[發明專利]一種預制裝配式自復位框架整體結構

在審

• 申請號: 202010413156.8
• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN111962659A
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 陳云;陳銘
• 申請（專利權）人: 海南大學
• 主分類號: E04B1/00
• 分類號: E04B1/00;E04B1/24;E04B1/58;E04B1/30;E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 李冉

本發明公開了一種預制裝配式自復位框架整體結構，包括基礎、鋼柱、橫梁、樓板、預制填充墻板和U型卡；鋼柱與基礎形成自復位柱腳結構；橫梁與其兩側連接的橫梁形成自復位節點結構；當地震來臨時，位于梁柱節點的自復位節點結構首先耗散地震能量，提高結構的水平承載力；其次因為樓板和預制填充墻板不與鋼柱直接接觸，且預制填充墻板與上部和兩側的U型卡底部留有一定間距，當整體結構有側向傾覆的趨勢時，樓板和預制填充墻板保持正常的穩定狀態，保證整體結構的重心不隨地震作用而大幅偏移，且使得整體結構在震后有自復位的能力；最后，自復位節點結構和自復位柱腳結構發揮作用，共同確保節點和柱腳不受太大的損傷，實現結構的耗能與自復位功能。

技術領域

本發明涉及建筑結構的消能減震領域，更具體的說是涉及一種預制裝配式自復位框架整體結構。

背景技術

近些年的地震災害表明，地震中建筑倒塌和人員死亡的數量已經得到了有效控制，但是地震所造成的經濟損失和社會影響仍然十分巨大，其中很大一部分的經濟損失是由于地震時建筑受損嚴重，震后難以修復；或者修復時間過長，建筑功能中斷，影響正常生產和生活。基于此，研究者提出了可恢復功能結構的概念。地震可恢復功能結構是指地震后不需修復或者稍加修復即可恢復使用功能的結構，其主要目的是使結構具備震后快速恢復使用功能的能力，從而減輕由于結構震后功能中斷帶來的影響。

在高層建筑中，豎向荷載的作用是次要的，水平荷載的作用則處于主導地位。而處于抗震設防高烈度地區的建筑，地震荷載將起到決定性作用。開發自復位框架整體結構，不僅能確保結構滿足正常使用和承載能力極限狀態的剛度、強度以及延性要求，還能在強震時保護結構的抗震安全性，震后無需修復或稍許修復即可恢復整體框架結構的使用功能，而且施工方便，成本相比傳統的框架結構相差不大，能夠獲得良好的社會和經濟效益。

因此，研發一種具有極強的自復位性能和耗能能力，同時還具有優良的延性和抗疲勞性能的預制裝配式自復位框架整體結構，是本領域技術人員亟需解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種預制裝配式自復位框架整體結構，旨在解決上述技術問題。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種預制裝配式自復位框架整體結構，包括：基礎、鋼柱、橫梁、樓板、預制填充墻板和U型卡；

所述基礎之間水平固定有基礎梁；

所述鋼柱豎直布置在所述基礎的頂面，且底端與所述基礎連接形成自復位柱腳結構；

所述橫梁水平布置，且端頭與所述鋼柱的側壁連接；所述鋼柱與其兩側連接的橫梁形成自復位節點結構；

所述樓板水平固定在所述橫梁的頂面上，且與所述鋼柱存在水平方向的間隙；

所述預制填充墻板豎直布置，且位于下方的所述基礎梁、兩側的所述鋼柱和上方的所述橫梁圍成的矩形框架中，以及位于上下對應的兩根所述橫梁和兩側的所述鋼柱圍成的矩形框架中；所述預制填充墻板的頂邊和兩側邊與所述橫梁和鋼柱之間填充有柔性材料；

所述U型卡的數量為多個，且均勻布置在所述預制填充墻板的四周邊沿；所述U型卡的開口端徑向卡設在所述預制填充墻板的邊沿，且能夠與所述預制填充墻板的兩側墻面產生相對滑動；另一端與所述基礎梁、鋼柱和橫梁固定連接；位于所述預制填充墻板頂沿和兩側的所述U型卡的開口端均包裹所述柔性材料。

通過上述技術方案，當地震來臨時，位于梁柱節點的自復位節點結構首先耗散地震能量，提高結構的水平承載力；其次因為樓板和預制填充墻板不與鋼柱直接接觸，且預制填充墻板與上部和兩側的U型卡底部留有一定間距，當整體結構有側向傾覆的趨勢時，樓板和預制填充墻板保持正常的穩定狀態，保證整體結構的重心不隨地震作用而大幅偏移，且使得整體結構在震后有自復位的能力；最后，自復位節點結構和自復位柱腳結構發揮作用，共同確保節點和柱腳不受太大的損傷，最終實現整個結構的耗能與自復位功能。