪力墻6由頂梁板61、邊骨柱62、中間墻骨柱63和覆面板64組成，頂梁板61、邊骨柱62和中間墻骨柱63連接組成第二框架結構，所述第二框架結構為木框架，覆面板64覆蓋于第二框架結構上，所述頂梁板61和邊骨柱62均由雙層規格材組成，所述中間墻骨柱63由單層規格材組成，所述頂梁板61兩端通過兩個邊骨柱62支撐，且頂梁板61與邊骨柱62采用釘子連接，所述頂梁板61底部通過若干個中間墻骨柱63支撐，所述中間墻骨柱63與頂梁板61采用釘子連接；所述摩擦型阻尼器5一邊與頂梁板61頂部相連，另一邊與鋼梁1的下翼緣相連，鋼梁1的梁腹板與鋼柱7的柱腹板在同一豎向平面內對齊，鋼梁１的梁腹板與焊于鋼柱7內側的節點板31采用螺栓連接；在小震下，第一框架結構和木剪力墻共同作用，使鋼木混合抗震墻具有較高的抗側剛度；在中震或大震下，摩擦型阻尼器所受的剪力大于其滑移剪力，摩擦型阻尼器中的無石棉有機摩擦材料開始滑移耗能，能大幅度降低木剪力墻的損傷；后張無粘結預應力筋始終處于彈性受拉狀態，震后梁柱節點在預應力筋的作用下回到初始狀態，鋼梁和鋼柱基本沒有損傷，結構殘余變形很小。本技術中，所述鋼柱7與鋼梁１的上翼緣和下翼緣連接處設置有第一加勁肋32和第二加勁肋33。本技術中，所述摩擦型阻尼器5由第三角鋼91、第四角鋼92、鋼板12以及無石棉有機摩擦材料13，鋼板12垂直布置于頂梁板61和鋼梁1下翼緣之間，鋼板12兩側與頂梁板61連接處設置有第三角鋼91和第四角鋼92，第三角鋼91或第四角鋼92在與頂梁板61以及鋼板12連接處預留螺栓孔，連接方式為螺栓連接，第三角鋼91一邊、鋼板12和第三角鋼92一邊通過第一螺栓10連接，第三角鋼91另一邊和第四角鋼92另一邊分別與頂梁板61通過第二螺栓11連接，對第一螺栓10施加預緊力，鋼板12內在與第三角鋼91和第四角鋼92連接處預留有長孔14，使摩擦型阻尼器5在地震作用下可以充分摩擦耗能，無石棉有機摩擦材料13分別粘于第三角鋼91及第四角鋼92上。本技術中，所述的覆面板64為OSB板或膠合板中的一種。本技術中，所述的頂梁板61、邊骨柱62和中間墻骨柱63均采用云杉-冷杉-松SPF規格材。本技術中，所述后張無粘結預應力筋2為預應力鋼絞線、預應力鋼絲束、精軋螺紋鋼、FRP或GFRP筋中任一種。本技術中，所述的錨具4選用夾片式錨具、支承式錨具、錐塞式錨具或螺母錨具中任一種。本技術與現有技術相比，具有以下優點：（1）本技術減震效果好，抗震性能優越。在小震下，鋼框架和木剪力墻共同抵抗剪力，使結構具有良好的抗側剛度；在中震或大震下，摩擦型阻尼器具有較好的變形和耗能能力，充分發揮了耗能減震的作用。這種工作機制使結構在地震作用下具有良好的耗能能力，顯著減小了結構的損傷。（2）本技術具有自復位功能，使得結構在震后易修復且大幅度降低了修復費用。在中震或大震下，摩擦型阻尼器充分地變形和耗能，由于變形集中于摩擦型阻尼器中，有效地控制了木剪力墻的變形，大幅度降低了木剪力墻的損傷，貫穿鋼梁縱向的后張無粘結預應力筋始終處于彈性受拉狀態，在預應力筋的作用下，梁柱節點回到初始狀態，鋼梁和鋼柱基本沒有損傷，結構殘余變形很小，摩擦型阻尼器在地震作用下不發生破壞，震后無需更換，震后可恢復。（3）本技術構造簡單，易于施工且施工速度快、工期短，符合建筑工業化的發展趨勢，且有很高的性價比優勢，在實際的工程應用中具有巨大的前景。附圖說明圖1顯示為本技術的具有自復位功能的鋼木混合抗震墻的結構示意圖；圖2顯示為圖1的A處局部放大圖；圖3顯示為圖2中1-1處的摩擦型阻尼器及其與鋼梁、木剪力墻連接方式的剖面示意圖；圖4顯示為摩擦型阻尼器的角鋼內側粘無石棉有機摩擦材料的示意圖；圖5顯示為摩擦型阻尼器中鋼板構造形式；圖6顯示為圖1中B處梁柱節點局部放大圖；圖7顯示為圖1中C處柱腳局部放大圖。圖中標號：１為鋼梁、2為后張無粘結預應力筋、３為梁柱節點、32為第一加勁肋、33為第二加勁肋、４為錨具、５為摩擦型阻尼器、６為木剪力墻、61為頂梁板、62為邊骨柱、63為中間墻骨柱、64為覆面板、７為鋼柱、８為柱腳、81為第一角鋼、82為第二角鋼、83為柱腳底板、84為第三螺栓、91為第三角鋼、92為第四角鋼、10為第一螺栓、11為第二螺栓、12為鋼板、13為無石棉有機摩擦材料、14為長孔。具體實施方式下面結合附圖對本技術的技術方案進行詳細的說明。實施例１：如圖1所示，本本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種具有震后自復位功能的鋼木混合抗震墻，包括鋼梁（1）、后張無粘結預應力筋（2）、錨具（4）、摩擦型阻尼器（5）、木剪力墻（6）和鋼柱（7），其特征在于：所述鋼梁（1）與鋼柱（7）均采用H型鋼，由一個鋼梁（１）與兩個鋼柱（７）連接組成第一框架結構，所述第一框架結構為鋼框架，所述后張無粘結預應力筋（2）貫穿鋼梁（1）縱向，并穿過位于鋼梁（１）兩側的鋼柱（7）上端，在鋼柱（7）上端的外側通過錨具（4）固定；木剪力墻（6）位于所述第一框架結構內，所述木剪力墻（6）由頂梁板（61）、邊骨柱（62）、中間墻骨柱（63）和覆面板（64）組成，頂梁板(61)、邊骨柱(62)和中間墻骨柱(63)連接組成第二框架結構，所述第二框架結構為木框架，覆面板(64)覆蓋于第二框架結構上，所述頂梁板（61）和邊骨柱（62）均由雙層規格材組成，所述中間墻骨柱（63）由單層規格材組成，所述頂梁板（61）兩端通過兩個邊骨柱（62）支撐，且頂梁板(61)與邊骨柱(62)采用釘子連接，所述頂梁板（61）底部通過若干個中間墻骨柱(63)支撐，所述中間墻骨柱（63）與頂梁板（61）采用釘子連接；所述摩擦型阻尼器（5）一邊與頂梁板（61）頂部相連，另一邊與鋼梁（1）的下翼緣相連，摩擦型阻尼器（5）上設有無石棉有機摩擦材料，鋼梁(1)的梁腹板與鋼柱(7)的柱腹板在同一豎向平面內對齊，鋼梁（１）的梁腹板與焊于鋼柱(7)內側的節點板（31）采用螺栓連接；在小震下，第一框架結構和木剪力墻共同作用，使鋼木混合抗震墻具有較高的抗側剛度；在中震或大震下，摩擦型阻尼器所受的剪力大于其滑移剪力，摩擦型阻尼器中的無石棉有機摩擦材料開始滑移耗能，能大幅度降低木剪力墻的損傷；后張無粘結預應力筋始終處于彈性受拉狀態，震后梁柱節點在預應力筋的作用下回到初始狀態，鋼梁和鋼柱基本沒有損傷，結構殘余變形很小。...

【技術特征摘要】
1.一種具有震后自復位功能的鋼木混合抗震墻，包括鋼梁（1）、后張無粘結預應力筋（2）、錨具（4）、摩擦型阻尼器（5）、木剪力墻（6）和鋼柱（7），其特征在于：所述鋼梁（1）與鋼柱（7）均采用H型鋼，由一個鋼梁（１）與兩個鋼柱（７）連接組成第一框架結構，所述第一框架結構為鋼框架，所述后張無粘結預應力筋（2）貫穿鋼梁（1）縱向，并穿過位于鋼梁（１）兩側的鋼柱（7）上端，在鋼柱（7）上端的外側通過錨具（4）固定；木剪力墻（6）位于所述第一框架結構內，所述木剪力墻（6）由頂梁板（61）、邊骨柱（62）、中間墻骨柱（63）和覆面板（64）組成，頂梁板(61)、邊骨柱(62)和中間墻骨柱(63)連接組成第二框架結構，所述第二框架結構為木框架，覆面板(64)覆蓋于第二框架結構上，所述頂梁板（61）和邊骨柱（62）均由雙層規格材組成，所述中間墻骨柱（63）由單層規格材組成，所述頂梁板（61）兩端通過兩個邊骨柱（62）支撐，且頂梁板(61)與邊骨柱(62)采用釘子連接，所述頂梁板（61）底部通過若干個中間墻骨柱(63)支撐，所述中間墻骨柱（63）與頂梁板（61）采用釘子連接；所述摩擦型阻尼器（5）一邊與頂梁板（61）頂部相連，另一邊與鋼梁（1）的下翼緣相連，摩擦型阻尼器（5）上設有無石棉有機摩擦材料，鋼梁(1)的梁腹板與鋼柱(7)的柱腹板在同一豎向平面內對齊，鋼梁（１）的梁腹板與焊于鋼柱(7)內側的節點板（31）采用螺栓連接；在小震下，第一框架結構和木剪力墻共同作用，使鋼木混合抗震墻具有較高的抗側剛度；在中震或大震下，摩擦型阻尼器所受的剪力大于其滑移剪力，摩擦型阻尼器中的無石棉有機摩擦材料開始滑移耗能，能大幅度降低木剪力墻的損傷；后張無粘結預應力筋始終處于彈性受拉狀態，震后梁柱節點在預應力筋的作用下回到初始狀態，鋼梁和鋼柱基本沒有損傷，結構殘余變形很小。2.根據權利要求...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李征，何敏娟，王希珺，
申請(專利權)人：同濟大學，
類型：新型
國別省市：上海;31