[实用新型]柔性连接钢框架内填延性高性能混凝土剪力墙组合结构

说明书

技术领域

本实用新型属于建筑领域的组合结构，涉及一种新型的组合结构形式，具体涉及一种柔性连接钢框架内部浇筑延性高性能混凝土（ECC）形成的钢框架内填ECC剪力墙组合结构。

背景技术

随着经济繁荣和科技进步，高层建筑已成为一个城市甚至一个国家的象征。钢框架结构具有布置灵活，延性好，空间大等优点，在高层建筑中应用较多。但钢框架抗侧刚度小，在罕遇地震下变形大，对节点要求转动能力高。为提高钢框架的侧移刚度，钢框架内填混凝土剪力墙（SRCW）这一混合结构体系得到发展。该体系中钢框架承受大部分竖向荷载及倾覆力矩，填充剪力墙承受大部分剪力，在一定程度上有效利用了两种材料的优势。但是由于内部填充的混凝土剪力墙刚度较大，容易发生剪切脆性破坏，内填混凝土一旦开裂，导致墙体承载力和刚度大幅度下降，此时结构承担的剪力由钢框架承担，使得结构迅速达到破坏状态。可见，钢框架内填混凝土剪力墙结构虽然增大了钢框架结构的刚度，但是未能充分发挥钢材和混凝土这两种材料的优势，寻求延性好、耗能能力强的填充材料来改善这种组合结构的受力性能具有重要意义。

已有研究表明，延性高性能混凝土（ECC，Engineering fiber reinforced Cementitious Composites）是一种高韧性混凝土，具有很大的吸收能量的能力，可以显著改善混凝土剪力墙的抗震性能和抗剪性能。在轴向拉伸荷载下，ECC材料的应力-应变曲线表现出明显的应变硬化特征，在试件破坏前，呈现出现了多条细密裂缝，其极限拉伸应变可达3%以上，是普通混凝土的100倍以上，是钢筋屈服应变的10倍以上；在不配抗剪钢筋的情况下，ECC梁比钢筋普通混凝土梁承载力高出约0.5倍，变形能力提高2倍多；ECC板在受弯时可表现出像钢材一样的弯曲现象。由此可见，ECC优异的抗弯、抗剪性能与钢材比较匹配，将ECC剪力墙用于柔性连接钢框架结构，可以增大钢框架结构的侧向刚度，提高剪力墙的塑性变形能力，减小钢框架梁端和柱端弯矩，减轻钢框架节点的破坏程度，提高结构抗震性能，具有重要理论意义和工程价值。

发明内容

针对现有钢框架内填混凝土剪力墙（SRCW）结构存在缺陷或不足，本实用新型的目的在于，提供一种柔性连接钢框架内填延性高性能混凝土剪力墙组合结构，采用该结构可以有效利用柔性连接钢框架和ECC剪力墙的特点，减小钢框架梁端和柱端弯矩，减轻节点震害，充分发挥材料的力学性能优势，提高结构的延性和抗震性能。

为了实现上述技术任务，本实用新型采用如下技术方案：

一种柔性连接钢框架内填延性高性能混凝土剪力墙组合结构，包括由钢框架梁和钢框架柱组成的钢框架，其特征在于，在钢框架内周边均匀设置有抗剪连接件且钢框架内浇筑有延性高性能混凝土构成的剪力墙。

本实用新型的其它特点是：

所述的钢框架梁和钢框架柱均采用H型钢，钢框架梁和钢框架柱的节点为柔性连接，具体连接方式为钢框架腹板与钢框架柱焊接或螺栓连接。

所述的延性高性能混凝土内布有水平钢筋和竖向钢筋。

所述的抗剪连接件采用栓钉或者槽钢。

本实用新型的柔性连接钢框架内填延性高性能混凝土剪力墙组合结构，带来的技术效果是：

1、钢框架内浇筑的延性高性能混凝土（ECC），其中约50%的水泥可用粉煤灰、硅灰取代，这既节约了大量的资源和能源，保护了生态环境，又大幅度地提升了耐久性，延长了材料和结构的服役寿命。

2、ECC弹性模量约为普通混凝土的2/3，采用ECC剪力墙可以降低内填混凝土剪力墙的刚度，使得钢框架和剪力墙之间的内力分配更加合理。

3、ECC具有良好的塑性变形能力，密度约为2000kg/m³，采用ECC剪力墙可降低结构自重，同时显著提高结构延性和抗震性能。

4、钢框架节点采用柔性连接，可减小钢框架梁端和柱端弯矩，避免钢框架节点发生破坏，提高结构在大震下的变形能力。

附图说明

图1是本实用新型的总体结构示意图；

图2是图1中的A局部放大图；

图3是ECC剪力墙配筋示意图；其中，右下是主视图，左边是主视图中B-B剖视图，上面是是主视图中C-C剖视图。

下面参照附图和实施例对本实用新型进行详细说明。

具体实施方式

参考图1~图3，本实施例给出一种柔性连接钢框架内填延性高性能混凝土剪力墙组合结构，包括由钢框架梁01和钢框架柱02组成的钢框架，在钢框架内周边均匀设置有抗剪连接件03且钢框架内浇筑有延性高性能混凝土04构成的剪力墙。