[發(fā)明專利]自控耗能的預應力預制裝配式框架結構

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810181406.2
• 申請日: 2018-03-06
• 公開（公告）號: CN108149791A
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發(fā)明（設計）人: 錢程;解登峰;李延和
• 申請（專利權）人: 南京工業(yè)大學
• 主分類號: E04B1/21
• 分類號: E04B1/21;E04B1/22;E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 徐激波

本發(fā)明公開了一種自控耗能的預應力預制裝配式框架結構，包括混凝土柱和無粘結預應力混凝土梁，無粘結預應力筋錨固在普通混凝土柱腳處，所述混凝土柱包括自控耗能元件、定位鋼筋、箍筋、柱縱筋、預應力筋錨固端、角鋼和摩擦螺栓；所述無粘結預應力筋為曲線形布置，所述自控耗能元件設置于無粘結預應力筋錨固支座處，自控耗能元件包括變形盒外側部分、變形盒主體、變形盒內側部分、承壓板和側擋板。本發(fā)明框架體系發(fā)揮了無粘結預應力裝配式混凝土結構抗裂變形性能好、自重輕、施工簡便及震后可修復的優(yōu)點，為地震區(qū)推廣運用無粘結預應力預制裝配式混凝土框架結構開創(chuàng)了一條新途徑。

技術領域

本發(fā)明涉及一種建筑工程框架結構體系，具體是自控耗能的預應力預制裝配式框架結構。

背景技術

在傳統(tǒng)的現(xiàn)澆框架中，結構主要通過自身的塑性變形進行耗能，地震后存在殘余變形，給修復和后續(xù)使用帶來困難。裝配式鋼筋混凝土框架盡管具有生產(chǎn)速度快、質量穩(wěn)定、節(jié)約模板等優(yōu)點，但傳統(tǒng)的裝配式結構的節(jié)點連接可靠性較差，因此在地震區(qū)的應用受到限制。按是否需要后澆混凝土，框架的連接總體上可分為“濕連接”和“干連接”兩種，前者目前應用較多，和“干連接”的一個不同在于：在濕連接框架中，設計允許的塑性變形往往設置在連接區(qū)以外的區(qū)域，連接區(qū)保持彈性；而“干連接”的框架則力求預制構件保持在彈性范圍，塑性變形盡量控制在連接區(qū)本身。采用“干連接”的裝配式框架的耗能能力弱，梁柱在發(fā)生相對轉角的時候，梁端混凝土會較早地出現(xiàn)局壓破壞，從而影響整體結構的抗震性能。

現(xiàn)有的研究普遍建議，框架結構包括無粘結預應力混凝土框架結構采用混合耗能機制進行抗震設計，而梁鉸耗能機制更優(yōu)于混合耗能機制。因為梁鉸耗能機制主要是依靠梁端的塑性鉸去耗散地震能量，對柱端的延性要求不高，梁鉸機制對臨界截面要求的曲率延性增加不多；混合耗能機制是同時依靠梁鉸和柱鉸耗散地震能量，所以對柱端的截面延性有較高的要求。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是克服傳統(tǒng)的現(xiàn)澆預應力鋼筋混凝土框架以及裝配式預應力混凝土框架的不足，提供一種符合抗震概念設計理念的自控耗能的預應力預制裝配式框架結構，該框架體系發(fā)揮了無粘結預應力混凝土裝配式結構抗裂變形性能好、自重輕、施工簡便及震后可修復的優(yōu)點，為地震區(qū)推廣運用無粘結預應力預制裝配式混凝土框架結構開創(chuàng)了一條新途徑。

本發(fā)明采用的技術方案為：一種自控耗能的預應力預制裝配式框架結構，包括混凝土柱和無粘結預應力混凝土梁；

所述混凝土柱包括自控耗能元件、定位鋼筋、箍筋、柱縱筋、預應力筋錨固端、角鋼和摩擦螺栓；所述無粘結預應力混凝土梁內的無粘結預應力筋錨固在混凝土柱柱腳處，所述無粘結預應力筋為曲線形布置，所述自控耗能元件設置于無粘結預應力筋錨固支座處，無粘結預應力筋的端部與預應力筋錨固端連接，所述箍筋圍繞柱縱筋設置，箍筋與定位鋼筋焊接，自控耗能元件與定位鋼筋焊接；所述角鋼通過摩擦螺栓固定在混凝土柱柱頂處以提高梁柱節(jié)點的局部承載力。

所述自控耗能元件包括承壓板、側擋板、變形盒主體、變形盒外側部分和變形盒內側部分，所述變形盒主體兩側為變形盒外側部分和變形盒內側部分，變形盒主體與側擋板的下邊緣通過建筑結構膠連接，所述側擋板的上邊緣與承壓板通過建筑結構膠連接。

作為優(yōu)選，所述箍筋在自控耗能元件處加密設置。

作為優(yōu)選，所述承壓板為鋼板，所述變形盒為主體碳纖維板構件和碳纖維布膠粘而成(變形盒采用碳纖維材料的目的是提高強度、減輕重量)，所述側擋板采用木板制作。