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耗能剪力墙专利技术现状研究

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摘 要 本课题从专利技术分析的角度去了解耗能、控制元件类剪力墙领域的现状及专利布局,认清世界范围内剪力墙抗震消能方面在建筑工程领域的发展现状,从中寻找我国在该领域的差距和优势。为国内设计单位、建设施工单位、生产企业、高等院校、科研院所等提供技术升级的参考和风险措施的应对,进而提高我国建筑产业的国际竞争力。

关键词 剪力墙;专利;抗震;耗能;控制

中图分类号G30 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)84-0071-02

0引言

剪力墙又称为抗震墙、结构墙或抗风墙,房屋或构筑物中主要承受风荷载或地震作用引起的水平荷载,防止结构剪切破坏。结构减震被动控制是近年来应用于土木工程领域的一种抵御地震作用(及风荷载)的有效手段,其基于结构控制的概念,突破了传统的依靠结构本身的延性来消耗地震能量的抗震方法,主要依靠外加的消能控制装置来消耗地震能量,减小甚至消除主体结构的破坏,可显著提高剪力墙结构的抗震性能。据此,国内外学者将结构控制的理念应用于剪力墙结构中,先后提出了多种形式的耗能剪力墙,如带缝剪力墙、耗能连梁剪力墙、组合填充耗能剪力墙及摇摆耗能剪力墙等,并对其性能进行了细致深入的试验研究和理论分析,证实了耗能剪力墙结构在延性变形、滞回耗能等抗震性能指标上均优于普通剪力墙结构,且安装施工及修复、更换亦较为简便易行,是颇具应用价值和发展前景的新型结构体系[1-3]。

本文主要采用关键词,结合分类号,对该领域的专利申请数据进行检索采集。使用的检索系统为专利检索与服务系统的界面检索子系统,检索的数据库为德温特世界专利索引数据库DWPI数据库,和中国专利CPRSABS数据库。各国数据库的公开(公告)日截至2012年6月。

1国内耗能剪力墙专利技术分析

1.1申请人类别分布情况

耗能结构的剪力墙国内申请共39件,从申请人类别来看,以北京工业大学为主的高校申请为21件,占到了此类申请量的54%,图1为此类剪力墙专利文献按申请人类别的分布情况。

图1 耗能剪力墙专利文献按申请人类别的分布情况

1.2申请数量分布情况

图2示出了国内主要申请人的专利申请数量,其中,北京工业大学申请量最多,其次为同济大学、沈阳建筑大学;并且前几名都是高校,说明目前国内施工、设计单位和企业对剪力墙材料方面的开发与研究不是很重视,专利保护意识相对薄弱。

图2 国内主要申请人的专利申请数量

2国外耗能剪力墙专利技术分析

2.1申请人类别分布情况

图3 耗能剪力墙专利文献按申请人的分布情况

耗能结构的剪力墙国外申请共130件左右,从申请人类别来看,申请量最大的申请人为清水建设株式会社(即SHIMIZU CONSTR CO LTD),申请量为25件,其次为株式会社竹中工务店(TAKENAKA KOMUTEN KK),为16件,其次为分别为大成建设株式会社(TAISEI CONSTR CO LTD)、株式会社大林组(OHBAYASHI GUMI KK)、鹿导建设株式会社(KAJIMA CORP),全部为日本企业。说明在建筑领域尤其剪力墙领域日本还是最为先进的研发区域。

2.2申请年份分布情况

图4 国外耗能剪力墙专利文献按申请年份的分布情况

图4为国外耗能剪力墙专利文献按申请年份的分布情况,从专利文献的分布时间来看,1996~1999年期间为此类申请比较活跃的时期,该期间内的申请量达到了此类申请总量的52%。与国内此类专利申请相比,国外耗能剪力墙的研究明显早于国内。

3 结论与建议

从耗能剪力墙领域的专利申请来看,国外从上世纪80年代就开始了相关的专利申请,而我国从90年代才开始,起步较晚;在专利技术积累上与其他发达国家相比较为落后,但近年来,虽然随着经济的发展、政策的鼓励,我国的剪力墙领域申请量在高速增长。国内高校还是走在技术开发的前列,施工、设计单位和企业对耗能类剪力墙方面的开发与研究不是很重视。这些施工、设计单位和企业应该加强知识产权保护意识,重视对具有自主知识产权技术的开发和利用。

参考文献

[1]叶列平,康胜,曾勇.双功能带缝剪力墙的弹性受力性能分析[J].清华大学学报,1999(12) :79-81.

[2]Kwan A K H, Dai H, Cheung Y K.Non2L inear Seismic Response of Reinforced Concrete Slit Shear Walls[J].Journal of Sound and Vibration,1999,226(4):701-718.

[3]吕西林,孟良.一种新型抗震耗能剪力墙结构——结构的抗震性能研究[J].世界地震工程,1995(2):22-26.

[4]Smith R J, Willford M R.The Damped Outrigger Concep t for Tall Buildings [J].Structural Design of Tall and Special Buildings.Structural Design of Tall and Special Buildings, 2007,16(4):501-517.