[发明专利]一种新型压杆拉索钢竹组合剪力墙

说明书

技术领域

本发明适用于土木工程领域的竹、木材质的剪力墙。

背景技术

现阶段竹、木结构研究主要集中在增强结构构件的静载试验方面，而对于竹、木结构抵抗动力荷载的措施研究较少。竹、木结构剪力墙作为承受水平风荷载及地震作用的重要构件，其性能直接影响竹、木结构的抗侧性能。在竹、木结构剪力墙抵抗水平作用时，沿墙角对角线区域为墙体骨架薄弱区，且主要通过覆面板与墙骨架连接的钉子消耗动力荷载产生的能量，因此，目前竹、木剪力墙的承载力、延性性能及耗能能力仍较低。如果沿墙角对角线方向设置压杆及拉索，增强墙体的整体性，并将竹材与钢材结合使用，形成一种既能提供有效承载力，又能在动力荷载作用下消耗能量的装置，从而提高墙体稳定性与安全性。

发明内容

为提高目前传统竹、木剪力墙承载力和延性性能，并改善其耗能能力，进而提高木结构房屋的抗震性能，现提出一种新型钢竹组合剪力墙，钢竹组合剪力墙主要由顶梁板、墙骨柱、底梁板、覆面板、压杆、墙角锚固构件、拉索、弹簧、弹簧端板、硅胶垫组成。其中，顶梁板、墙骨柱、底梁板和压杆使用重组竹材料，重组竹是近年新兴的一种绿色节能环保材料，与普通木材相比，其具有良好的弹塑性，抗拉抗压强度较高。拉索采用钢绞线，其具有较高的抗拉强度。墙角锚固构件、弹簧及弹簧端板由钢材制成。该新型剪力墙在承受水平荷载作用时可保证拉索仅受拉力，压杆仅受压力，这充分利用了各材料的优良性能，压杆及拉索的设置改善了传统竹、木结构的传力机制及受力模式，增强墙体的整体性。该新型剪力墙在承受动力荷载时，压杆可视作振子，沿着拉索方向产生振动，与弹簧、弹簧端板及硅胶垫形成一种耗能装置，从而降低动力荷载对结构的影响，墙角锚固构件、压杆、拉索、弹簧、弹簧端板及硅胶垫的设置改善了传统竹、木剪力墙仅通过墙体中紧固件耗能的模式，进而增强竹、木结构的动力特性。

实现上述目的所采用的技术方案如下：

本发明的新型钢竹组合剪力墙为竹、木结构中的主要抗侧力构件，采用压杆及拉索通过墙角锚固构件同墙体骨架相连增强墙骨架的薄弱区域，压杆可沿拉索方向滑动；弹簧、弹簧端板及硅胶垫的设置可限制压杆的运动，保证压杆在震动过程中可自动复位，从而达到消耗动力荷载能量的作用。

新型钢竹组合剪力墙包括：1、顶梁板，2、墙骨柱，3、覆面板，4、底梁板，5、压杆，6、墙角锚固构件，7、拉索，8、弹簧，9、弹簧端板，10、硅胶垫。所述顶梁板1、底梁板4和墙骨柱2通过螺钉连接形成矩形墙体骨架；所述墙角锚固构件6总体外形呈直角梯形状，墙角锚固构件6的腰板通过螺栓固定在顶梁板1或底梁板4上，墙角锚固构件6的下底板通过螺栓固定在墙骨柱2上；所述墙角锚固构件6斜板上预留圆孔的圆心与弹簧8外径的圆心、弹簧端板9预留圆孔的圆心以及硅胶垫10预留圆孔的圆心均在一条直线上；所述弹簧8一端焊接在墙角锚固构件6的斜板上，另一端焊接在直径与弹簧外径相同的弹簧端板9上；所述弹簧端板9与硅胶垫10尺寸相同，圆心处预留圆孔直径相同，通过螺钉相连；所述硅胶垫10与压杆5横截面尺寸相同，硅胶垫预留圆孔的圆心与压杆5形心处圆柱孔在一条直线上，硅胶垫10与压杆5仅接触，无连接；所述压杆5形心处圆柱孔直径略大于拉索7直径，拉索7穿过压杆5预留圆柱孔后，再将拉索两端穿过弹簧端板9预留圆孔、弹簧8以及墙角锚固构件6斜板预留圆孔后通过拉索锚具锚固到墙角锚固构件6斜板内侧；所述覆面板3的尺寸与墙体骨架外边缘尺寸相同，将覆面板覆盖在墙体骨架上，通过螺钉连接。

本发明专利的有益效果是：

1、采用绿色节能环保低能耗的新型竹材作为该构件的主要材料，原材伐后可再生，满足可持续发展的要求。

2、墙体中所有构件均可在工厂预制加工，现场施工组装方便，施工周期短。

3、可以充分利用重组竹和拉索各自的强度，发挥各自优良力学性能。在承受水平荷载时，墙体一侧拉索承受拉力，另一侧压杆承受压力，增强传统竹、木结构剪力墙的整体性，改善传统竹、木剪力墙的传力途径增强墙体的抗侧性能。

4、具有良好的动力性能。墙体在承受动力荷载时，压杆会沿拉索方向运动，与弹簧、弹簧端板及硅胶板形成耗能装置，减小动力荷载对结构的影响，从而提高结构的稳定性及安全性。

附图说明