[發明專利]降低地震作用下樓蓋板對支撐柱軸力作用的結構及方法

在審

• 申請號: 202010723880.0
• 申請日: 2020-07-24
• 公開（公告）號: CN111794279A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 李洋;王文斌;趙正陽;麻全周;吳宗臻;張勝龍;戴源廷;魏志恒;李玉路;周安國;趙俁鈞
• 申請（專利權）人: 中國鐵道科學研究院集團有限公司城市軌道交通中心
• 主分類號: E02D29/045
• 分類號: E02D29/045;E04C5/08;E04C5/10;E04C5/12
• 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: 姜海榮

本發明公開了一種降低地震作用下樓蓋板對支撐柱軸力作用的結構及方法，包括鋼絞線、預埋管、承壓鋼板及錨具；鋼絞線設在支撐柱頂部的樓蓋板中，且其外套預埋管，預埋管兩端在外側壁抵接承壓鋼板并用錨具固定管內的鋼絞線；該結構施工工藝是：在支撐柱上的蓋板模具中鋪設預埋管，并穿設鋼絞線，且鋼絞線兩端在側墻外側壁錨具固定，模具中澆筑混凝土，當混凝土一定強度后張拉鋼絞線。本發明在地下結構樓蓋板中錨固鋼絞線，使混凝土樓蓋板產生向上的作用力，可在地震作用下有效減小樓蓋板豎直擾度并降低混凝土樓蓋板對支撐柱軸力作用的破壞。

技術領域

本發明涉及土木工程應用技術領域，具體的涉及一種降低地震作用下樓蓋板對支撐柱軸力作用的結構及方法。

背景技術

隨著城市化水平的不斷提高，開發利用地下空間將成為解決城市土地資源不足和交通堵塞問題的十分有效的手段，通常人們認為地下結構受周圍土體的約束作用具有較好的抗震能力，但1995年阪神地震中大開地鐵車站遭受了嚴重的塌毀破壞，一半以上的中柱完全坍塌,導致頂板坍塌破壞和上覆土層最大沉降量達2.5m，成為世界地震史上大型地下結構在地震中遭受塌毀破壞的首例，這引起了國內外學者對地下結構抗震問題的高度關注。

相關研究表明地震縱波有可能是引起地下結構破壞的關鍵因素,結構上覆土體的自重和豎向地震縱波作用的慣性力使結構中柱承受較高的軸壓作用，中柱隨著軸壓比的增大水平變形能力顯著下降，同時在地震橫波作用下中柱產生脆性破壞失去豎向支撐能力，進而引起頂板破壞。由此可知，有效控制地震縱波作用下柱子軸壓比過大對于避免地下框架結構的整體塌毀破壞起關鍵作用。

目前建筑地下室結構常用形式有兩種：梁板式和無梁樓蓋式，后者在凈空間利用率、管線布置及施工造價方面都有著常規梁板無法比擬的優點，但在實際工程中，無梁樓蓋的坍塌事故卻屢見不鮮，雖然在無梁樓蓋中添加鋼筋使樓蓋板有一定的韌性，但實際效果不理想，地震縱波作用下支撐柱在高軸壓作用下支撐能力過度削減會產生壓剪破壞問題，進而影響混凝土整體結構問題。

因此，如何提供一種用于地震作用下降低樓蓋板對支撐柱軸力作用的結構及方法，是本領域技術人員亟需解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明基于地下結構的震害特點以及地下結構的破壞機理，提出一種通過在地下框架結構樓蓋頂板中施加預應力鋼絞線，使混凝土樓蓋板中具有向上的反作用力來平衡地震作用下地下框架樓蓋板的豎直擾度，減小支撐柱的壓力，降低支撐柱的壓剪破壞，保護地下框架結構的穩定性。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

降低地震作用下樓蓋板對支撐柱軸力作用的結構，包括鋼絞線、預埋管、承壓鋼板及錨具；鋼絞線外套設預埋管且沿支撐樓蓋板的兩側墻方向埋設在支撐柱頂部的混凝土樓蓋板中，預埋管兩端延伸至兩側墻的外側端面，預埋管兩端對應兩側墻的外側端面抵接承壓鋼板；鋼絞線穿過承壓鋼板，錨具設在承壓鋼板外側端面，且錨具與穿過承壓鋼板的鋼絞線及承壓鋼板固定；

降低地震作用下樓蓋板對支撐柱軸力作用結構的施工方法，其特征是，其施工步驟為：

步驟a在具有支撐柱的地下框架樓蓋板澆筑模具中對應模具尺寸鋪設鋼筋架；

步驟b，完成步驟a后，在對應支撐柱頂部且沿支撐樓蓋板的兩側墻方向鋪設預埋管，并與鋼筋架捆綁，預埋管貫穿整個樓蓋板模具并延伸到模具兩端，在預埋管兩端緊貼側墻外側端面設有帶孔的承壓鋼板，用鋼絞線穿過預埋管使其伸出兩端的承壓鋼板并均用錨具預固定；

步驟c在步驟b的基礎上，往樓蓋板模具內澆筑混凝土；

步驟d完成步驟c后根據溫度的變化靜置9h-22h，當混凝土強度達到極限抗壓強度的75％后，張拉樓蓋板兩端的鋼絞線，使其具有一定張力，形成支撐樓蓋板向上的作用力，并用錨具鎖緊鋼絞線固定。