[实用新型]一种用于连肢剪力墙耗能的内嵌式耗能模块

说明书

本实用新型属于建筑工程设备领域，尤其是一种用于连肢剪力墙耗能的内嵌式耗能模块；耗能模块设有耗能区和非耗能区，所述耗能区和所述非耗能区使用的材料相同；所述耗能区设有至少两条孔洞，所述孔洞的长径比为12‑17，所述孔洞的长边方向平行于连梁；本方案提供的用于连肢剪力墙耗能的内嵌式耗能模块可根据连梁不同的跨高比，通过耗能模块的布置使阻尼器能满足不同跨高比连梁的要求。本实用新型的嵌固区与阻尼器工作区为一体，墙肢内可不设预埋件固定。本实用新型内嵌于连肢剪力墙结构连梁上，降低了结构的设计难度和施工中连梁的配筋难度，使结构在多遇地震下结构动力特性不变，设防烈度和罕遇地震作用下结构耗能能力和抗倒塌性增强。

技术领域

本实用新型属于建筑工程设备领域，尤其是一种用于连肢剪力墙耗能的内嵌式耗能模块。

背景技术

剪力墙结构刚度大、抗侧性能好，是钢筋混凝土高层建筑普遍采用的结构形式。剪力墙结构概念设计要求提高结构延性，满足“强墙肢弱连梁”，使连梁在罕遇地震作用下先于墙肢屈服，形成塑性铰耗散地震输入能量，同时改变结构振动频率，避开地震的卓越周期，一定程度上减弱结构共振响应，保障墙肢等竖向构件不倒塌。连梁在剪力墙结构中具有双重作用：一是正常使用及多遇地震作用下，连梁在弹性范围工作，连接剪力墙相邻墙肢，保证结构具有足够的抗侧刚度；二是罕遇地震下，连梁先于墙肢进入塑性，耗散地震输入能量，保护剪力墙主体结构的安全。

但在现今阶段的设计中，兼顾连梁的刚度和延性在一定程度上存在矛盾。为解决这一难题，国内外专家学者进行了大量的研究，例如交叉暗柱配筋、菱形配筋、采用新型复合材料等。虽然现有的一些研究成果在理论分析及实验中取得了不错的效果，但是仍缺乏用于实际结构设计的构造措施及实施方案。

20世纪80年代,我国学者曾进行了开水平缝连梁的研究,提出了自控双连梁,取得了较好的结构控制效果。基于连梁开缝的思路, 东南大学李爱群等提出了在连梁跨中开缝设置摩阻控制装置的新型剪力墙方案,振动台试验研究表明摩阻控制装置能有效地控制结构的动力特性和地震反应,有效地提高了剪力墙的抗震性能。其构造示意如图18所示。

同济大学翁大根等提出双肢剪力墙连梁处开竖向缝隙,缝间竖向加入加劲软钢阻尼装置(ADAS/HADAS),在地震作用下,各肢剪力墙间在连梁处产生竖向错位,缝中耗能装置先于结构而屈服,通过往复的塑性滞回变形耗散地震能量。日本学者Kumagai等也提出在跨中断开的连梁中设置软钢阻尼器的方法,其阻尼器形式为工字形截面型钢, 型钢端部埋入混凝土连梁中,试验表明此阻尼器在大变形下具备稳定的滞回耗能能力,使连梁的延性明显提高。其构造如图19所示。

东北林业大学的刘晚成等提出的SMA耗能连梁一剪力墙体系是利用SMA材料的超弹性特性，开发新型可承受剪切变形的阻尼器，并将其安装在剪力墙连梁中部，使得新型连梁在地震作用下先于剪力墙墙肢屈服耗能，同时地震后SMA阻尼器的变形由于SMA的超弹性特性而自动回复，其构造如下图20所示。

试验证明，这种阻尼器有较好的滞回性能，但考虑到装置的成本，尚没有大规模使用的基础。另外，Smith等提出的耗能伸臂体系中,若将墙肢间的伸臂视为刚性连梁,则亦与上述几类耗能连梁的减震机理类似。

图18-图20所示的阻尼器有一定控制效果，但大多连梁阻尼器仅进行了理论分析，缺少实际工程应用。并且现在对连梁阻尼器端部构造，特别是与暗柱的连接构造方面研究仍比较缺乏，这大大的限制了连梁阻尼器的使用。

实用新型内容

针对以上问题，在实际应用中，我们希望有一种便于设计施工的耗能装置，能在不大幅度提高施工难度的基础上提高连梁的耗能能力。

本实用新型是这样实现的，一种用于连肢剪力墙耗能的内嵌式耗能模块，耗能模块设有耗能区和非耗能区，所述耗能区和所述非耗能区使用的材料相同；所述耗能区设有至少两条孔洞，所述孔洞的长径比为12-17，所述孔洞的长边方向平行于连梁。