一種自控耗能無粘結(jié)預應力混凝土框架的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種建筑工程框架結(jié)構(gòu)體系，具體是一種自控耗能無粘結(jié)預應力混凝土框架。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的研究普遍建議，框架結(jié)構(gòu)包括無粘結(jié)預應力混凝土框架結(jié)構(gòu)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(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是克服無粘結(jié)預應力混凝土結(jié)構(gòu)存在的耗能能力較差等不足，提供一種符合抗震概念設計理念的自控耗能無粘結(jié)預應力混凝土框架，該框架體系發(fā)揮了無粘結(jié)預應力混凝土結(jié)構(gòu)抗裂變形性能好、自重輕及施工簡便的優(yōu)點，為地震區(qū)推廣運用無粘結(jié)預應力混凝土框架結(jié)構(gòu)開創(chuàng)了一條新途徑。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種自控耗能無粘結(jié)預應力混凝土框架，包括普通鋼筋混凝土柱和自控耗能無粘結(jié)預應力混凝土梁，所述普通鋼筋混凝土柱不設預應力筋，所述自控耗能無粘結(jié)預應力混凝土梁包括自控耗能元件、定位鋼筋、箍筋、無粘結(jié)預應力筋、梁上部縱筋、梁下部縱筋和預應力筋錨固端；
[0005]所述無粘結(jié)預應力筋為折線形布置，所述自控耗能元件設置于無粘結(jié)預應力筋轉(zhuǎn)向處，無粘結(jié)預應力筋的端部與預應力筋錨固端連接，所述箍筋圍繞梁上部縱筋和梁下部縱筋設置，箍筋與定位鋼筋焊接，定位鋼筋與自控耗能元件焊接；
[0006]所述自控耗能元件包括頂轉(zhuǎn)向棒、變形盒外側(cè)部分、變形盒主體、變形盒內(nèi)側(cè)部分、側(cè)轉(zhuǎn)向棒、承壓板和側(cè)擋板，所述變形盒主體兩側(cè)分別為變形盒外側(cè)部分和變形盒內(nèi)側(cè)部分，變形盒主體與承壓板焊接，變形盒主體與承壓板之間設有側(cè)轉(zhuǎn)向棒，變形盒主體與頂轉(zhuǎn)向棒連接，所述側(cè)擋板的下邊緣與承壓板通過建筑結(jié)構(gòu)膠連接。
[0007]作為優(yōu)選，所述箍筋在自控耗能元件處加密設置。
[0008]作為優(yōu)選，所述頂轉(zhuǎn)向棒和側(cè)轉(zhuǎn)向棒采用鋼棒制作，所述承壓板采用鋼板制作，所述變形盒主體為鑄鐵構(gòu)件和碳纖維板、碳纖維布膠粘而成(變形盒加入碳纖維材料的目的是提高強度、減輕重量)，所述側(cè)擋板采用碳纖維板制作。
[0009]作為優(yōu)選，所述頂轉(zhuǎn)向棒和側(cè)轉(zhuǎn)向棒分別為半圓形和圓形柱體鋼構(gòu)件，并通過建筑結(jié)構(gòu)膠與其他構(gòu)件連接。
[0010]有益效果:本發(fā)明在折線形無粘結(jié)預應力轉(zhuǎn)向處布置有自控耗能元件的無粘結(jié)預應力混凝土框架，在多遇地震和中震下自控耗能元件處于休眠狀態(tài)；在罕遇地震下自控耗能元件承載力達到閾值，繼而啟動并發(fā)生變形，造成框架梁的抗彎承載力減小而使梁先于柱出現(xiàn)塑性鉸?？蚣茉诘卣鹣峦ㄟ^梁端的塑性鉸的轉(zhuǎn)動來耗散地震輸入能量，形成梁鉸機制。即在罕遇地震下，人為控制用梁來耗能，以保證柱的損傷較輕，這符合抗震概念設計。由于本框架梁形成塑性鉸后預應力筋應力遠小于極限應力，可保證預應力筋在梁出現(xiàn)塑性鉸后繼續(xù)發(fā)揮作用，從而延長有約束屈服的彈塑性階段的長度，形成延性框架。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明框架結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2為本發(fā)明自控耗能無粘結(jié)預應力混凝土梁示意圖；
[0013]圖3為本發(fā)明自控耗能元件安裝示意圖；
[0014]圖4為圖3中B處局部放大圖；
[0015]圖5為圖3中A-A面剖視圖；
[0016]圖6為圖5中C處局部放大圖；
[0017]圖7為本發(fā)明自控耗能元件外觀示意圖；
[0018]圖8為本發(fā)明自控耗能元件組成部件拆分示意圖；
[0019]圖9為本發(fā)明自控耗能元件作用效果示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步的說明。
[0021]如圖1-8所示，一種自控耗能無粘結(jié)預應力混凝土框架，包括普通鋼筋混凝土柱9和自控耗能無粘結(jié)預應力混凝土梁8，所述普通鋼筋混凝土柱9不設預應力筋，所述自控耗能無粘結(jié)預應力混凝土梁8包括自控耗能元件1、定位鋼筋2、箍筋3、無粘結(jié)預應力筋4、梁上部縱筋5、梁下部縱筋6和預應力筋錨固端7 ;
[0022]所述無粘結(jié)預應力筋4為折線形布置，所述自控耗能元件1設置于無粘結(jié)預應力筋4轉(zhuǎn)向處，無粘結(jié)預應力筋4的端部與預應力筋錨固端7連接，所述箍筋3圍繞梁上部縱筋5和梁下部縱筋6設置，箍筋3與定位鋼筋2焊接，定位鋼筋2與自控耗能元件1焊接；
[0023]所述自控耗能元件1包括頂轉(zhuǎn)向棒10、變形盒外側(cè)部分11、變形盒主體12、變形盒內(nèi)側(cè)部分13、側(cè)轉(zhuǎn)向棒14、承壓板15和側(cè)擋板16，所述變形盒主體12兩側(cè)分別為變形盒外側(cè)部分11和變形盒內(nèi)側(cè)部分13，變形盒主體12與承壓板15焊接，變形盒主體12與承壓板15之間設有側(cè)轉(zhuǎn)向棒14，變形盒主體12與頂轉(zhuǎn)向棒10連接，所述側(cè)擋板16的下邊緣與承壓板15通過建筑結(jié)構(gòu)膠連接。
[0024]所述箍筋3在自控耗能元件1處加密設置。所述頂轉(zhuǎn)向棒10和側(cè)轉(zhuǎn)向棒14采用鋼棒制作，所述承壓板15采用鋼板制作，所述變形盒主體12為鑄鐵構(gòu)件和碳纖維板、碳纖維布膠粘而成(變形盒加入碳纖維材料的目的是提高強度、減輕重量)，所述側(cè)擋板16采用碳纖維板制作。所述頂轉(zhuǎn)向棒10和側(cè)轉(zhuǎn)向棒14分別為半圓形和圓形柱體鋼構(gòu)件，并通過建筑結(jié)構(gòu)膠與其他構(gòu)件連接。
[0025]在自控耗能無粘結(jié)預應力混凝土框架結(jié)構(gòu)中，自控耗能元件放置于梁中預應力筋轉(zhuǎn)向處，安裝步驟:
[0026]1、綁扎非預應力縱向鋼筋、箍筋；
[0027]2、確定自控耗能元件的位置，確定定位鋼筋的位置；
[0028]3、按需要在自控耗能元件部位加密箍筋；
[0029]4、將定位鋼筋和箍筋焊接，將自控耗能元件和定位鋼筋焊接；
[0030]5、布置無粘結(jié)預應力鋼筋，并定型。
[0031]作用效果:如圖9所示，自控耗能元件發(fā)揮作用，即有限變形盒破壞，預應力筋得到釋放。
[0032]以上結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式做出詳細說明，但本發(fā)明不局限于所描述的實施方式。對本領域的普通技術(shù)人員而言，在本發(fā)明的原理和技術(shù)思想的范圍內(nèi)，對這些實施方式進行多種變化、修改、替換和變形仍落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種自控耗能無粘結(jié)預應力混凝土框架，其特征在于:包括普通鋼筋混凝土柱和自控耗能無粘結(jié)預應力混凝土梁，所述普通鋼筋混凝土柱不設預應力筋，所述自控耗能無粘結(jié)預應力混凝土梁包括自控耗能元件、定位鋼筋、箍筋、無粘結(jié)預應力筋、梁上部縱筋、梁下部縱筋和預應力筋錨固端； 所述無粘結(jié)預應力筋為折線形布置，所述自控耗能元件設置于無粘結(jié)預應力筋轉(zhuǎn)向處，無粘結(jié)預應力筋的端部與預應力筋錨固端連接，所述箍筋圍繞梁上部縱筋和梁下部縱筋設置，箍筋與定位鋼筋焊接，定位鋼筋與自控耗能元件焊接； 所述自控耗能元件包括頂轉(zhuǎn)向棒、變形盒外側(cè)部分、變形盒主體、變形盒內(nèi)側(cè)部分、側(cè)轉(zhuǎn)向棒、承壓板和側(cè)擋板，所述變形盒主體兩側(cè)分別為變形盒外側(cè)部分和變形盒內(nèi)側(cè)部分，變形盒主體與承壓板焊接，變形盒主體與承壓板之間設有側(cè)轉(zhuǎn)向棒，變形盒主體與頂轉(zhuǎn)向棒連接，所述側(cè)擋板的下邊緣與承壓板通過建筑結(jié)構(gòu)膠連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自控耗能無粘結(jié)預應力混凝土框架，其特征在于:所述箍筋在自控耗能元件處加密設置。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自控耗能無粘結(jié)預應力混凝土框架，其特征在于:所述頂轉(zhuǎn)向棒和側(cè)轉(zhuǎn)向棒采用鋼棒制作，所述承壓板采用鋼板制作，所述變形盒為主體鑄鐵構(gòu)件和內(nèi)側(cè)碳纖維板、外側(cè)碳纖維布膠粘而成，所述側(cè)擋板采用碳纖維板制作。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自控耗能無粘結(jié)預應力混凝土框架，其特征在于:所述頂轉(zhuǎn)向棒和側(cè)轉(zhuǎn)向棒分別為半圓形和圓形柱體鋼構(gòu)件，并通過建筑結(jié)構(gòu)膠與其他構(gòu)件連接。
【專利摘要】本發(fā)明公開了提供一種自控耗能無粘結(jié)預應力混凝土框架，包括普通鋼筋混凝土柱和自控耗能無粘結(jié)預應力混凝土梁，所述自控耗能無粘結(jié)預應力混凝土梁包括自控耗能元件、定位鋼筋、箍筋、無粘結(jié)預應力筋、梁上部縱筋、梁下部縱筋和預應力筋錨固端；所述無粘結(jié)預應力筋為折線形布置，所述自控耗能元件設置于無粘結(jié)預應力筋轉(zhuǎn)向處，自控耗能元件包括頂轉(zhuǎn)向棒、變形盒外側(cè)部分、變形盒主體、變形盒內(nèi)側(cè)部分、側(cè)轉(zhuǎn)向棒、承壓板和側(cè)擋板。本發(fā)明框架體系發(fā)揮了無粘結(jié)預應力混凝土結(jié)構(gòu)抗裂變形性能好、自重輕及施工簡便的優(yōu)點，為地震區(qū)推廣運用無粘結(jié)預應力混凝土框架結(jié)構(gòu)開創(chuàng)了一條新途徑。
【IPC分類】E04B1/98, E04B1/20
【公開號】CN105401655
【申請?zhí)枴緾N201510945814
【發(fā)明人】李延和, 翟建雷, 劉躍, 任亞平
【申請人】南京工業(yè)大學
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年12月16日