[發明專利]一種預應力自復位混凝土桁架結構及裝配方法

有效

• 申請號: 202010516200.8
• 申請日: 2020-06-09
• 公開（公告）號: CN111622348B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 鞏妮娜;蔡小寧;朱向陽;陳韻竹;賈長恒;武江傳;趙桂;胡永濤;馬煜征;高兆福;魏海濱;張濤
• 申請（專利權）人: 江蘇海洋大學;江蘇筑港建設集團有限公司
• 主分類號: E04B1/22
• 分類號: E04B1/22;E04B1/21;E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 北京科家知識產權代理事務所(普通合伙) 11427
• 代理人: 宮建華

本發明涉及混凝土桁架裝配技術領域，具體涉及一種預應力自復位混凝土桁架結構及裝配方法及其裝配方法，包括預制混凝土框架柱、角鋼和預制混凝土桁架；下弦桿的左、右端頭均通過一截鋼箱梁內灌微膨脹混凝土進行封錨，兩個截鋼箱梁的外端均通過高強摩擦型螺栓與軟鋼耗能裝置進行固定，兩個軟鋼耗能裝置的外端均通過預埋螺栓分別與兩個預制混凝土框架柱進行固定連接；本發明采用預應力筋以及高強螺栓的干連接技術，以及利用軟鋼耗能裝置進行緩沖耗能，增強桁架結構與主體構件的連接性能，利用耗能元件增強結構的耗能能力，改善抗震性能，控制結構在地震作用下的最大變形，同時在地震作用下利用預應力筋的自復位能力，減小結構的殘余變形，實現結構功能的迅速修復。

技術領域

本發明涉及混凝土桁架裝配技術領域，具體涉及一種預應力自復位混凝土桁架結構及裝配方法及其裝配方法。

背景技術

我國建筑工業化水平相對較低，預制裝配技術落后，隨著我國經濟的發展，建筑工業化已成為建筑產業的發展方向和必然趨勢。我國大部分城市處于抗震設防區，發展預制結構需考慮其抗震能力。預應力混凝土桁架結構與梁式結構相比，不僅能從建筑上滿足穿設管道和線路的要求，有利于建筑室內的采光，而且具有自重輕、剛度大，受力明確、計算方便等優點，在工業廠房與民用建筑等大跨結構中得到較為廣泛的應用。

傳統的裝配式結構通過延性設計避免結構發生脆性破壞甚至倒塌，允許結構主要抗側力構件發生塑性變形以耗散輸入結構中的地震能量，但歷次地震表明結構在中震或大震作用下雖然沒有倒塌，但由于破壞位置的特殊性以及破壞的嚴重性，震后結構的殘余位移很大，使其難以加固修復，最后整個結構只能被推倒重建，造成了巨大的浪費，影響了人們的生產和生活。因此，傳統的抗震設計理念忽略了結構在震后的可恢復性及使用功能的可持續性；另外，傳統的預應力混凝土桁架結構還存在有豎向構件連接不牢靠、抗震性能差、耗能能力不足等缺陷。

發明內容

本發明針對背景技術所提出構件連接不牢靠、抗震性能差、耗能能力不足的問題，設計了一種預應力自復位混凝土桁架結構及裝配方法及其裝配方法。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種預應力自復位混凝土桁架結構及裝配方法，包括預制混凝土框架柱、角鋼和預制混凝土桁架，所述預制混凝土桁架安裝于左、右兩個所述預制混凝土框架柱之間，所述預制混凝土桁架包括上弦桿、下弦桿及固定于上弦桿、下弦桿之間的斜腹桿，所述上弦桿和所述下弦桿的內部分別預留有第一預應力孔道和第二預應力孔道，所述第一預應力孔道的內部設有第一預應力筋，所述第二預應力孔道的內部設有第二預應力筋；所述上弦桿的兩端頂、底面均嵌設有預埋鋼板，上、下層所述預埋鋼板的外側均設置有摩擦耗能金屬板，上、下層所述摩擦耗能金屬板均通過高強螺栓分別與上蓋板以及所述角鋼進行固定；所述下弦桿的左、右端頭均通過一截鋼箱梁內灌微膨脹混凝土進行封錨，兩個所述截鋼箱梁的外端均通過高強摩擦型螺栓與軟鋼耗能裝置進行固定，兩個所述軟鋼耗能裝置的外端均通過預埋螺栓分別與兩個所述預制混凝土框架柱進行固定連接。

作為上述方案的進一步改進，左、右兩個所述預制混凝土框架柱上與所述第一預應力孔道正相對的位置均開設有孔洞，所述第一預應力筋由第一預應力孔道及兩個孔洞穿過，張拉并錨固在兩個所述預制混凝土框架柱外側。

作為上述方案的進一步改進，所述軟鋼耗能裝置包括左封板、右封板及兩塊軟鋼耗能板，兩塊所述軟鋼耗能板對稱固定于所述左封板與所述右封板之間，且兩塊所述軟鋼耗能板的中段側壁均開設有條形螺栓孔，每一個所述條形螺栓孔的前、后側均通過固定螺栓連接有兩片約束側板。

作為上述方案的進一步改進，所述角鋼上設置加強肋，所述角鋼通過緊固螺栓固定在所述預制混凝土框架柱上。

作為上述方案的進一步改進，所述上蓋板與所述預制混凝土框架柱側壁安裝的連接鋼板之間采用焊接連接或者螺栓連接。

作為上述方案的進一步改進，所述第二預應力筋在地面上完成預應力筋的張拉，且錨固在所述下弦桿的兩端。