CN108149791A - 自控耗能的预应力预制装配式框架结构 - Google Patents
自控耗能的预应力预制装配式框架结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108149791A CN108149791A CN201810181406.2A CN201810181406A CN108149791A CN 108149791 A CN108149791 A CN 108149791A CN 201810181406 A CN201810181406 A CN 201810181406A CN 108149791 A CN108149791 A CN 108149791A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- automatic control
- column
- concrete
- control energy
- deformation box
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 239000004567 concrete Substances 0.000 claims abstract description 27
- 210000002435 tendon Anatomy 0.000 claims abstract description 15
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000011513 prestressed concrete Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910001294 Reinforcing steel Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 11
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 claims description 8
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims description 7
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 3
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 claims description 3
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 3
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 3
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims description 3
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 6
- 230000021715 photosynthesis, light harvesting Effects 0.000 abstract description 6
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 abstract 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 5
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 235000010627 Phaseolus vulgaris Nutrition 0.000 description 2
- 244000046052 Phaseolus vulgaris Species 0.000 description 2
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 2
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 230000003915 cell function Effects 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000000116 mitigating effect Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000011178 precast concrete Substances 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
- E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
- E04B1/18—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons
- E04B1/20—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons the supporting parts consisting of concrete, e.g. reinforced concrete, or other stonelike material
- E04B1/21—Connections specially adapted therefor
- E04B1/215—Connections specially adapted therefor comprising metallic plates or parts
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
- E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
- E04B1/18—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons
- E04B1/20—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons the supporting parts consisting of concrete, e.g. reinforced concrete, or other stonelike material
- E04B1/22—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons the supporting parts consisting of concrete, e.g. reinforced concrete, or other stonelike material with parts being prestressed
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
- E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
- E04H9/02—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
- E04H9/021—Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
- E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
- E04H9/02—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
- E04H9/025—Structures with concrete columns
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Rod-Shaped Construction Members (AREA)
Abstract
本发明公开了一种自控耗能的预应力预制装配式框架结构,包括混凝土柱和无粘结预应力混凝土梁,无粘结预应力筋锚固在普通混凝土柱脚处,所述混凝土柱包括自控耗能元件、定位钢筋、箍筋、柱纵筋、预应力筋锚固端、角钢和摩擦螺栓;所述无粘结预应力筋为曲线形布置,所述自控耗能元件设置于无粘结预应力筋锚固支座处,自控耗能元件包括变形盒外侧部分、变形盒主体、变形盒内侧部分、承压板和侧挡板。本发明框架体系发挥了无粘结预应力装配式混凝土结构抗裂变形性能好、自重轻、施工简便及震后可修复的优点,为地震区推广运用无粘结预应力预制装配式混凝土框架结构开创了一条新途径。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑工程框架结构体系,具体是自控耗能的预应力预制装配式框架结构。
背景技术
在传统的现浇框架中,结构主要通过自身的塑性变形进行耗能,地震后存在残余变形,给修复和后续使用带来困难。装配式钢筋混凝土框架尽管具有生产速度快、质量稳定、节约模板等优点,但传统的装配式结构的节点连接可靠性较差,因此在地震区的应用受到限制。按是否需要后浇混凝土,框架的连接总体上可分为“湿连接”和“干连接”两种,前者目前应用较多,和“干连接”的一个不同在于:在湿连接框架中,设计允许的塑性变形往往设置在连接区以外的区域,连接区保持弹性;而“干连接”的框架则力求预制构件保持在弹性范围,塑性变形尽量控制在连接区本身。采用“干连接”的装配式框架的耗能能力弱,梁柱在发生相对转角的时候,梁端混凝土会较早地出现局压破坏,从而影响整体结构的抗震性能。
现有的研究普遍建议,框架结构包括无粘结预应力混凝土框架结构采用混合耗能机制进行抗震设计,而梁铰耗能机制更优于混合耗能机制。因为梁铰耗能机制主要是依靠梁端的塑性铰去耗散地震能量,对柱端的延性要求不高,梁铰机制对临界截面要求的曲率延性增加不多;混合耗能机制是同时依靠梁铰和柱铰耗散地震能量,所以对柱端的截面延性有较高的要求。
发明内容
本发明的目的是克服传统的现浇预应力钢筋混凝土框架以及装配式预应力混凝土框架的不足,提供一种符合抗震概念设计理念的自控耗能的预应力预制装配式框架结构,该框架体系发挥了无粘结预应力混凝土装配式结构抗裂变形性能好、自重轻、施工简便及震后可修复的优点,为地震区推广运用无粘结预应力预制装配式混凝土框架结构开创了一条新途径。
本发明采用的技术方案为:一种自控耗能的预应力预制装配式框架结构,包括混凝土柱和无粘结预应力混凝土梁;
所述混凝土柱包括自控耗能元件、定位钢筋、箍筋、柱纵筋、预应力筋锚固端、角钢和摩擦螺栓;所述无粘结预应力混凝土梁内的无粘结预应力筋锚固在混凝土柱柱脚处,所述无粘结预应力筋为曲线形布置,所述自控耗能元件设置于无粘结预应力筋锚固支座处,无粘结预应力筋的端部与预应力筋锚固端连接,所述箍筋围绕柱纵筋设置,箍筋与定位钢筋焊接,自控耗能元件与定位钢筋焊接;所述角钢通过摩擦螺栓固定在混凝土柱柱顶处以提高梁柱节点的局部承载力。
所述自控耗能元件包括承压板、侧挡板、变形盒主体、变形盒外侧部分和变形盒内侧部分,所述变形盒主体两侧为变形盒外侧部分和变形盒内侧部分,变形盒主体与侧挡板的下边缘通过建筑结构胶连接,所述侧挡板的上边缘与承压板通过建筑结构胶连接。
作为优选,所述箍筋在自控耗能元件处加密设置。
作为优选,所述承压板为钢板,所述变形盒为主体碳纤维板构件和碳纤维布胶粘而成(变形盒采用碳纤维材料的目的是提高强度、减轻重量),所述侧挡板采用木板制作。
有益效果:本发明在曲线形无粘结预应力筋锚固支座处布置有自控耗能元件的无粘结预应力混凝土框架,在多遇地震和中震下自控耗能元件处于休眠状态;在罕遇地震下自控耗能元件承载力达到阈值,继而启动并发生变形,造成框架梁的抗弯承载力减小而使梁先于柱出现塑性铰。框架在地震下通过梁端的塑性铰的转动来耗散地震输入能量,形成梁铰机制。即在罕遇地震下,人为控制用梁来耗能,以保证柱的损伤较轻,这符合抗震概念设计。由于本框架梁形成塑性铰后预应力筋应力远小于极限应力,可保证预应力筋在梁出现塑性铰后继续发挥作用,从而延长有约束屈服的弹塑性阶段的长度,形成延性框架。
附图说明
图1为本发明自控耗能的预应力预制装配式框架示意图;
图2为本发明自控耗能元件安装示意图;
图3为图3中锚固支座处局部放大图;
图4为混凝土柱横断面图;
图5为本发明自控耗能元件外观示意图;
图6为本发明自控耗能元件组成部件拆分示意图;
图7为本发明自控耗能元件作用效果示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。
如图1-6所示,一种自控耗能的预应力预制装配式框架,包括普通钢筋混凝土柱8和无粘结预应力混凝土梁14,所述混凝土柱8包括自控耗能元件1、定位钢筋2、箍筋3、柱纵筋5、预应力筋锚固端6、角钢12和摩擦螺栓13。
所述无粘结预应力混凝土梁14内的无粘结预应力筋4锚固在混凝土柱8柱脚处,所述无粘结预应力筋4为曲线形布置,所述自控耗能元件1设置于无粘结预应力筋4锚固支座处,无粘结预应力筋4的端部与预应力筋锚固端6连接,所述箍筋3围绕柱纵筋5设置,箍筋3与定位钢筋2焊接,自控耗能元件1定位钢筋2焊接;所述角钢12通过摩擦螺栓13固定在混凝土柱8柱顶处。
所述自控耗能元件1变形盒外侧部分7、变形盒主体8、变形盒内侧部分9、承压板10和侧挡板11,所述变形盒主体8两侧分别为变形盒外侧部分7和变形盒内侧部分9,变形盒主体8与侧挡板11的下边缘通过建筑结构胶连接,所述侧挡板11的上边缘与承压板10通过建筑结构胶连接。
所述箍筋3在自控耗能元件1处加密设置。所述承压板10采用钢板制作,所述变形盒主体8为碳纤维板构件和碳纤维布胶粘而成(变形盒加入碳纤维材料的目的是提高强度、减轻重量),所述侧挡板11采用木板制作,侧挡板与承压板、变形盒主体通过建筑结构胶连接。
在自控耗能无粘结预应力混凝土框架结构中,自控耗能元件放置于梁中预应力筋锚固支座处,安装步骤:
1、预制构件
(1)绑扎非预应力纵向钢筋;
(2)确定自控耗能元件的位置,确定定位钢筋的位置;
(3)布置箍筋并按需要在自控耗能元件部位加密箍筋;
(4)将定位钢筋和箍筋焊接,将自控耗能元件和定位钢筋焊接;
(5)在梁中布置无粘结预应力钢筋;
(6)在混凝土柱脚处预留预应力筋孔道,在混凝土柱顶处预留螺栓孔道;
(7)浇筑预制混凝土构件;
2、梁柱安装
(1)通过螺栓将角钢固定在柱顶;
(2)预应力筋穿过柱脚孔道;
(3)浇筑混凝土梁柱节点;
3、张拉预应力筋,锚固在柱脚处。
作用效果:如图7所示,自控耗能元件发挥作用,即有限变形盒破坏,预应力筋得到释放。
以上结合附图对本发明的实施方式做出详细说明,但本发明不局限于所描述的实施方式。对本领域的普通技术人员而言,在本发明的原理和技术思想的范围内,对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变形仍落入本发明的保护范围内。
Claims (3)
1.一种自控耗能的预应力预制装配式框架结构,其特征在于:包括混凝土柱和无粘结预应力混凝土梁;
所述混凝土柱包括自控耗能元件、定位钢筋、箍筋、柱纵筋、预应力筋锚固端、角钢和摩擦螺栓;所述无粘结预应力混凝土梁内的无粘结预应力筋锚固在混凝土柱柱脚处,所述无粘结预应力筋为曲线形布置,所述自控耗能元件设置于无粘结预应力筋锚固支座处,无粘结预应力筋的端部与预应力筋锚固端连接,所述箍筋围绕柱纵筋设置,箍筋与定位钢筋焊接,自控耗能元件与定位钢筋焊接;所述角钢通过摩擦螺栓固定在混凝土柱柱顶处;
所述自控耗能元件包括承压板、侧挡板、变形盒主体、变形盒外侧部分和变形盒内侧部分,所述变形盒主体两侧为变形盒外侧部分和变形盒内侧部分,变形盒主体与侧挡板的下边缘通过建筑结构胶连接,所述侧挡板的上边缘与承压板通过建筑结构胶连接。
2.根据权利要求1所述的自控耗能的预应力预制装配式框架结构,其特征在于:所述箍筋在自控耗能元件处加密设置。
3.根据权利要求1所述的自控耗能的预应力预制装配式框架结构,其特征在于:所述承压板为钢板,所述变形盒为主体碳纤维板构件和碳纤维布胶粘而成,所述侧挡板采用木板制作。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810181406.2A CN108149791A (zh) | 2018-03-06 | 2018-03-06 | 自控耗能的预应力预制装配式框架结构 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810181406.2A CN108149791A (zh) | 2018-03-06 | 2018-03-06 | 自控耗能的预应力预制装配式框架结构 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN108149791A true CN108149791A (zh) | 2018-06-12 |
Family
ID=62456040
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201810181406.2A Pending CN108149791A (zh) | 2018-03-06 | 2018-03-06 | 自控耗能的预应力预制装配式框架结构 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN108149791A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109056492A (zh) * | 2018-08-22 | 2018-12-21 | 南京林业大学 | 一种带有曲线预应力筋的生物质材料混凝土组合梁 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012094756A1 (en) * | 2011-01-14 | 2012-07-19 | Constantin Christopoulos | Coupling member for damping vibrations in building structures |
CN105401655A (zh) * | 2015-12-16 | 2016-03-16 | 南京工业大学 | 一种自控耗能无粘结预应力混凝土框架 |
CN205875395U (zh) * | 2016-08-02 | 2017-01-11 | 北京市建筑工程研究院有限责任公司 | 一种预应力自复位装配式混凝土框架梁柱节点 |
CN206298955U (zh) * | 2016-12-12 | 2017-07-04 | 福州大学 | 单侧式预制预应力混凝土框架自康复耗能节点 |
CN107237402A (zh) * | 2016-08-02 | 2017-10-10 | 北京市建筑工程研究院有限责任公司 | 一种低损伤自复位装配式混凝土双向框架梁柱节点 |
CN207959496U (zh) * | 2018-03-06 | 2018-10-12 | 南京工业大学 | 自控耗能的预应力预制装配式框架结构 |
-
2018
- 2018-03-06 CN CN201810181406.2A patent/CN108149791A/zh active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012094756A1 (en) * | 2011-01-14 | 2012-07-19 | Constantin Christopoulos | Coupling member for damping vibrations in building structures |
CN105401655A (zh) * | 2015-12-16 | 2016-03-16 | 南京工业大学 | 一种自控耗能无粘结预应力混凝土框架 |
CN205875395U (zh) * | 2016-08-02 | 2017-01-11 | 北京市建筑工程研究院有限责任公司 | 一种预应力自复位装配式混凝土框架梁柱节点 |
CN107237402A (zh) * | 2016-08-02 | 2017-10-10 | 北京市建筑工程研究院有限责任公司 | 一种低损伤自复位装配式混凝土双向框架梁柱节点 |
CN206298955U (zh) * | 2016-12-12 | 2017-07-04 | 福州大学 | 单侧式预制预应力混凝土框架自康复耗能节点 |
CN207959496U (zh) * | 2018-03-06 | 2018-10-12 | 南京工业大学 | 自控耗能的预应力预制装配式框架结构 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109056492A (zh) * | 2018-08-22 | 2018-12-21 | 南京林业大学 | 一种带有曲线预应力筋的生物质材料混凝土组合梁 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105755952B (zh) | 植入式弹性橡胶支座装置及其用于预制混凝土桥梁墩柱与承台连接的施工方法 | |
CN107100065B (zh) | 一种用于高速铁路的组合钢箱梁及其建造方法 | |
CN105401655B (zh) | 一种自控耗能无粘结预应力混凝土框架 | |
CN101575840B (zh) | 悬臂拼装钢箱节段的钢-砼组合连续刚构桥施工方法 | |
CN207959496U (zh) | 自控耗能的预应力预制装配式框架结构 | |
CN105544373B (zh) | 一种用于大跨斜拉桥的钢箱‑混凝土组合主梁及施工方法 | |
CN203007856U (zh) | 空心板梁桥的体外预应力加固*** | |
CN204645273U (zh) | 一种预应力自复位混凝土空间框架节点 | |
CN211368352U (zh) | 一种装配式桥墩与承台锚固钢筋套插后浇rpc的连接结构 | |
JP2008520867A (ja) | 橋の補強方法 | |
CN104153287A (zh) | 具有自复位能力的节段拼装混凝土框架桥墩***及方法 | |
CN205776987U (zh) | 一种装配式空腔楼板 | |
CN104532760B (zh) | 一种简支板或简支梁桥梁的加固方法 | |
CN207553438U (zh) | 共张预应力混凝土叠合梁 | |
CN105484151A (zh) | 一种增强预制混凝土节段间连接的构造及其施工方法 | |
CN105297641A (zh) | 公路t梁横隔板预应力加固结构及用其进行加固的工法 | |
CN110258789A (zh) | 一种耗能钢棒可更换的梁柱连接节点及其施工方法 | |
CN108412038A (zh) | 利用锚固支座耗能的无粘结预应力混凝土框架 | |
CN110725195A (zh) | 一种装配式桥墩与承台锚固钢筋套插后浇rpc的连接方法及其应用 | |
CN103210148A (zh) | 具有开口断面上弦杆的桁架构造物及其制作方法,以及利用具有开口断面上弦杆的桁架构造物的桁架桥以及其施工方法 | |
CN108149791A (zh) | 自控耗能的预应力预制装配式框架结构 | |
CN112627016B (zh) | 一种具备自复位与强耗能的装配式桥墩及其施工方法 | |
CN111877548B (zh) | 一种支撑型阻尼器与既有rc框架结构的非约束连接节点 | |
CN209194266U (zh) | 一种双边叠合梁后张法预应力装配路面 | |
CN207944553U (zh) | 利用锚固支座耗能的无粘结预应力混凝土框架 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20180612 |