基于開縫鋼板剪力墻耗能的裝配式鋼結(jié)構(gòu)自復(fù)位模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于抗震工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及基于開縫鋼板剪力墻耗能的結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市化的高速推進(jìn)，建筑物的發(fā)展也進(jìn)入一個(gè)新的階段，一批高層、超高層建筑拔地而起。高層建筑從經(jīng)濟(jì)、適用、美觀等方面考慮均符合國家建筑設(shè)計(jì)方針，同時(shí)也代表著國家和地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。
[0003]一般作用在建筑物上的荷載可分為豎向和水平荷載。隨著建筑高度的增加，水平荷載逐漸起控制作用，因此在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，抗側(cè)力體系的選擇至關(guān)重要。開縫鋼板剪力墻作為一種新型的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，相比于鋼筋混凝土剪力墻，它自重小、延性好、滯回性能好、抗震性能優(yōu)越、施工速度快。
[0004]我國現(xiàn)階段的抗震思想是“小震不壞，中震可修，大震不倒”，這一抗震思想要求結(jié)構(gòu)遭遇設(shè)防烈度的地震后主體結(jié)構(gòu)不應(yīng)有大的破壞并可以修復(fù)，遭遇罕遇地震后允許結(jié)構(gòu)有大的破壞，但不能倒塌造成人員傷亡。不過結(jié)構(gòu)在遭受地震后即便沒有倒塌，但是部分重要構(gòu)件產(chǎn)生了較大的殘余變形而無法恢復(fù)到原位置，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)難以維修加固甚至被推倒重建。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)在遭遇地震發(fā)展塑性后，仍能夠恢復(fù)到原位置而沒有殘余變形，從而縮短維修時(shí)間、減少維修費(fèi)用并盡快投入使用的目標(biāo)，需要提出一種能將結(jié)構(gòu)的塑性變形控制在易于更換的某一部分，之后通過預(yù)應(yīng)力鋼絞線使結(jié)構(gòu)復(fù)位的模塊，并將其合理布置在結(jié)構(gòu)體系中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種基于開縫鋼板剪力墻耗能的裝配式鋼結(jié)構(gòu)自復(fù)位模塊，能將結(jié)構(gòu)的塑性變形控制在易于更換的開縫鋼板剪力墻部分，之后通過預(yù)應(yīng)力鋼絞線使結(jié)構(gòu)復(fù)位。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0008]一種基于開縫鋼板剪力墻耗能的裝配式鋼結(jié)構(gòu)自復(fù)位模塊，包括豎向邊緣構(gòu)件、橫向邊緣構(gòu)件、連接構(gòu)件和開縫鋼板剪力墻，沿著兩個(gè)橫向邊緣構(gòu)件設(shè)置若干道后張拉預(yù)應(yīng)力鋼絞線并錨固在兩個(gè)豎向邊緣構(gòu)件的外側(cè)翼緣，使之構(gòu)成一個(gè)預(yù)應(yīng)力框架；在預(yù)應(yīng)力框架內(nèi)部，開縫鋼板剪力墻兩端設(shè)置連接構(gòu)件，并通過高強(qiáng)螺栓與橫向邊緣構(gòu)件連接。
[0009]進(jìn)一步，所述豎向邊緣構(gòu)件的其端部設(shè)置橫向加勁肋。
[0010]所述橫向邊緣構(gòu)件其端部設(shè)置橫向加勁肋、端板和蓋板。
[0011]所述開縫鋼板剪力墻上開設(shè)若干條豎縫以確保大震發(fā)生時(shí)通過開縫鋼板剪力墻耗能使得自復(fù)位模塊的塑性變形發(fā)生在開縫鋼板剪力墻部分。
[0012]所述豎縫之間的間距、豎縫間柱狀板條的高寬比及寬厚比根據(jù)以下要求確定:使得開縫鋼板剪力墻在橫向力作用下的剛度、承載力、延性和滯回性能發(fā)生改變。
[0013]所述豎縫端部設(shè)有圓弧形過渡以減小應(yīng)力集中影響。
[0014]所述開縫鋼板剪力墻上設(shè)有邊緣加勁肋以防止開縫鋼板剪力墻兩側(cè)邊在受力過程中過早產(chǎn)生屈曲。
[0015]所述橫向邊緣構(gòu)件的端板和豎向邊緣構(gòu)件的翼緣板表面設(shè)有摩擦接觸面，所述的摩擦接觸面經(jīng)過噴砂等處理方式形成，其摩擦面的抗滑移系數(shù):對于Q345鋼材，須多0.4。
[0016]所述高強(qiáng)螺栓均為承壓型高強(qiáng)螺栓；進(jìn)一步，可選強(qiáng)度等級(jí)為10.9s ;進(jìn)一步，可選規(guī)格為M16?M30，根據(jù)具體需要確定。
[0017]所述后張拉預(yù)應(yīng)力鋼絞線的預(yù)拉力按照以下要求確定:預(yù)應(yīng)力鋼絞線極限承載力的30% — 50%，并選用合適的錨具錨固。
[0018]由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0019]所有構(gòu)件的連接均采用承壓型高強(qiáng)螺栓連接，簡化了施工工藝，節(jié)省了施工成本；同一構(gòu)件類型截面外形尺寸不超過3種，限制構(gòu)件種類，提高了工業(yè)化程度，集成化程度高；主體結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)為鉸接，從而簡化了設(shè)計(jì)方法；主體結(jié)構(gòu)中設(shè)置含開縫鋼板剪力墻的自復(fù)位模塊，水平力大部分由開縫鋼板剪力墻承擔(dān)(自復(fù)位模塊的預(yù)應(yīng)力框架也可承擔(dān)水平力)，從而使主體結(jié)構(gòu)柱僅承擔(dān)豎向荷載，而有效減小了柱截面面積；通過鋼板上豎縫尺寸的調(diào)整，使開縫鋼板剪力墻在橫向力作用下的剛度、承載力、延性和滯回性能發(fā)生改變，這種特殊性能可以方便工程師在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行不同部分結(jié)構(gòu)剛度的調(diào)整；開縫鋼板剪力墻僅兩邊與預(yù)應(yīng)力框架相連，可以在一跨中間分段布置，有利于門窗、過道的布置；在大震作用下，開縫鋼板剪力墻屈服產(chǎn)生較大塑性變形，預(yù)應(yīng)力框架仍具有一定的抗側(cè)剛度，因此模塊能保證結(jié)構(gòu)具有二道防線。大震后通過預(yù)應(yīng)力鋼絞線使結(jié)構(gòu)恢復(fù)原位，而僅需更換開縫鋼板剪力墻即可，更加簡單方便，從而實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)在遭遇地震發(fā)展塑性后，仍能夠恢復(fù)到原位置而沒有殘余變形，縮短維修時(shí)間，減少維修費(fèi)用并盡快投入使用的目標(biāo)。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的自復(fù)位模塊正立面示意圖。
[0021]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的自復(fù)位模塊側(cè)立面示意圖。
[0022]圖3是本發(fā)明實(shí)施例的自復(fù)位模塊平面示意圖。
[0023]圖4是本發(fā)明實(shí)施例的自復(fù)位模塊中橫向邊緣構(gòu)件與豎向邊緣構(gòu)件節(jié)點(diǎn)連接示意圖。
[0024]圖5A是本發(fā)明實(shí)施例的自復(fù)位模塊中開縫鋼板剪力墻與連接構(gòu)件節(jié)點(diǎn)連接示意圖之一。
[0025]圖5B是本發(fā)明實(shí)施例的自復(fù)位模塊中開縫鋼板剪力墻與連接構(gòu)件節(jié)點(diǎn)連接示意圖之二。
[0026]圖6是本發(fā)明實(shí)施例的開縫鋼板剪力墻某一種示例的構(gòu)造示意圖。
[0027]圖7是本發(fā)明實(shí)施例的自復(fù)位模塊布置在某結(jié)構(gòu)體系中的示例。
[0028]圖中標(biāo)號(hào):1為豎向邊緣構(gòu)件(VBE)，2為橫向邊緣構(gòu)件(HBE)，3為連接構(gòu)件，4為開縫鋼板剪力墻，5為后張拉預(yù)應(yīng)力鋼絞線，6為開縫鋼板剪力墻邊緣加勁肋，7為連接構(gòu)件高強(qiáng)螺栓，8為橫向邊緣構(gòu)件端部橫向加勁肋，9為橫向邊緣構(gòu)件端板，10為橫向邊緣構(gòu)件蓋板，11為豎向邊緣構(gòu)件端部橫向加勁肋，12為開縫鋼板剪力墻豎縫，13為柱，14為梁，15為梁柱連接節(jié)點(diǎn)，16為自復(fù)位模塊，17為基礎(chǔ)，18為梁端高強(qiáng)螺栓，19為梁橫向加勁肋。
【具體實(shí)施方式】
[0029]以下結(jié)合附圖所示實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0030]實(shí)施例1:如圖1、2、3所示，一種基于開縫鋼板剪力墻耗能的裝配式鋼結(jié)構(gòu)自復(fù)位模塊，包括兩個(gè)豎向邊緣構(gòu)件1、兩個(gè)橫向邊緣構(gòu)件2、兩個(gè)連接構(gòu)件3和一個(gè)開縫鋼板剪力墻4，沿著兩個(gè)橫向邊緣構(gòu)件2設(shè)置若干道后張拉預(yù)應(yīng)力鋼絞線5并錨固在兩個(gè)豎向邊緣構(gòu)件I的外側(cè)翼緣