一种内置弹簧自复位混凝土剪力墙制造技术

本发明专利技术公开一种内置弹簧自复位混凝土剪力墙，包括：钢筋混凝土剪力墙和弹簧装置，所述钢筋混凝土剪力墙包括一体形成的支座和位于支座之上的墙体，所述弹簧装置的数量为两个，对称设置在所述墙体与支座连接处的墙脚，本发明专利技术内置弹簧自复位混凝土剪力墙墙脚两侧的弹簧装置能保证墙脚处不过早发生局部破坏而导致整体构件失效，弹簧压缩后提供恢复力，使墙体功能可恢复。

A built-in spring self reset concrete shear wall

The invention discloses a built-in self reset spring concrete shear wall, including shear wall and spring device of reinforced concrete, the reinforced concrete shear wall comprises a support integrally formed and located above the bearing wall, the number of the spring device two, symmetrically arranged in the wall and the support at the junction of the wall, spring device of the invention built-in self reset spring concrete shear wall wall on both sides of the wall corner but can ensure early local failure caused the overall component failure, the compression of a spring to provide restoring force, the wall function can be restored.

【技术实现步骤摘要】
一种内置弹簧自复位混凝土剪力墙
本专利技术涉及剪力墙领域。更具体地，涉及一种内置弹簧自复位的混凝土剪力墙。
技术介绍
地震是人类长期以来面临的严重自然灾害，会造成大量人员伤亡以及建筑物的破坏或倒塌。由于地震的不确定性及复杂性，建筑物所遭受到的地震作用往往无法准确预测，并且建筑物发生损伤甚至破坏后将对人们的正常生活造成极大影响，修复建筑物也将耗费巨大的人力、物力及时间，对社会经济造成巨大损失。因此，如何在地震发生时，减少结构损伤，在地震后使民众能够尽快恢复正常生活，使建筑物乃至整个城市具有可恢复性(resilient)成为近年来地震工程界关注的新问题。自恢复功能结构不仅能够消耗地震传输给主结构的能量，实现分灾功能，控制结构局部失效模式的出现，而且震后能够很快的恢复其正常使用功能，帮助人们尽快恢复正常生活，如自复位摇摆墙结构体系、自恢复耗能支撑体系及自复位阻尼器体系等。钢筋混凝土剪力墙是高层建筑中的主要抗侧力构件，其刚度大、承载力高，但变形能力受到了较大限制，在地震作用下墙脚处会产生较大损伤，最终导致震后结构残余变形过大而无法继续使用，甚至引起结构突然倒塌。按照规范设计的普通钢筋混凝土剪力墙，可通过加强边缘约束构件(可设置型钢或钢管)或者在墙内设置型钢或暗支撑来提高剪力墙的承载力和抗弯能力，但这些剪力墙的延性较差，在荷载作用下墙脚两侧会过早发生严重破坏，从而导致结构失效无法继续使用。目前，应用于可恢复功能结构中的剪力墙大多采用摇摆和自复位结构形式，主要配合框架结构使用。对于摇摆墙，通过放松结构与基础交界面处或结构构件间交界面处的约束，使该界面仅有受压能力而无受拉能力，结构在地震作用下发生摇摆而结构本身并没有太大弯曲变形，最终恢复到变形前位置时没有永久残余变形，其延性很好，但基本不具有耗能能力，并且稳定性较差；因此，很多国内外学者提出无粘结预应力自复位混凝土剪力墙，通过在墙底与支座开缝处设置耗能元件(如软钢阻尼器、粘滞阻尼器等)，并沿墙通高设置预应力筋或钢绞线复位，这种新型的复位剪力墙具有稳定的耗能能力和较好的复位能力，但在结构中使用会受到预应力钢筋长度的限制，底部开缝的复位剪力墙稳定性较差，会降低剪力墙的承载能力和耗能能力。预应力钢筋和形状记忆合金都是目前常用的复位材料，但预应力钢筋弹性变形小，需要较大位移才能提供很好的复位能力；形状记忆合金的性能受温度影响，并且在变形后需要通过对形状记忆合金加热使其恢复到变形前的状态，操作复杂。因此，需要提供一种新型的剪力墙结构，以克服上述现有技术的缺陷。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种内置弹簧自复位的混凝土剪力墙，该混凝土剪力墙解决现有混凝土剪力墙受荷后两侧墙脚损伤严重，延性差以及摇摆墙和开缝剪力墙稳定性较差、预应力筋弹性变形小、形状记忆合金受温度影响的问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用下述技术方案：一种内置弹簧自复位混凝土剪力墙，包括：钢筋混凝土剪力墙和弹簧装置，所述钢筋混凝土剪力墙包括一体形成的支座和位于支座之上的墙体，所述弹簧装置的数量为两个，对称设置在所述墙体与支座连接处的墙脚，所述弹簧装置包括：第一内管、弹簧、墙体预埋板、支座预埋板和弹簧挡板，所述墙体预埋板和支座预埋板分别预埋在墙体和支座内部，所述墙体预埋板上设有内径大于第一内管外径的第二内管，以及套接在第二内管外侧用于隔绝混凝土及加强预埋板强度的外管，所述支座预埋板上设有内径大于第一内管外径的第三内管，以及套接在第三内管外侧用于隔绝混凝土及加强预埋板强度的外管，所述第一内管的一端插入支座预埋板上的第三内管内，并通过螺栓与第三内管连接，另一端插入墙体预埋板上的第二内管内且不与墙体预埋板接触，并通过螺栓与第二内管连接，所述弹簧和位于弹簧两侧的弹簧挡板套接于第一内管，并能沿第一内管表面滑动，所述弹簧两侧的弹簧挡板分别通过第二内管、第三内管和外管与墙体预埋板和支座预埋板连接。优选地，插入所述第二内管内部的第一内管的另一端与第二内管之间设有摩擦片，所述摩擦片通过螺栓与第一内管的另一端和第二内管连接。优选地，所述弹簧为碟簧。优选地，所述碟簧的材料采用60CrMnA。优选地，位于所述弹簧两侧的弹簧挡板均为双层结构，分别为墙体洞口垫板和上部挡板、以及支座洞口垫板和下部挡板，所述上部挡板和下部挡板分别与弹簧的两端接触，所述墙体洞口垫板通过第二内管和外管与墙体预埋板连接，所述支座洞口垫板通过第三内管和外管与支座预埋板连接。优选地，所述第一内管、第二内管、第三内管、外管、墙体预埋板和支座预埋板的材料均采用碳素结构钢Q235钢，弹簧挡板采用低合金高强度结构钢Q345钢。本专利技术的有益效果如下：本专利技术内置弹簧自复位混凝土剪力墙与普通混凝土剪力墙、采用高强混凝土和高强钢筋的混凝土剪力墙、摇摆墙及采用预应力钢筋的复位剪力墙相比，有以下特点：与普通混凝土剪力墙相比，本专利技术内置弹簧自复位混凝土剪力墙墙脚两侧的弹簧装置能保证墙脚处不过早发生局部破坏而导致整体构件失效，弹簧压缩后提供恢复力，使墙体功能可恢复。并且，在弹簧装置中加上摩擦片后，可利用摩擦片耗散地震输入能量而不是通过墙体自身的塑性变形耗散地震能量。与采用高强混凝土和高强钢筋的混凝土剪力墙相比，同样可避免墙脚两侧塑性变形过大而过早发生局部破坏使整体构件失效。采用高强混凝土和高强钢筋的剪力墙存在延性较差的缺点，本专利技术内置弹簧自复位混凝土剪力墙中弹簧的压缩变形能力较好，能提高墙体的延性，满足构件在大震作用下的变形需求，并且能减小结构的残余变形。与摇摆墙相比，本专利技术内置弹簧自复位混凝土剪力墙的整体稳定性好，并且具有稳定的耗能能力和变形能力，同时也能提供复位能力。添加摩擦片后，可减小墙体自身的塑性变形，具备较好的耗能能力。与采用预应力钢筋的自复位剪力墙相比，在弹性变形范围内，弹簧的变形能力远大于预应力钢筋的变形能力，能够满足结构层间位移的需求，并且不存在长度受结构高度限制的问题。添加摩擦片附加耗能比在无粘结预应力自复位剪力墙底部添加阻尼器附加耗能要更方便和经济，同时能增大构件以及结构的耗能能力。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。图1示出本专利技术的结构示意图。图2示出本专利技术1-1剖面结构示意图。图3示出本专利技术2-2剖面结构示意图。图4示出本专利技术弹簧装置的结构示意图。图5示出本专利技术弹簧装置3-3剖面结构示意图。图6示出本专利技术弹簧装置4-4剖面结构示意图。图7示出本专利技术弹簧装置5-5剖面结构示意图。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术，下面结合优选实施例和附图对本专利技术做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本专利技术的保护范围。如图1-3所示的内置弹簧自复位混凝土剪力墙包括：钢筋混凝土剪力墙10和弹簧装置20，钢筋混凝土剪力墙10包括墙体11和支座12，墙体11位于支座12上，均由钢筋和混凝土浇筑而成。弹簧装置20的数量为两个，对称设置在墙体11与支座12连接处的墙脚，弹簧装置20的上部预埋在墙体11内，下部预埋在支座12内。钢筋混凝土剪力墙10同规范设计的普通钢筋混凝土剪力墙相同，包含约束边缘区域和非约束区域，约束边缘区域主要通过加强竖向纵筋和箍筋形成，非约本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内置弹簧自复位混凝土剪力墙，其特征在于，包括：钢筋混凝土剪力墙和弹簧装置，所述钢筋混凝土剪力墙包括一体形成的支座和位于支座之上的墙体，所述弹簧装置的数量为两个，对称设置在所述墙体与支座连接处的墙脚，所述弹簧装置包括：第一内管、弹簧、墙体预埋板、支座预埋板和弹簧挡板，所述墙体预埋板和支座预埋板分别预埋在墙体和支座内部，所述墙体预埋板上设有内径大于第一内管外径的第二内管，以及套接在第二内管外侧用于隔绝混凝土及加强预埋板强度的外管，所述支座预埋板上设有内径大于第一内管外径的第三内管，以及套接在第三内管外侧用于隔绝混凝土及加强预埋板强度的外管，所述第一内管的一端插入支座预埋板上的第三内管内，并通过螺栓与第三内管连接，另一端插入墙体预埋板上的第二内管内且不与墙体预埋板接触，并通过螺栓与第二内管连接，所述弹簧和位于弹簧两侧的弹簧挡板套接于第一内管，并能沿第一内管表面滑动，所述弹簧两侧的弹簧挡板分别通过第二内管、第三内管和外管与墙体预埋板和支座预埋板连接。

【技术特征摘要】
1.一种内置弹簧自复位混凝土剪力墙，其特征在于，包括：钢筋混凝土剪力墙和弹簧装置，所述钢筋混凝土剪力墙包括一体形成的支座和位于支座之上的墙体，所述弹簧装置的数量为两个，对称设置在所述墙体与支座连接处的墙脚，所述弹簧装置包括：第一内管、弹簧、墙体预埋板、支座预埋板和弹簧挡板，所述墙体预埋板和支座预埋板分别预埋在墙体和支座内部，所述墙体预埋板上设有内径大于第一内管外径的第二内管，以及套接在第二内管外侧用于隔绝混凝土及加强预埋板强度的外管，所述支座预埋板上设有内径大于第一内管外径的第三内管，以及套接在第三内管外侧用于隔绝混凝土及加强预埋板强度的外管，所述第一内管的一端插入支座预埋板上的第三内管内，并通过螺栓与第三内管连接，另一端插入墙体预埋板上的第二内管内且不与墙体预埋板接触，并通过螺栓与第二内管连接，所述弹簧和位于弹簧两侧的弹簧挡板套接于第一内管，并能沿第一内管表面滑动，所述弹簧两侧的弹簧挡板分别通过第二内管、第三内管和外管与墙体预埋板和支座预埋板连接。2....

【专利技术属性】
技术研发人员：徐龙河，肖水晶，李忠献，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京,11