[发明专利]一种拼装式可更换消能墙和可更换消能结构

说明书

本发明公开了一种拼装式可更换消能墙，由若干可更换消能区域组成。可更换消能区域按照所处位置不同可分为上区域和下区域，每个上区域由上部的消能段及下部的下连接板组成，每个下区域由上部的消能段及下部的可调节底座组成。消能墙上部通过剪力墙预埋件与剪力墙进行连接，消能墙下部通过可调节底座与基础进行连接，消能墙各区域之间通过拼接钢板进行连接。可调节底座具备一定的空间位置调节功能，在结构出现残余变形及安装偏差时也能顺利更换。通过设计将地震能量引导集中于耗能能力优越的可更换消能墙，可显著提高剪力墙的抗震性能并有效保护主体结构免遭破坏。震后对消能墙相应的破坏区域进行更换可快速修复剪力墙。

技术领域

本发明属于建筑技术领域，涉及抗震减震技术，尤其是高层建筑结构钢筋混凝土剪力墙的抗震减震技术。

背景技术

随着科技的进步，地震中高层建筑整体倒塌的现象已经得到有效控制，但是建筑结构局部破坏的现象依然普遍存在。不少高层建筑震后局部破坏严重，难以修复，只能推倒重建，或者修复耗资巨大，修复周期漫长。不但会造成巨大的经济损失，而且给社会的生产和人们的生活带来了极大的不便。

钢筋混凝土剪力墙是目前高层建筑中应用最为广泛的抗侧力构件之一，剪力墙的抗震性能对结构的抗震安全至关重要。强震下，以弯曲型破坏模式设计的剪力墙底部往往是破坏较为集中的区域，以混凝土严重压溃，受压钢筋严重屈服为主要破坏特征，这种破坏模式给震后修复带来极大困难。在剪力墙底部区域设置抗震性能优越的拼装式可更换消能墙，通过引导将地震能量集中于拼装式可更换消能墙，可以显著提高剪力墙的抗震性能并有效保护主体结构免遭破坏。震后对拼装式可更换消能墙相应的破坏区域进行更换可快速恢复剪力墙的抗震功能，从而有效减小经济损失，保证社会生产和人民生活的快速恢复。

目前适用于高层剪力墙结构的可更换部件普遍缺乏抗剪能力，若大范围替换，会导致剪力墙抗剪性能急剧下降。且目前的可更换部件只能针对墙脚部位的小范围区域进行替换，地震中一旦破坏蔓延至剪力墙墙体中部或墙脚以上区域则无法实现更换。因此需要设计一种能够有足够抗剪能力，可更换范围更广，可更换区域可根据需要自由组合的新型可更换结构。

目前适用于钢筋混凝土剪力墙结构的可更换部件通常采用螺栓与预埋件进行连接，连接部位的空间位置往往是不可调节的。然而，结构在地震过后往往出现残余变形，这种残余变形会使得可更换区域的高度和水平位置发生变化，螺栓孔相对位置也出现偏移。最终导致可更换部件连接件与预埋件孔位不对齐而无法正常安装。因此需要设计一种能够有一定空间调节能力的新型可更换结构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可用于高层剪力墙结构的拼装式可更换消能墙和可更换消能结构，拼装式可更换消能墙由若干可更换消能区域组成。该消能墙具备较大的刚度，足够的承载能力、良好的延性和耗能能力，通过设计将地震能量引导集中于拼装式可更换消能墙，可以显著提高剪力墙的抗震性能并有效保护主体结构免遭破坏。拼装式可更换消能墙采用分块拼接设计，可以自由组合出满足抗震性能需求的可更换范围，震后对消能墙相应的破坏区域进行更换可快速修复剪力墙。消能墙的可调节底座不但能够保证消能墙与基础的可靠连接，且具备一定的竖直向和水平向偏差调节功能，在结构出现残余变形或安装偏差时也能方便地实现消能墙的更换。从而大幅减少震后建筑推倒重建带来的巨大经济损失和资源浪费，实现震后社会生产、生活快速恢复的目的。为达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种拼装式可更换消能墙，其特征在于：包括若干可更换消能区域，所述可更换消能区域按照所处位置不同可分为上区域和下区域；所述下区域按照所处位置不同又可分为下边缘区域和下中部区域；每个上区域由上部的消能段及下部的下连接板组成；每个下区域由上部的消能段及下部的可调节底座组成；

所述上区域与上区域之间，下区域与下区域之间设置有拼接钢板，拼接钢板焊接在连接端板外侧或钢管约束外筒外表面，且拼接钢板设置有加劲肋以提高拼接钢板平面外刚度；拼接钢板上设置有U形螺栓孔和螺纹孔，相邻拼接钢板之间孔位相互对齐，通过拧紧高强螺栓可以实现拼接钢板之间的连接以提高各区域之间的整体性；