[发明专利]一种带可更换墙脚的正交胶合木剪力墙

说明书

技术领域

本发明涉及建筑工程领域，特别是涉及一种用于减小工程结构地震灾害的具有可更换耗能构件的正交胶合木剪力墙。

背景技术

地震具有突发性和不可预测性，且发生频度较高，给人类社会造成了巨大的损失。我国是陆地地震多发国家之一，尤其是近年来频繁发生的大地震，对建筑结构造成了严重的震害。

正交胶合木是一种至少由三层实木锯材或结构复合板材正交组坯，采用结构胶黏剂压制而成的矩形、直线、平面板材形式的工厂预制工程木产品。就正交胶合木的结构性能而言，正交胶合木板材相比其他类型的木质复合板材来说，可以被用作为承重板和剪力墙。与此同时，与钢材、砖、玻璃、塑料或混凝土等材料相比，正交胶合木也彰显出更好的环境绩效。

我国现行的抗震规范对抗震设防目标和设计方法分别为三水准设防和两阶段设计方法，传统的建筑结构体系通过建筑材料的延性和结构变形来抵抗地震作用，耗散地震能量，保证主体结构的安全，震后结构虽未发生倒塌，但往往使结构和构件有很大的残余变形，大大增加了震后结构的维修难度，同时也加大了修复费用。现有正交胶合木剪力墙通常采用角钢连接件辅以钉与楼板或基础相连，这种连接方式具有一定的延性，但震后正交胶合木剪力墙的破坏主要集中于角钢连接节点中，破坏模式角钢连接件屈服、角钢连接件上的钉从木材中拔出或钉被剪断，同时常常伴有正交胶合木板材局部劈裂。这些破坏模式使得正交胶合木剪力墙在震后有较大残余变形，导致结构很难修复，或结构修复工作量大、费用高。

针对现有正交胶合木剪力墙震后破坏难于修复的问题，本发明提出具有可更换脚部耗能构件的新型正交胶合木剪力墙，可以将结构在地震中的损伤集中于墙脚耗能构件，使得地震发生时结构具有较强耗能能力，且震后只需更换耗能构件就可再次将结构投入正常使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种减小工程结构地震灾害的具有可更换脚部耗能构件的正交胶合木剪力墙，减小工程结构地震灾害，以解决现有正交胶合木剪力墙结构在大震后不易修复或修复成本较高的问题。

本发明所需要解决的问题通过以下技术方案实现：

本发明提出的一种带可更换墙脚的正交胶合木剪力墙，包括正交胶合木剪力墙11、可更换脚部构件和带肋角钢31，其中：所述可更换脚部构件由箱型垫具21、工字形耗能构件22、第一植筋23、第二植筋24、第一钢垫板25和第二钢垫板26组成，所述正交胶合木剪力墙11两侧墙脚挖除，用以安装可更换脚部构件；

所述正交胶合木剪力墙11通过钉或自攻螺钉以及带肋角钢31连接楼板或基础，所述带肋角钢31的开孔为水平向长圆孔，当中震或大震作用时，正交胶合木剪力墙11与楼板或基础间可以有相对水平位移；

所述软钢工字形耗能构件22位于正交胶合木剪力墙11和基础或楼板之间，软钢工字形耗能构件22的上翼缘通过螺栓与箱型垫具21底部牢固连接，箱型垫具21顶部通过第一植筋23与正交胶合木剪力墙11连接，软钢工字形耗能构件22的下翼缘、第一钢垫板25、第二钢垫板26等三个构件通过第二植筋24与基础或楼板连接。在小震或普通风荷载等水平作用下，结构整体具有足够的刚度；当中震或者大震发生时，正交胶合木剪力墙11在墙板平面内发生水平移动和转动，软钢工字形耗能构件22在拉剪或压剪作用下屈服耗能；带肋角钢31中的长圆孔使得正交胶合木剪力墙的水平运动不会破坏连接区域，震后正交胶合木剪力墙11基本无损伤，箱型垫具21以及第一植筋23、第二植筋24、第一钢垫板25、第二钢垫板26均不发生破坏，震后可方便地更换软钢工字形耗能构件22；达到小震下结构稳定，大震下剪力墙发生摇摆但不破坏，震后仅需简单更换耗能构件即可修复的理想抗震性能。

本发明中，所述软钢工字形耗能构件22由低屈服点钢制成，低屈服点钢具有较低的屈服强度和良好的塑性变形能力，在中震或大震作用下，该软钢工字形耗能构件可以先于其他构件屈服，并在塑性变形的同时耗散能量；所述工字形耗能构件22腹板中开有斜圆孔，用于削弱其腹板截面，并在腹板上产生一定程度的应力集中，使腹板更容易屈服；所述工字形耗能构件22的上翼缘开有四个螺栓孔，用于与箱型垫具21连接；所述工字形耗能构件22的下翼缘及与下翼缘连接的腹板一定高度范围内开有两个缺口，便于更换时可以把工字形耗能构件22从侧面取出，而不影响楼板或基础上的第二植筋；所述工字形耗能构件22下翼缘下设置第二钢垫板26，下翼缘上表面与第二植筋24的螺帽之间设有第一钢垫板25，以加强连接的牢固性。