[发明专利]一种高延性耗能型装配式剪力墙结构及组装方法

说明书

本发明公开了一种高延性耗能型装配式剪力墙结构及组装方法，剪力墙结构包括高延性预制剪力墙、基础、高强度防滑螺栓组件、水平抗剪组件、竖向耗能组件，高延性预制剪力墙上部和下部为工程水泥基复合材料，高延性预制剪力墙中部为普通混凝土材料，上下层高延性预制剪力墙之间的两端以及高延性预制剪力墙与基础之间的两端均设置有高强度防滑螺栓组件，上下层高延性预制剪力墙之间以及高延性预制剪力墙与基础之间的中部设置有水平抗剪组件，同层高延性预制剪力墙之间设置有竖向耗能组件。本发明实现结构可拆卸功能与震后快速可恢复功能，防止墙体的摇摆反应和墙底沿水平缝滑移，提高结构的延性与耗能能力，符合结构装配式施工与建筑工业化的要求。

技术领域

本发明涉及装配式剪力墙技术领域，尤其涉及一种高延性耗能型装配式剪力墙结构及组装方法。

背景技术

装配式混凝土结构体系由于其符合“十三五”规划中提出的推进新型城镇化发展的要求，有利于节约资源能源，减少施工污染、提升劳动生产效率和质量安全水平，有利于促进建筑业与信息化工业化深度融合、培育新产业新动能、推动化解过剩产能，因而具有广阔的应用前景。近年来，我国正大力推动建筑工业化，积极探索发展装配式建筑，推广适合工业化生产的装配式混凝土建筑体系，到2025年装配式建筑占新建建筑比例将达到30％。同时，随着抗震技术的进步和社会经济的发展，地震工程界对于结构的抗震设防目标进一步提高，不能仅满足于地震发生时保护生命安全，而是应将地震后灾区的生活和生产的恢复放在同等重要的位置。即结构不仅需满足传统的防倒塌抗震设防目标，而且应在震后实现快速恢复其功能性。

目前建筑从规划、设计到建造完全没有考虑拆除问题，当建筑完成生命周期、功能不能满足需求，或者遭遇地震产生破坏后，只能用摧毁的办法拆除，由此导致了极大的资源浪费与环境污染。由于混凝土建筑为主要建筑形式，建筑垃圾更是泛滥，每年产生建筑垃圾18亿吨左右，占到城市垃圾总量的30％至40％。据粗略统计，每万平米建筑的施工过程将产生500至600吨建筑垃圾；而每万平方米拆除的旧建筑，将产生7000至12000吨建筑垃圾，而中国每年拆毁的老建筑占建筑总量的40％，可见建筑拆除产生巨大的环境压力。此外，在传统抗震结构经历强震后，结构中的塑性变形会导致结构构件产生损伤和残余变形，进而使结构发生难以修复的破坏并在震后很长的一段时间内无法承担原有使用功能，最终使结构无法实现震后的快速维修和修复。因此世界各国都在寻求减少建筑垃圾、实现建筑资源再利用、实现建筑快速可修复的方法，可拆卸设计理念应运而生。

装配式混凝土结构具有可拆卸功能的关键问题在于实现构件的可拆卸连接。目前装配式混凝土结构体系的可拆卸连接主要采用螺栓连接为主，连接部位不需要二次浇筑混凝土，施工快捷，只要通过合理的连接设计，可达到结构可拆卸、构件可更换的目标，是未来建筑结构更趋向采用的可拆卸方式。目前装配式混凝土结构的螺栓连接方案主要有两类，第一类连接方案是采用螺杆从竖直方向穿过上、下层墙体上的预留洞并完成连接，利用螺杆的轴向受拉传递墙体的内力，该类连接方案可简称为对穿式螺栓连接方案。例如，专利号201710229573.5、专利号201811530624.9及专利号201910439288.5均采用对穿式螺栓连接方案；第二类连接方案是借鉴钢结构中构件之间的连接方式，上、下层墙体在水平缝附近开设沿墙体厚度方向上的圆孔，并在墙体两侧设置连接钢板，再用一定数量的螺栓依次穿过左侧连接钢板、上下层墙体、右侧连接钢板完成连接，利用螺杆的受剪传递墙体的内力，该类连接方案可简称为拼接式螺栓连接方案。例如，专利号201610662280.1、专利号201710878700.4及专利号201911005661.2均采用拼接式螺栓连接方案。

现有的可拆卸螺栓连接主要有以下一些缺陷：

(1)在地震荷载作用下，上述两类连接方案中周边混凝土因局部受力大或螺栓销栓作用等原因而容易出现大量剪切裂缝，混凝土剪坏先于螺栓屈服出现，导致墙体混凝土在节点连接处发生具有明显脆性特征的剪切破坏，导致墙体延性较差，影响结构体系的抗震性能；