[发明专利]一种具有全域耗能机制的自复位开缝剪力墙及复位方法

说明书

本发明公开了一种具有全域耗能机制的自复位开缝剪力墙及复位方法，开缝剪力墙包括剪力墙体，剪力墙体上开设有竖直缝形成多个墙肢；耗能抗剪部连接于相邻墙肢之间，地震中利用剪切位移耗能，消耗相邻墙肢之间由于相互错动产生的能量；剪力墙体底部与建筑基础顶部插接传递水平力，且通过自动复位机构连接，用于在地震中传递整体抗倾覆力矩。地震中耗能抗剪部在墙肢发生小变形时靠墙肢之间相互错动开始耗能，当受到较大地震时，墙体整体发生转动驱动复位部件开始耗能，以实现全域耗能机制，并且避免了较大地震时耗能抗剪部遭受过大位移的损伤。抗剪墙体各部分墙肢应保证宽厚比不超过3，以充分发挥其弯曲变形的延性，减轻传统剪力墙的剪切变形占比。

技术领域

本发明涉及建筑技术领域，更具体的说是涉及一种具有全域耗能机制的自复位开缝剪力墙及复位方法。

背景技术

高层建筑在我国广泛应用，历次震害表明，高层建筑的地震损伤集中在其主要抗侧力构件—剪力墙的底部，这是由于地震对剪力墙产生较大的倾覆力矩所致，而且震后修复困难，影响整体建筑的使用功能，产生巨大的经济损失。

为提高剪力墙抗震性能的传统做法有：一是将墙体竖向分割成两半，中间安装钢板阻尼器，但墙肢底部仍然与基础固定，无法避免倾覆力矩对墙底部的损伤，大震下耗能能力不足；二是将墙体底部断开，采用铰接形式连接，两端配以预应力筋，该方法对于底部构造的要求较高，且将墙体作为一个刚性体，小震或中震下难以驱动其耗能，未充分发挥其特性，且成本较高。

因此，如何提供一种具有全域耗能机制的自复位开缝剪力墙是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

为此，本发明的一个目的在于提出一种具有全域耗能机制的自复位开缝剪力墙，解决现有技术中剪力墙耗能部件无法同时在小震、中震及较大地震中均能发挥耗能作用，且震后无需修复可自复位的技术问题。

本发明提供了一种具有全域耗能机制的自复位开缝剪力墙，包括：

剪力墙体，所述剪力墙体上开设有竖直缝形成多个墙肢；多个所述墙肢宽厚比不大于3；

耗能抗剪部，所述耗能抗剪部连接于相邻墙肢之间，用于地震中利用剪切位移耗能，消耗相邻墙肢之间由于相互错动产生的能量；

以及自动复位机构，所述剪力墙体底部与建筑基础顶部插接传递水平力，且通过所述自动复位机构连接，用于在地震中传递整体抗倾覆力矩。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种具有全域耗能机制的自复位开缝剪力墙，通过耗能抗剪部在地震中利用剪切位移耗能，消耗小震和中震工况下相邻墙肢之间由于相互错动产生的能量；剪力墙体底部与建筑基础顶部插接传递水平力，墙肢在较大地震中可相对建筑基础发生转动进而驱动自动复位机构耗能，避免其底部开裂，有效释放了墙肢底部弯矩，减轻墙体破坏。由此本发明提供的开缝剪力墙能够覆盖各强度地震的全域耗能需求。剪力墙各部分墙肢应保证宽厚比不超过3，以充分发挥其弯曲变形的延性，减轻传统剪力墙的剪切变形占比。

本发明中指的小震、中震及较大地震是根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010版中的规定，并参考相关文献可知，小震、中震、大震、巨震表征地震的强度，在各设防烈度下均对应4个依次增加的地震峰值加速度。为了表述方便，本发明中较大地震代表大震和巨震。

进一步地，所述耗能抗剪部为一个独立的耗能抗剪键，在相邻墙肢之间设置多个独立的所述耗能抗剪键；或所述耗能抗剪部为通过多个独立的耗能抗剪键串联或并联组成的耗能抗剪机构，在相邻墙肢之间设置一个或多个所述耗能抗剪机构。

进一步地，每一个所述耗能抗剪键均呈沙漏形，通过形状记忆合金制成。可根据设计需求设计沙漏的最小截面和最大截面，其余部分可进行圆滑过渡。