[发明专利]一种装配式自复位可控铰耗能墙及其装配方法

说明书

本发明涉及土木工程减震技术领域，特别涉及一种装配式模块化自复位可控铰耗能墙及其装配方法。包括铰柱、底铰梁、顶铰梁、中铰梁、复位系统、摩擦墙、剪力墙以及屈服墙，铰柱、底铰梁、顶铰梁和中铰梁拼接组成双层框架结构；双层框架结构设有至少一组，多组双层框架结构堆叠拼接；摩擦墙两端分别与铰柱连接；剪力墙两侧分别与底铰梁、中铰梁、顶铰梁连接组成耗能剪力墙组；或屈服墙替换剪力墙和摩擦墙，屈服墙与铰柱、底铰梁、中铰梁、顶铰梁连接组成耗能屈服墙组。本发明由于各个构件均采用机械连接，在地震发生后，若某一构件局部发生损坏，可以轻松实现更换；该结构设计目标为罕遇地震下，底铰梁、顶铰梁、中铰梁、铰柱始终保持弹性状态。同时便于各零部件之间拆卸更换。

技术领域

本发明涉及土木工程减震技术领域，特别涉及一种装配式模块化自复位可控铰耗能墙及其装配方法。

背景技术

目前，我国处在工业化、市场化、国际化深入发展重要阶段，工业化建筑可提高建设速度、改善作业环境、提高生产效率，是未来建筑行业发展的趋势。而具有高效节能、质量可控、绿色环保优点的装配式建筑是建筑业工业化、绿色化、可持续化发展的必由之路。传统的装配式钢筋混凝土剪力墙结构虽然具有充足的抗剪性能，但是延性、耗能不足，且结构耗能消耗能量通过钢筋混凝土。此外大型剪力墙为方便运输和现场吊装需要沿水平和竖向方向进行拆分，虽然连接处引入耗能元件，但是结构构造复杂、连接性能差、施工效率低、检测和修复困难等问题，且结构破坏仍以结构构件连接处损伤和结构构件损坏为代价，造成结构修复困难、甚至重建，因此在地震区使用受到限制。研发具有优良抗震性能、模块化易拆分、构造简洁、受力明确、震后易修复功能的装配式耗能墙，对装配式结构的推广应用具有非常重要的现实意义。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种装配式自复位可控铰耗能墙，以解决现有技术中的装配式剪力墙变模板大、变形能力差、变形以材料破坏为代价、震后修复困难、构件替换困难、不能复位、耗能能力差的问题，实现了结构在震时无损伤或低损伤以及在震后易更换、可修复的设计目的。

为达到实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种装配式模块化自复位可控铰耗能墙，包括铰柱、底铰梁、顶铰梁、中铰梁、复位系统、摩擦墙、剪力墙以及屈服墙，

铰柱、底铰梁、顶铰梁和中铰梁拼接组成双层框架结构；每个铰柱与梁连接处设有复位系统；第一层两个铰柱下端分别与底铰梁两端上部连接，第一层两个铰柱上端分别与中铰梁两端下部连接；第二层两个铰柱下端分别与中铰梁两端上部连接，两个铰柱上端分别与顶铰梁两端下部连接；双层框架结构设有至少一组，多组双层框架结构堆叠拼接；

摩擦墙两端分别与铰柱连接；剪力墙两侧分别与底铰梁、中铰梁、顶铰梁连接组成耗能剪力墙组；或屈服墙替换剪力墙和摩擦墙，屈服墙与铰柱、底铰梁、中铰梁、顶铰梁连接组成耗能屈服墙组。

所述复位系统包括拱形弹簧和螺杆，两个拱形弹簧开口端扣合对叠组成复位单元，多个复位单元进行叠合，复位单元依次穿入螺杆连接组成弹簧组。

所述底铰梁包括底主梁，底左耳板，底左耳板，底梁连接件，底梁第一限位孔和底梁第二限位孔；顶铰梁包括顶主梁，顶左耳板，顶左耳板、，顶梁连接件、，顶梁第一限位孔，顶梁第二限位孔，底铰梁或顶铰梁的左耳板和右耳板分别对称连接在梁的两端下部，连接件接在梁侧面轴线上，且连接件中心截面与梁中心截面重合；

中铰梁包括中主梁，中左耳板，中右耳板，中梁第一连接件，中梁第二连接件，中梁第一限位孔，中梁第二限位孔，中左耳板和中右耳板分别对称连接在梁的两端上部，连接件接在梁侧面轴线上，连接件中心截面与梁中心截面重合；

铰柱包括主柱，上单耳板，下单耳板，柱侧连接件，上单耳板和下单耳板分别连接在主柱的上下端部，柱侧连接件连接在柱侧面轴线上，且柱侧连接件中心截面与柱中心截面重合；

顶铰梁、底铰梁和中铰梁与铰柱通过端耳板与销轴连接；摩擦墙与铰柱侧连接件采用螺栓连接；剪力墙与顶铰梁、底铰梁和中铰梁的侧连接件均采用螺栓连接。