[发明专利]超高层组合墙双重结构体系

说明书

技术领域

本发明属于结构工程技术领域，具体涉及一种超高层组合墙双重结构体系。

背景技术

组合钢板墙作为一种新型抗侧力构件，它结合钢板剪力墙延性大，抗侧刚度好等优点，同时利用混凝土板约束钢板面外屈曲，并提供部分抗侧刚度。组合钢板墙在日本等高烈度抗震设防国家已开始广泛应用，近年来我国多高层建筑中也开始使用组合钢板墙。与普通混凝土剪力墙相比，组合钢板墙具有更好的延性及耗能能力，克服了混凝土剪力墙在地震下混凝土开裂、刚度及延性大幅降低等脆性破坏、难以修复的缺点，而且便于施工、设计布置灵活、适用广泛，大震后很容易进行更换和维修，是一种性能优越的抗震耗能构件；目前已有学者提出两边连接组合墙体系，以减小钢板受剪时对柱的不利影响。然而，目前组合钢板墙在多高层建筑结构中的应用都以水平剪切屈服为破坏机制，目前尚没有应用组合墙竖向剪切屈服机制的超高层结构体系。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超高层组合墙双重结构体系。该结构体系在风载下有较大的抗侧刚度，地震作用下组合墙钢板屈服并有效耗能以保证主体结构安全。

本发明提出的超高层组合墙结构体系，由剪力墙1、组合钢板墙2、边缘构件3和钢框架梁4组成，其中，组合钢板墙2从底层到顶层同跨贯通布置于剪力墙1两跨中间连成一体，剪力墙1与组合钢板墙2连接处沿纵向设有边缘构件3，组合钢板墙1另一侧沿纵向设有边缘构件3，剪力墙1和组合钢板墙2沿横向分别均布有钢框架梁4。

本发明中，所述剪力墙1采用四边连接、两面预制或现浇混凝土板约束的组合墙中任一种。

本发明中，所述组合钢板墙2采用两边连接、两面预制混凝土板约束的组合墙。

本发明中，所述边缘构件3为钢框架梁柱或SRC柱。

本发明中，所述边缘构件3与钢框架梁连接均为刚性连接。

本发明中，所述组合钢板墙2与边缘构件3的连接采用高强摩擦螺栓连接或焊接。

本发明将组合钢板墙引入超高层结构体系中，利用组合钢板墙良好的剪切耗能特性，耗散地震作用下输入给超高层结构的能量，减小地震作用下主体剪力墙及梁柱的内力。同时地震作用后，利用组合墙便于拆换的特性，可以对耗能组合钢板墙进行更换和维修。

本发明提供的超高层组合墙结构体系是针对超高层建筑钢结构或其它结构的一种新型的结构体系方案，它具有地震作用下破坏模式明确，承载能力高，抗侧刚度大，延性好，损伤集中，便于修复等一系列优越的特性，是未来超高层结构体系的一个优越选择。

附图说明

图1为本发明的超高层组合墙体系示意图。

图2为本发明的超高层组合墙体系地震作用下变形示意图。

图中标号：1为剪力墙，2为组合钢板墙，3为边缘构件，4为钢框架梁。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明。

实施例1：本发明的超高层组合墙体系由剪力墙1、组合钢板墙2、边缘构件3和钢框架梁4组成，其中，剪力墙1采用四边连接组合钢板剪力墙，组合钢板墙2采用两边连接组合墙，其中作为结构主要抗侧力构件的剪力墙1可以采用组合墙混凝土板，可采用预制或现浇两种方式，作为耗能元件的组合钢板墙2可以采用预制混凝土板。控制组合钢板墙2中钢板厚度及厚组合墙1中钢板厚度使大震下薄组合钢板墙屈服而组合墙1内钢板依然保持弹性状态。边缘构件3可采用钢柱或SRC柱。所有边缘构件3与钢框架梁的连接均为刚接。

为验证本发明的可行性，特设计结构缩尺试验模型如下，试验模型为三跨50层组合墙缩尺模型，两边跨跨长为500mm，中间跨跨长为200mm，层高为300mm，限制结构平面外位移及扭转，两边跨内同跨贯通布置四边连接2mm厚有机玻璃板，中间跨上下贯通布置两边与柱连接的1mm厚有机玻璃板，梁柱材料均采用有机玻璃，其中柱截面为70*50*1*1.5mm梁截面为：两边跨梁——50*30*1*1.4mm；中跨梁段——30*20*1*1mm，梁柱均采用高强建筑用胶水刚性连接，经销振动台加载测试，在适当的静力和动力荷载下，能够达到预期的破坏模式。