一种具有双重自恢复能力的耗能剪力墙的制作方法

本发明属于建筑结构抗震领域，具体涉及一种具有双重自恢复能力的耗能剪力墙。

背景技术

钢筋混凝土剪力墙是现代混凝土结构工程中的主要抗侧力构件，其承载能力和抗震性能对高层建筑结构的安全可靠至关重要。目前，我国高层建筑结构的抗震设计原则是“小震不坏、中震可修、大震不倒”。在强烈的地震作用下，钢筋混凝土剪力墙主要通过弹塑性变形来耗散地震能量，因此，震后剪力墙必将产生不同程度的损伤和较大的残余变形，导致结构难以修复并丧失使用功能，最终结构只能被推倒重建。为了减小地震后结构的残余变形并快速恢复结构的使用功能，近年来，国内外相继提出了自复位剪力墙结构和摇摆剪力墙结构等，主要通过在剪力墙中配置高强钢筋或钢绞线来提高结构的强度、安全储备和变形能力，从而使结构在强烈的地震作用下保持弹性性能，减小地震后结构的残余变形，并快速恢复结构的使用功能。

然而，自复位剪力墙和摇摆剪力墙虽然可以通过设置高强钢筋或钢绞线来保证结构在强震作用下的弹性性能，实现结构的自复位功能，但结构地震响应往往过大，且耗能能力严重不足。

技术实现要素：

为解决上述现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种具有双重自恢复能力的耗能剪力墙，该剪力墙不仅自身具有可恢复功能，而且在墙体内部设置具有自恢复能力的耗能减震装置，具有较强的耗能能力，从而在地震时减轻结构的地震响应，并在震后减小结构的残余变形，快速恢复结构的使用功能。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种具有双重自恢复能力的耗能剪力墙，包括钢筋混凝土剪力墙墙体，钢筋混凝土剪力墙墙体中设有普通竖向分布钢筋和普通水平向分布钢筋，所述钢筋混凝土剪力墙墙体的左右两侧均设有竖向高强筋材，普通竖向分布钢筋和普通水平向分布钢筋组成的前、后两排分布钢筋网之间设有环状截面v形阻尼器缸筒，环状截面v形阻尼器缸筒和钢筋混凝土剪力墙墙体浇筑在一起，环状截面v形阻尼器缸筒由内筒体和外筒体组成，内筒体与外筒体之间形成环状截面v形阻尼通道，内筒体的左、右两端部均设有活塞杆，活塞杆的下端设有圆柱形活塞，内筒体的左侧的活塞杆下端的圆柱形活塞、内筒体的右侧的活塞杆下端的圆柱形活塞与内筒体的内部之间形成密封腔，密封腔中充填有流体阻尼耗能材料；所述环状截面v形阻尼器缸筒的两端均固定设置有圆形缸筒盖板，圆形缸筒盖板的下表面刻有六个沿环向均匀分布的扇环形孔道，活塞杆与内筒体、圆柱形活塞、缸筒盖板之间围成圆环状柱体腔室，圆环状柱体腔室与环状截面v形阻尼通道通过扇环形孔道连通；所述左、右两侧的活塞杆的上端部均连接有钢丝绳，所述圆形缸筒盖板的上表面均连接有钢绞线，钢丝绳和钢绞线的外围均设置有金属波纹管，钢丝绳和钢绞线的上端均通过锚板锚固在钢筋混凝土剪力墙墙体上。

根据上述的具有双重自恢复能力的耗能剪力墙，所述圆柱形活塞的外侧开设有环形密封槽，环形密封槽内设有o型密封圈。

根据上述的具有双重自恢复能力的耗能剪力墙，所述高强筋材为钢绞线或纤维增强复合材料筋。

根据上述的具有双重自恢复能力的耗能剪力墙，左侧下部的混凝土剪力墙体定位为a点，左侧上部的锚板的锚固点为b，右侧上部的锚板的锚固点为c，右侧下部的混凝土剪力墙体定位为d点，环状截面v形阻尼器缸筒的下端固定点为e。

根据上述的具有双重自恢复能力的耗能剪力墙，所述钢丝绳需施加预应力，所述钢绞线不需施加预应力。

本发明的有益效果：(1)本发明的一种具有双重自恢复能力的耗能剪力墙通过设置在钢筋混凝土剪力墙中的高强筋材以及阻尼器缸筒盖板和剪力墙角部的钢绞线提供双重弹性恢复力，使剪力墙在地震后尽可能恢复到原来的位置，因此，该耗能剪力墙自恢复能力强，并能增强建筑结构的可恢复功能，使结构在强震后可以继续使用。(2)本发明的一种具有双重自恢复能力的耗能剪力墙采用速度相关型或智能型阻尼材料，不影响震后装置和建筑结构的自恢复性能；同时还能增大结构的阻尼和耗能能力，减小地震作用时建筑结构的动力响应，从而增加结构的抗震性能。(3)阻尼器和剪力墙浇筑在一起，可重复使用，震后无需更换。

附图说明

图1是本发明的一种具有双重自恢复能力的耗能剪力墙的结构装配示意图；

图2是图1的竖向剖面示意图；

图3是图2中f-f剖面示意图；

图4是图2中n-n剖面示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-4所示，本发明提供了一种具有双重自恢复能力的耗能剪力墙，包括钢筋混凝土剪力墙墙体21，钢筋混凝土剪力墙墙体21中设有普通竖向分布钢筋23和普通水平向分布钢筋24，所述钢筋混凝土剪力墙墙体21的左右两侧均设有竖向高强筋材22，普通竖向分布钢筋23和普通水平向分布钢筋24组成的前、后两排分布钢筋网之间设有环状截面v形阻尼器缸筒6，环状截面v形阻尼器缸筒6和钢筋混凝土剪力墙墙体21浇筑在一起，环状截面v形阻尼器缸筒6，环状截面v形阻尼器缸筒6由内筒体和外筒体组成，内筒体与外筒体之间形成环状截面v形阻尼通道4，内筒体的左、右两端部均设有活塞杆5，活塞杆5的下端设有圆柱形活塞3，内筒体的左侧的活塞杆5下端的圆柱形活塞3、内筒体的右侧的活塞杆5下端的圆柱形活塞3与内筒体的内部之间形成密封腔，密封腔中充填有流体阻尼耗能材料1；所述环状截面v形阻尼器缸筒6的两端均固定设置有圆形缸筒盖板10，圆形缸筒盖板10的下表面刻有六个沿环向均匀分布的扇环形孔道9，活塞杆5与内筒体2、圆柱形活塞3、缸筒盖板10之间围成圆环状柱体腔室8，圆环状柱体腔室8与环状截面v形阻尼通道4通过扇环形孔道9连通；所述左、右两侧的活塞杆5的上端部均连接有钢丝绳11，所述圆形缸筒盖板10的上表面均连接有钢绞线12，钢丝绳11和钢绞线12的外围均设置有金属波纹管13，钢丝绳11和钢绞线12的上端均通过锚板14锚固在钢筋混凝土剪力墙墙体21上。

为了增加圆柱形活塞3与内筒体2之间的密封性，所述圆柱形活塞3的外侧开设有环形密封槽，环形密封槽内设有o型密封圈7。

上述的高强筋材22为钢绞线或纤维增强复合材料筋；上述的具有双重自恢复能力的耗能剪力墙中，左侧下部的混凝土剪力墙体定位为a点，左侧上部的锚板的锚固点为b，右侧上部的锚板的锚固点为c，右侧下部的混凝土剪力墙体定位为d点，环状截面v形阻尼器缸筒(6)的下端固定点为e。

为了减小钢丝绳11的弹性变形，并尽可能将剪力墙be(或ce)之间的相对位移转换为环状截面v形阻尼器缸筒6和活塞杆5之间的相对位移，所述钢丝绳11需施加预应力。

本发明的工作原理：

在水平地震荷载作用下，剪力墙结构会产生层间相对位移，剪力墙墙体上部左、右端点b、c相对于下部的点e发生往复水平相对位移，be两点的距离会被拉长或缩短。当be两点的距离被拉长时(此时ce两点的距离缩短)。由于阻尼器缸筒6固定在e点，钢丝绳连接点b(或点c)和活塞杆端部，且钢丝绳事先施加了预应力，因此，钢丝绳11把剪力墙be(或ce)之间的相对位移转换为阻尼器缸筒6和活塞杆5之间的相对位移。阻尼器左侧上部腔室8内的体积缩小，阻尼耗能材料经扇环形孔道9和阻尼通道4流入阻尼器右侧上部腔室内，阻尼器右侧的活塞和活塞杆则在液体压力作用下向e点靠近。当ce两点的距离被拉长时，阻尼器右侧上部腔室8内的体积缩小，阻尼耗能材料经扇环形孔道9和阻尼通道4流入阻尼器左侧上部腔室内。因此，在地震时，阻尼耗能材料在阻尼通道内来回流动，便会产生阻尼力和消能减震作用，从而有效消耗传入建筑结构的地震能量，并降低结构在地震荷载作用下的动力响应，提高建筑结构的抗震性能。

由于设置在钢筋混凝土剪力墙墙体21左、右两侧的高强筋材22以及连接点b(或点c)和圆形缸筒盖板10的钢绞线12具有很高的抗拉强度，结构在强震作用下一直处于弹性工作状态。因此，当强震后结构有残余变形时，由于残余变形的存在，ab(或cd)之间的距离、以be(或ce)之间的距离及被拉长，高强筋材22和钢绞线12因被拉长而产生弹性恢复力，由于双重恢复力的存在，钢筋混凝土剪力墙墙体很快被拉回到原来的位置，残余变形很小，从而使结构具有双重可恢复能力。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。