一种预应力自复位损伤可控拼装摇摆墙的制作方法

本发明涉及土建技术领域，具体是一种预应力自复位损伤可控拼装摇摆墙。

背景技术：

地震作为突发性的自然灾害，往往会造成巨大的社会影响和经济损失。按照规范设计的普通混凝土建筑已经不能完全满足建筑日益增长的抗震需求。结构需要在地震等灾害作用下结构损伤不会过度发展，灾后能在合理的技术条件和经济条件下经过修复即可恢复其预期功能，即损伤可控结构。

结构损伤体现为构件损伤的总体效果，包括损伤形式、损伤程度和损伤分布三个方面。结构损伤控制的目的在于将结构的损伤限制在预先设定的部位，并使这些部位在预期强震下的损伤程度不超过预定的限值，并且结构在震后的残余变形不超过预定的限值。

损伤通常对结构有以下两方面的作用：损伤后结构刚度降低，周期延长。这一般会使结构的位移响应增大，但结构受到的地震力也会有所降低；损伤部位往往能耗散一定的地震输入能量，从而减小结构的地震响应。因此受控的损伤对于结构抗震性能是有利的。结构体系中预期损伤部位的以下两个共同的特征：损伤前对结构整体的抗侧刚度有较大贡献；损伤后对结构的竖向承载力影响不大。

有效地控制结构的变形模式，排除由地震作用等各方面因素引起的随机性的干扰，是实现预期损伤分布的关键；减小结构在强震下变形模式的离散性，可以使结构在强震下的非线性地震响应更加容易预测，从而使结构的抗震设计更加可靠。

在实际震害分析中，剪力墙结构或框架剪力墙结构中的底部剪力墙破坏十分严重。研究者们发现基础的适当抬起往往有助于减小上部结构的地震作用，从而减轻结构震害。美国等国家的研究者率先提出摇摆体系，该体系通过放松结构与基础或构件间的约束，允许结构或结构的某一部分在地震作用下发生摇摆，并利用摇摆引起的结构某些部位的可控变形，将损伤控制在“摇摆界面”上。

目前已有的摇摆墙构件，除某些特别的建筑外形外，很难与整体结构相协调甚至会出现摇摆墙抬升后破坏主体结构的情况如楼板开裂等。一整块墙从底部至顶部无粘结预应力的施加增加了地震中结构的不可靠度。现有的摇摆墙设计的建筑工业化概念不足，在结构加固领域也难以应用，并且震后快速修复难以实现。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种预应力自复位损伤可控拼装摇摆墙。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种预应力自复位损伤可控拼装摇摆墙，包括至少一个拼装单元，拼装单元包括相对设置的上连接梁与下连接梁，上连接梁与下连接梁之间设有至少两片预制墙体，在相邻预制墙体之间设有耗能阻尼；各预制墙体包括预制钢筋混凝土主体和设于该预制钢筋混凝土主体四个角的角部变形块体；在各个预制钢筋混凝土主体内预留无粘结预应力筋孔道，该无粘结预应力筋孔道内设无粘结预应力筋，无粘结预应力筋两端分别锚固于上连接梁和下连接梁上。

其中，上连接梁与下连接梁上设有用于在预制墙体平面内进一步限制预制墙体的限位机构。

其中，限位机构为分别设置在上连接梁与下连接梁上的多个凸起，预制墙体分别设置在相邻凸起形成的空间内。

其中，限位机构包括分别设于上连接梁与下连接梁的预埋钢板，在各个预制墙体上设有与预埋钢板配合的预埋卡槽，在预制墙体平面内限制滑动的同时进一步防止预制墙体平面外失稳。

其中，各预制墙体的相邻侧面设置预埋卡座，耗能阻尼直接卡装在卡座上或附加螺栓固定于卡座上。

其中，上连接梁与下连接梁和中间的两片预制墙体的接触面无粘结，仅通过施加预应力固定。

其中，角部变形块体的弹性模量低于预制钢筋混凝土主体，延性高于混凝土，与预制钢筋混凝土主体通过结构胶固接或通过卡槽连接。

其中，预制钢筋混凝土主体的端部与上连接梁和下连接梁接触的位置采用螺旋箍筋进行增强。

其中，上连接梁和下连接梁通过预埋件或限位装置固接于相邻楼层结构主体。

有益效果：本发明的一种预应力自复位损伤可控拼装摇摆墙，具有以下有益效果：

1、预制构件安装便捷，在新建与加固中均可使用；

2、通过调节预应力和耗能阻尼型号，可实现控制刚度、阻尼、承载力等；

3、将结构损伤定位于次结构拼装摇摆墙上的耗能阻尼或角部变形块体上，实现损伤控制，耗散地震能量，且可在震后通过更换耗能阻尼及角部变形块体实现快速修复；

4、利用拼装墙体在地震中的摇摆抬升下落撞击行为，可减小结构刚度，降低结构周期，消耗地震能量，减小地震作用。同时预应力和结构自重实现的自复位性能，可有效减小结构的残余变形。

附图说明

图1为本发明第一优选方案示意图；

图2为图1拆分示意图；

图3为本发明第二优选方案示意图；

图4为图3拆分示意图；

图5为本发明第三优选方案示意图；

图6为图5拆分示意图；

图7为本发明第四优选方案示意图；

图8为图7拆分示意图；

图9为本发明中耗能阻尼一种安装方式示意图；

图10a为本发明中耗能阻尼另一种安装方式示意图；

图10b为图10a的放大示意图；

图11为本发明中角部变形块体一种安装方式示意图；

图12为本发明中角部变形块体另一种安装方式示意图；

图中：1-预制墙体，10-预留无粘结预应力筋孔道，11-预制墙的钢筋混凝土主体，2-角部变形块体，3-上连接梁，4-下连接梁，5-耗能阻尼，6-无粘结预应力筋，70-预埋卡槽，71-预埋钢板，8-凸起，12-卡座，13-端部限位件。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

实施例1

如图1至图2所示的本发明包括至少一个拼装单元，拼装单元包括至少两片预制墙体1，上连接梁3与下连接梁4，耗能阻尼5，无粘结预应力筋6等部分。预制墙体包括预制钢筋混凝土主体11和角部变形块体2。预制墙体1的预制钢筋混凝土主体11中心预留无粘结预应力筋孔道10，四个角部为三角形的角部变形块体2，两片预制墙体1的整体外观为规则长方体。墙体四个角部的变形块体2为弹性模量小于混凝土的弹性或弹塑性材料，延性高于混凝土，与预制钢筋混凝土主体11通过卡槽连接。两片预制墙体1的预制钢筋混凝土主体11端部与上连接梁3和下连接梁4接触的位置采用螺旋箍筋进行增强。上连接梁3与下连接梁4采用型钢混凝土，上连接梁3与下连接梁4的混凝土部分平滑，在两片墙体侧面没有限位凸起，与墙体接触表面没有限位预埋件。两片预制墙体与上连接梁3与下连接梁4间无粘结，无粘结预应力筋6穿过无粘结预应力筋孔道10，施加预应力锚固在上连接梁3与下连接梁4上。两片预制墙体1的相邻侧面设置预埋卡座12，将上连接梁3与下连接梁4和墙体1固定好后，将耗能阻尼5直接卡装在卡座12上或加螺栓固定于卡座上12。上连接梁3与下连接梁4通过预埋件或限位装置等方式固接于相邻楼层结构的主体。

实施例2

如图3至4所示，本发明包括至少一个拼装单元，拼装单元包括至少两片预制墙体1，上连接梁3与下连接梁4，耗能阻尼5，无粘结预应力筋6等部分。预制墙体包括预制钢筋混凝土主体11和角部变形块体2。预制墙体1的预制钢筋混凝土主体11中心预留无粘结预应力筋孔道10，四个角部为三角形的角部变形块体2，两片预制墙体1的整体外观为规则长方体。墙体四个角部的变形块体2为弹性模量小于混凝土的弹性或弹塑性材料，延性高于混凝土，与预制钢筋混凝土主体11通过卡槽连接。两片预制墙体1的预制钢筋混凝土主体11的端部与上连接梁3与下连接梁4接触的位置采用螺旋箍筋进行增强。上连接梁3与下连接梁4采用型钢混凝土，上连接梁3与下连接梁4的混凝土部分平滑，在两片墙体侧面没有限位凸起，无粘结预应力筋孔道10两侧有预埋钢板71，墙体对应部位有预埋卡槽70。两片预制墙体1与上连接梁3与下连接梁4间无粘结，无粘结预应力筋6穿过无粘结预应力筋孔道10，施加预应力锚固在上连接梁3与下连接梁4上。两片预制墙体的相邻侧面设置预埋卡座12，将上连接梁3与下连接梁4和墙体1固定好后，将耗能阻尼5直接卡装在卡座12上或加螺栓固定于卡座12上。上连接梁3与下连接梁4通过预埋件或限位装置等方式固接于相邻楼层的结构主体。

实施例3

如图5至图6所示，本发明包括至少一个拼装单元，拼装单元包括至少两片预制墙体1，上连接梁3与下连接梁4，耗能阻尼5，无粘结预应力筋6等部分。预制墙体包括预制钢筋混凝土主体11和角部变形块体2。预制墙体1的预制钢筋混凝土主体11中心预留无粘结预应力筋孔道10，四个角部为三角形的角部变形块体2，两片预制墙体1的整体外观为规则长方体。墙体四个角部的变形块体2为弹性模量小于混凝土的弹性或弹塑性材料，延性高于混凝土，与预制钢筋混凝土主体11通过卡槽连接。两片预制墙体1的预制钢筋混凝土主体11的端部与上连接梁3与下连接梁4接触的位置采用螺旋箍筋进行增强。上连接梁3与下连接梁4采用型钢混凝土，上连接梁3与下连接梁4的混凝土部分在两片墙体侧面有凸起8，与墙体接触表面没有限位预埋件。两片预制墙体1与上连接梁3与下连接梁4间无粘结，无粘结预应力筋6穿过无粘结预应力筋孔道10，施加预应力锚固在上连接梁3与下连接梁4上。两片预制墙体1的相邻侧面设置预埋卡座12，将上连接梁3与下连接梁4和墙体1固定好后，将耗能阻尼5直接卡装在卡座12上或加螺栓固定于卡座12上。上连接梁3与下连接梁4通过预埋件或限位装置固接于相邻楼层结构主体。

实施例4

如图7至图8所示，本发明包括至少一个拼装单元，拼装单元包括至少两片预制墙体1，上连接梁3与下连接梁4，耗能阻尼5，无粘结预应力筋6等部分。预制墙体包括预制钢筋混凝土主体11和角部变形块体2。预制墙体1的预制钢筋混凝土主体11中心预留无粘结预应力筋孔道10，四个角部为三角形的角部变形块体2，两片预制墙体1的整体外观为规则长方体。墙体四个角部的变形块体2为弹性模量小于混凝土的弹性或弹塑性材料，延性高于混凝土，与预制钢筋混凝土主体11通过卡槽连接。两片预制墙体1的预制钢筋混凝土主体11的端部与上连接梁3与下连接梁4接触的位置采用螺旋箍筋进行增强。上连接梁3与下连接梁4采用型钢混凝土，上连接梁3与下连接梁4的混凝土部分在两片墙体侧面有凸起8，无粘结预应力筋孔道10两侧有预埋钢板71，预制墙体1对应部位有预埋卡槽70。两片预制墙体1与上连接梁3与下连接梁4间无粘结，无粘结预应力筋6穿过无粘结预应力筋孔道10，施加预应力锚固在上连接梁3与下连接梁4上。两片预制墙体1的相邻侧面设置预埋卡座12，将上连接梁3与下连接梁4和墙体1固定好后，将耗能阻尼5直接卡装在卡座12上或加螺栓固定于卡座12上。上连接梁3与下连接梁4通过预埋件或限位装置固接于相邻楼层结构主体。

耗能阻尼和角部变形块体的安装方案参照图9～12所示。

上述各实施例中的耗能阻尼5和角部变形块体2的安装方案有多种，此处提供几种参考方案。如图9所示，安装耗能阻尼5的卡座12预埋于墙体侧面，耗能阻尼5插入卡座12后，螺栓穿过耗能阻尼5与卡座12固定。如图10a图10b所示，安装耗能阻尼5的卡槽12预埋于墙体侧面，耗能阻尼5插入卡座12后，在卡座12入口插入以螺栓固定的端部限位件13。如图11所示，角部变形块体2通过平行于墙体平面的插槽固定于墙体。如图12所示，角部变形块体通过垂直于墙体平面方向的插槽固定于墙体。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。