一种装配式复合耗能剪力墙

本发明涉及建筑结构耗能减震技术领域，具体涉及一种装配式复合耗能剪力墙。

背景技术：

近年来，国家的建设管理部门在全国大部分地区推广建筑工业化，即推广装配式建筑，通过提高基础设施建设的效率，来满足日益增长的社会需要。

随着城市土地资源的紧张，为了提高土地资源的利用率，大部分在建或拟建建筑都为高层建筑。装配式建筑为了满足高层建筑的结构安全要求，需要采用装配式剪力墙结构。而普通装配式预制剪力墙的整体性、刚度和变形能力相比同等条件下的现浇剪力墙结构要差，在中等以上设防烈度地区采用普通的装配式剪力墙结构需要较大的剪力墙厚度，这不仅使结构自重增大，而且在实际的地震作用下不一定能表现出令人满意的抗震性能。除此之外，当前加有耗能装置的剪力墙，因耗能装置全预埋于剪力墙内或者安装于隐蔽部位，使得耗能装置的日常维护不方便，而且耗能装置在耗能之后有残余变形，同时耗能装置的维修、更换难度大甚至无法维修，这些都是迫切需要解决的问题。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种装配式复合耗能剪力墙，通过在两个剪力墙构件之间设置隔震支座和形状记忆合金杆件，能够提高装配式剪力墙结构整体的延性和耗能能力，增强高层装配式建筑的耗能减震性能，减小高层装配式建筑在地震作用下的动力响应，同时利用形状记忆合金杆件的自复位特性，在耗能后使剪力墙构件及耗能装置复位。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种装配式复合耗能剪力墙，包括两个剪力墙构件，两个剪力墙构件之间均匀设置有多个隔震支座，隔震支座的一端与一个剪力墙构件连接，隔震支座的另一端与另一个剪力墙构件连接，相邻的两个隔震支座之间至少设置有一个形状记忆合金杆件，形状记忆合金杆件的一端通过杆件连接件与一个剪力墙构件连接，形状记忆合金杆件的另一端通过杆件连接件与另一个剪力墙构件连接，两个剪力墙构件之间的形状记忆合金杆件呈波纹状分布。

进一步的，隔震支座包括隔震橡胶垫和连接在隔震橡胶垫两端的端部连接板，隔震支座一端的端部连接板通过螺栓与一个剪力墙构件连接，隔震支座另一端的端部连接板通过螺栓与另一个剪力墙构件连接。

进一步的，两个剪力墙构件中均预埋有多个螺杆，两个剪力墙构件中的螺杆分别穿过隔震支座两端的端部连接板，并通过螺母与隔震支座两端的端部连接板固定。

进一步的，两个剪力墙构件中均预埋有多个杆件连接件，形状记忆合金杆件的一端穿过一个剪力墙构件中的杆件连接件，并通过螺母与该剪力墙构件中的杆件连接件固定；形状记忆合金杆件的另一端穿过另一个剪力墙构件中的杆件连接件，并通过螺母与该剪力墙构件中的杆件连接件固定。

进一步的，形状记忆合金杆件与杆件连接件的固定处设有摩擦垫片。

进一步的，形状记忆合金杆件与水平面的夹角为16°。

进一步的，杆件连接件预埋于剪力墙构件的一端设有销钉。

总的说来，本发明具有如下优点：

一、本发明通过在两个剪力墙构件之间设置隔震支座和形状记忆合金杆件，一方面能够保证结构竖向荷载的有效传递，另一方面能够保证装配式剪力墙体系有一定的抗侧能力，同时，通过隔震支座与形状记忆合金杆件的协同工作能够有效耗散侧向输入的能量；并在保证整体结构有一定承载力的前提下，提高装配式剪力墙结构整体的延性和耗能能力，同时利用形状记忆合金杆件的自复位特性，在耗能后使剪力墙构件及耗能装置复位。

二、本发明构造简单，装配方便，且施工耗时短，日常检修方便简单，不会因日常维护不到位而失效，并且能够减小所需剪力墙构件的尺寸，在一定程度上提高建筑的空间利用率，创造更好的社会效益。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明隔震支座的结构示意图。

图3是本发明形状记忆合金杆件与杆件连接件连接的结构示意图。

其中：1为剪力墙构件，2为隔震支座，2-1为隔震橡胶垫，2-2为端部连接板，3为形状记忆合金杆件，4为杆件连接件，4-1为销钉，5为摩擦垫片。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式来对本发明做进一步详细的说明。

如图1所示，一种装配式复合耗能剪力墙，包括两个剪力墙构件，两个剪力墙构件之间均匀设置有多个隔震支座，隔震支座的一端与一个剪力墙构件连接，隔震支座的另一端与另一个剪力墙构件连接，相邻的两个隔震支座之间至少设置有一个形状记忆合金杆件，形状记忆合金杆件的一端通过杆件连接件与一个剪力墙构件连接，形状记忆合金杆件的另一端通过杆件连接件与另一个剪力墙构件连接，两个剪力墙构件之间的形状记忆合金杆件呈波纹状分布。

如图1所示，在本实施方式中，两个剪力墙构件之间均匀设置有三个隔震支座，相邻的两个隔震支座之间设置有两个形状记忆合金杆件。当上下两个剪力墙构件发生相对位移时，会使得形状记忆合金杆件往复受拉或受压，同时隔震支座也会发生水平往复位移，通过隔震支座的水平剪切变形，能够耗散掉地震输入的能量，起到耗能减震的作用。

如图1和图2所示，隔震支座包括隔震橡胶垫和连接在隔震橡胶垫两端的端部连接板，隔震支座一端的端部连接板通过螺栓与一个剪力墙构件连接，隔震支座另一端的端部连接板通过螺栓与另一个剪力墙构件连接。在本实施方式中，两个剪力墙构件中均预埋有多个螺杆，两个剪力墙构件中的螺杆分别穿过隔震支座两端的端部连接板，并通过螺母与隔震支座两端的端部连接板固定。

如图1和图3所示，两个剪力墙构件中均预埋有多个杆件连接件，形状记忆合金杆件的一端穿过一个剪力墙构件中的杆件连接件，并通过螺母与该剪力墙构件中的杆件连接件固定；形状记忆合金杆件的另一端穿过另一个剪力墙构件中的杆件连接件，并通过螺母与该剪力墙构件中的杆件连接件固定。

由于杆件连接件预埋于剪力墙构件中，使得剪力墙构件能够在形状记忆合金杆件发生变形时保持整体的稳定性，充分发挥形状记忆合金杆件通过变形承担水平剪切力以及限制剪力墙构件水平位移的能力，从而保证隔震支座在发生水平剪切的变形过程中仍能保持稳定，且不因变形过大而失去耗能能力。

如图3所示，杆件连接件预埋于剪力墙构件的一端设有销钉。设置销钉可以加强杆件连接件与剪力墙构件之间的连接，提高杆件连接件与剪力墙构件之间的连接稳定性。

如图3所示，形状记忆合金杆件与杆件连接件的固定处设有摩擦垫片。设置摩擦垫片能够增大固定处的摩擦滑移最大值，防止在地震作用下形状记忆合金杆件发生摩擦滑移，致使连接失效。形状记忆合金杆件与水平面的夹角为16°。

本发明的工作原理如下：

本发明应用于高层装配式建筑物上，当地震发生时，建筑结构的两个剪力墙构件将发生水平相对位移。因为形状记忆合金杆件的两端分别通过杆件连接件与两个剪力墙构件连接，隔震支座两端的端部连接板分别通过螺栓与两个剪力墙构件连接，所以在两个剪力墙构件产生相对水平位移时，隔震支座先产生小幅度的水平位移，同时形状记忆合金杆件将减缓隔震支座的水平位移并限制其最大水平位移，而且形状记忆合金杆件在减缓隔震支座往复水平位移的同时会往复受拉或受压，基于形状记忆合金杆件的耗能和超弹性特性，形状记忆合金杆件在受拉或受压的过程中能够耗散部分地震能量而且不产生大残余变形，能够保证隔震支座起到稳定的耗能作用，从而达到复合耗能的目的。

形状记忆合金杆件与隔震支座均具有一定的耗能能力，而且在相同水平力作用下，形状记忆合金杆件的变形小于隔震支座的变形，形状记忆合金杆件的最大变形小于隔震支座的最大变形，因此形状记忆合金杆件能够限制隔震支座在其允许的最大位移范围内工作，保证隔震支座的稳定及正常工作。

通过合理设置形状记忆合金杆件直径的大小、连接螺杆所采用的螺母大小、摩擦垫片的厚度等可以使形状记忆合金杆件的耗能能力放大；并且形状记忆合金杆件的直径越大，其抵抗侧向剪切的力更大，限制剪力墙构件位移的能力也有所提高；通过对形状记忆合金杆件施加一定的预紧力，可以使其产生大型阻尼器的减震效果，节约造价。

总的说来，本发明通过在两个剪力墙构件之间设置隔震支座和形状记忆合金杆件，一方面能够保证结构竖向荷载的有效传递，另一方面能够保证装配式剪力墙体系有一定的抗侧能力，同时，通过隔震支座与形状记忆合金杆件的协同工作能够有效耗散侧向输入的能量；并在保证整体结构在有一定承载力的前提下，提高装配式剪力墙结构整体的延性和耗能能力，同时利用形状记忆合金杆件的自复位特性，在耗能后使剪力墙构件及耗能装置复位。本发明构造简单，装配方便，且施工耗时短，日常检修方便简单，不会因日常维护不到位而失效，并且能够减小所需剪力墙构件的尺寸，在一定程度上提高建筑的空间利用率，创造更好的社会效益。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。