[發明專利]一種防鋼筋混凝土結構連續倒塌的體外抗力可調鋼絞線網裝置

有效

• 申請號: 201510091431.8
• 申請日: 2015-02-28
• 公開（公告）號: CN104806032B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發明（設計）人: 林峰;張逢伯
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: E04G23/02
• 分類號: E04G23/02;E04C5/04;E04C5/12
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司31002
• 代理人: 吳林松

技術領域

本發明屬于土木工程技術領域，涉及一種位于結構體外、抗力可調、防結構連續倒塌的裝置。

背景技術

一些房屋建筑因其功能特點、地理位置等原因，在其服役期內可能遭受偶然荷載的作用，如遭遇遠超設計水平的強烈地震、煤氣爆炸、恐怖爆炸、車輛撞擊等。偶然荷載可造成建筑結構局部破壞，如果破壞進一步蔓延并引發結構大面積坍塌，工程上稱之為連續性倒塌。結構連續性倒塌極大地威脅生命財產安全，并可產生嚴重社會影響。歷史上著名的例子是2001年美國911事件中世貿中心大廈倒塌。因此，提高重要結構的防連續倒塌能力具有重要意義。我國“混凝土結構設計規范(GB50010-2010)”中對防連續倒塌設計原則進行了規定。

結構的某豎向構件遭受偶然荷載破壞后，上部水平構件(梁和樓板)在該豎向構件處產生向下的豎向位移。防倒塌抗力的提高，在前期主要依靠水平構件的抗彎性能，在后期主要依靠梁和樓板內的縱向鋼筋形成的懸索效應，如圖1所示。如果該豎向構件上部樓層的豎向荷載較大，則水平構件內的縱向鋼筋最終被拉斷，防連續倒塌抗力耗盡，結構發生連續倒塌。

目前，結構防連續倒塌設計方法是基于傳統設計方法的驗算方法。首先對結構進行傳統設計，然后考慮結構對應的防連續倒塌要求等級，分別進行防連續倒塌設計。對于重要建筑，常常采用移柱法(或移除其他豎向承重構件如剪力墻)檢驗結構防連續倒塌能力。如果移除某根柱后，結構不發生連續倒塌，則計算通過，維持原設計。否則，加大梁或柱的配筋或截面，提高結構極限承載能力，直至計算通過。

采用增大相關構件配筋或截面以提高防連續倒塌性能的方法存在以下不足：(1)效率不高。因建筑鋼筋的極限強度不高，因而增多鋼筋來提高懸索效應的作用有限。(2)不經濟。鋼筋增多后可能引起構件超筋，從而不得不擴大構件截面，增加造價。(3)不美觀。增大截面后易形成“寬梁肥柱”，影響建筑美觀。

發明內容

為克服現有方法的缺陷，本發明的目的是提供一種利用鋼板抗剪防結構連續倒塌的體外抗力可調鋼絞線網裝置，可高效經濟地提高結構防連續倒塌性能，適用于鋼筋混凝土結構。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：

本發明提供了一種防結構連續倒塌的體外抗力可調鋼絞線網裝置，是由若干個連接單元縱橫交錯連接組成，所述連接單元包括兩段連接線和連接裝置，所述兩段連接線通過所述連接裝置連接形成連接單元。

所述連接線為鋼絞線。

所述連接裝置為連接盒，所述連接盒內部依次設置有第一塊錨具、第二塊錨具、高強度鋼塊、第一塊鋼板、第二塊鋼板、第三塊鋼板。利用第一塊鋼板、第二塊鋼板、第三塊鋼板依次受剪破壞提供抗力。

所述連接盒的兩側設置有圓孔。

所述第一塊錨具緊鄰連接盒的側壁設置，所述第二塊錨具緊鄰高強度鋼塊設置。

所述兩段連接線中的一段連接線伸入一個圓孔內，與所述連接盒內緊鄰連接盒的側壁設置的第一塊錨具連接，所述另一段連接線伸入另一個圓孔內，依次穿過第三塊鋼板、第二塊鋼板、第一塊鋼板、高強度鋼塊中的預留孔，與緊鄰高強度鋼塊的第二塊錨具連接。

所述高強度鋼塊與第一塊鋼板、第二塊鋼板、第三塊鋼板的間隔分別為D₁、D₂、D₃，其中：D₁＝0.3D₃，D₂＝0.6D₃。

所述第一塊鋼板、第二塊鋼板、第三塊鋼板的材質為Q390鋼，極限抗剪強度190MPa。

所述高強度鋼塊的材質為Q420鋼，極限抗剪強度195MPa。

對于一般的民用建筑，所述第一塊鋼板、第二塊鋼板、第三塊鋼板的厚度為100～120mm，寬度為10～50mm。

本發明同現有技術相比，具有以下優點和有益效果：

本發明提供的裝置可以高效率地提高結構防連續倒塌性能。鋼絞線的極限強度是鋼筋極限強度的3～4倍左右，相比采用增多鋼筋來提高懸索效應產生的抗力，效率高。

本發明提供的裝置經濟性好。鋼絞線設置在水平構件外部，不影響構件的受彎性能，僅在懸索效應階段參與受力；由此，解決了增多鋼筋產生的超筋和增大截面的問題，避免“寬梁肥柱”。

本發明提供的裝置不影響建筑美觀。鋼絞線和連接盒緊貼梁底部，基本不占用建筑高度，如有吊頂也不影響視覺美觀。

本發明提供的裝置適應性強。通過改變抗力和位移，可以適應不同跨度、梁板配筋的結構。

附圖說明