[發明專利]一種預應力裝配框架結構

有效

• 申請號: 201310285746.7
• 申請日: 2013-07-08
• 公開（公告）號: CN103362210A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 李富民;陸榮;范力;郭震
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: E04B1/19
• 分類號: E04B1/19;E04B1/58
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本發明涉及建筑工程領域一種預應力裝配框架結構。

背景技術

建筑業是人類活動最原始但也是最持久、最永無止境的項目，長期以來也是人類消耗資源和破壞環境的最主要陣地之一。解決這一問題的基本途徑是實施以工廠預制、工地裝配為特征的建筑工業化。

世界范圍內，建筑工業化技術已經經歷了上百年的時間，此間已開發出了多種技術水平不斷進步（主要在于簡化連接方式、改進抗震能力）的預制裝配結構體系，其中預應力裝配框架結構體系是近些年發展起來的一種高效預制裝配結構體系。該體系采用局部無粘結筋將框架梁預壓連接到框架柱上，簡化了連接方式，保證了良好的抗震能力。其受力工作特征為：在常規荷載及較小烈度地震作用下，連接節點保持剛性水平而使結構處于彈性工作狀態；而在較高烈度地震作用下，預壓連接節點處梁柱界面往復張開和閉合，連接剛度也隨之動態退化和恢復，結構的塑性變形主要發生在該界面處的混凝土擠壓區，裝配預應力筋始終保持彈性。這種大震下的工作模式耗能能力較弱，但震后殘余變形很小，結構恢復性能較好，可以達到“大震可修”的設防目標。因此，綜合而言，預應力裝配框架結構體系是一種既能實現建筑工業化生產方式、又具有更高抗震能力的高效結構體系。

然而，現有預應力裝配框架結構體系的連接節點還存在若干方面的不足，主要包括：

（1）梁柱連接區依靠連接預應力束的彈性伸長及界面處混凝土擠壓區的塑性變形適應大震變形，耗能能力差，不利于降低地震響應。

（2）大震下，梁柱連接界面混凝土擠壓區（尤其保護層部位）發生受壓破壞而使界面抗剪及抗彎能力發生不可恢復性退化，加大了底層柱底破壞的風險；擠壓區的震后修復工作量較大。

（3）底層柱底與基礎的全剛性連接，大震下往往容易在柱底形成塑性鉸，由此引起的過大塑性變形不易復位，從而造成了難以修復的結構整體破壞。

（4）為了便于裝配預應力筋的穿束和張拉，需要在梁頂和梁底預留橫向凹槽，導致梁體傳力不連續，且給普通鋼筋布置帶來麻煩。

（5）柱與柱的連接往往采用插筋的方法，其連接方法較為麻煩，且在連接界面上形成了抗剪薄弱部位。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種預應力裝配框架結構，解決了現有預應力裝配框架結構中梁柱節點和柱基節點在大震下無法有效耗能，無法對界面受壓區混凝土提供受壓保護，布束方法不合理的問題，同時也解決了柱柱節點實現不方便，連接界面上形成抗剪薄弱部位的問題。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種預應力裝配框架結構，包括樓層梁、樓柱和基礎，所述樓柱由若干個樓柱單元從上往下依次相連構成，與樓層梁相連的樓柱單元為樓層柱，與基礎相連的樓柱單元為底層柱，所述樓層柱和樓層梁之間的連接點為梁柱節點，兩個相鄰的樓柱單元之間的連接點為柱柱節點，底層柱和基礎之間的連接點為柱基節點。

所述梁柱節點包括樓層梁和樓層柱，所述樓層梁通過預應力筋固定，所述樓層柱的側壁上設置有拱形的曲面型牛腿/折面形的折面型牛腿，所述樓層梁的端部與曲面型牛腿/折面型牛腿匹配，所述曲面型牛腿/折面型牛腿、樓層柱和樓層梁內均設置有用以穿預應力筋的孔道，所述樓層梁的兩側設置為臺階型，所述與樓層柱相連的樓層梁端部的截面積大于樓層梁中部的截面積，所述位于樓層梁內的孔道的端部位于側壁凸起臺階的端面上。

所述柱柱節點包括兩個相鄰的樓柱單元，兩個相鄰的樓柱單元通過預應力筋固定，所述兩個相鄰的樓柱單元內均設置有穿預應力筋的孔道。

所述柱基節點包括底層柱和基礎，所述底層柱通過預應力筋固定在基礎上，所述底層柱的底面上設置有凸球面，所述基礎的頂面上設置有與凸球面匹配的凹坑，所述底層柱和基礎內均設置有穿預應力筋的孔道，所述底層柱內的孔道和基礎內的孔道匹配，所述樓層柱的底端設置為臺階型，所述底層柱的孔道的端部位于底端凸起臺階上。

所述梁柱節點中的孔道位于連接界面處的截面積大于孔道端部的截面積；所述曲面型牛腿/折面型牛腿內的孔道、樓層柱內的孔道以及樓層梁內的孔道連通呈直線形/曲線形；所述柱基節點中的孔道位于連接界面處的截面積大于孔道端部的截面積。穿預應力筋的孔洞在連接界面處的截面積大于孔道端部的截面積，用以適用梁柱節點和柱基節點中的相對滑動位移需求。