CN103195162A - 一种标准单元装配式耗能减震结构体系 - Google Patents

一种标准单元装配式耗能减震结构体系 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种标准单元装配式耗能减震结构体系，包括多层的预制剪力墙单元和预制框架单元；所述预制剪力墙单元由同一层竖向的剪力墙墙片及楼板共同组成，楼板位于剪力墙墙片的上端，所述预制剪力墙单元包括形剪力墙单元与形剪力墙单元，所述预制框架单元由同一层的框架柱、框架柱、楼板共同组成，框架梁位于框架柱柱顶，楼板位于框架柱上，所述预制框架单元包括形框架单元、双“T”形框架单元、形框架单元、“T”形框架单元。本发明的整体性优于传统的装配式结构，装配率高于传统的装配式结构，同时在结构体系当中引进耗能减震技术，进一步提高抗震性能，使得能够适用于高层及超高层结构当中。

Description

一种标准单元装配式耗能减震结构体系
技术领域
本发明涉及一种标准单元装配式耗能减震结构体系，主要适用于在地震多发区的装配式框架结构、装配式剪力墙结构、装配式框架剪力墙结构。
背景技术
装配式钢筋混凝土结构是指结构的各种构件包括预制柱，预制梁，预制楼板，预制剪力墙等在工厂进行标准化生产，然后将各预制构件在施工现场通过螺栓连接、焊接连接或预应力拼装连接安装而成的结构。装配式钢筋混凝土结构具有节约劳动力、施工进度快、有利于实现建筑节能、便于工业化生产和机械化施工等优点。但装配式钢筋混凝土结构的整体性和刚度均低于同种类型的现浇钢筋混凝土结构，因此装配式式钢筋混凝土结构的抗震性能普遍低于现浇结构。由于装配式钢筋混凝土结构在以往的地震中表现不佳，人们对装配式钢筋混凝土结构的抗震性能缺乏信心，装配式钢筋混凝土结构在我国的建筑产业中应用比例不是很高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有预制装配式钢筋混凝土结构的预制构件过于零散，装配工作较为复杂、结构的抗震性能较差的缺点，提出一种标准单元装配式耗能减震钢筋混凝土结构体系，该结构体系的吊装工作相对简单、具有较好的耗能性能，地震作用后易于修复的特点，并且该结构体系施工速度快、受力传力明确合理、产品质量好。
本发明采用的技术方案为：一种标准单元装配式耗能减震结构体系，包括多层的预制剪力墙单元和预制框架单元；
所述预制剪力墙单元由同一层竖向的剪力墙墙片及楼板共同组成，楼板位于剪力墙墙片的上端，所述预制剪力墙单元按照不同的构造形状形成
Figure BDA00002978060200011
形剪力墙单元与
Figure BDA00002978060200012
形剪力墙单元。
Figure BDA00002978060200013
形剪力墙单元与
Figure BDA00002978060200014
形剪力墙单元的区别在于，
Figure BDA00002978060200015
形剪力墙单元的剪力墙墙片大于等于两片，而
Figure BDA00002978060200016
形剪力墙单元仅包含有一片剪力墙，
Figure BDA00002978060200017
形剪力墙单元不能单独组成结构，需要和形剪力墙单元配合使用。
Figure BDA00002978060200019
形剪力墙单元与
Figure BDA000029780602000110
形剪力墙单元的预制构件均按实际受力状况进行配筋。形剪力墙单元与
Figure BDA000029780602000112
形剪力墙单元的剪力墙墙片下部预留竖向孔道，剪力墙墙片的上部预留钢筋穿过楼板层伸出表面，相邻楼层下层剪力墙单元的预留钢筋插入上层剪力墙单元下端的预留竖向孔道，灌浆套筒连接或浆锚连接。所述灌浆套筒连接或浆锚连接的连接强度能够接近等效现浇连接，因此灌浆套筒连接或浆锚连接能够保证剪力墙墙片的竖向传力连续性。
所述预制框架单元由同一层的框架柱、框架梁、楼板共同组成，框架梁位于框架柱柱顶，楼板位于框架柱上，所述预制框架单元包括
Figure BDA00002978060200021
形框架单元、双“T”形框架单元、
Figure BDA00002978060200023
形框架单元、“T”形框架单元，
Figure BDA00002978060200025
形框架单元与双“T”形框架单元、形框架单元及“T”形框架单元的区别在于，
Figure BDA00002978060200027
形框架单元的预制柱数量大于等于四，可作为单独的标准单元进行使用，而双“T”形框架单元、
Figure BDA00002978060200028
形框架单元、“T”形框架单元包含的预制柱的数量小于等于三，需要和
Figure BDA000029780602000210
形框架单元配合使用。
框架单元中框架梁柱、楼板等均按照实际的受力状况进行配筋，框架柱的下端预留竖向孔道，上端预留钢筋穿过楼板层伸出楼板表面。相邻楼层下层框架单元的预留伸出钢筋插入上层框架单元预制柱下端的预留竖向孔道，灌浆套筒连接或浆锚连接。所述灌浆套筒连接或浆锚连接的连接强度能够接近等效现浇连接，因此灌浆套筒连接或浆锚连接能够保证框架柱的竖向传力连续性。
所述楼板连接为相邻预制楼板边缘处预留钢筋或钢板，螺栓连接或焊接后后浇混凝土，保证楼板传力的连续性。
剪力墙单元竖向接缝之间的连接及剪力墙单元与框架单元之间的连接采用竖向接缝耗能连接进行连接。所述竖向接缝耗能连接可以为粘弹性耗能单元、金属耗能单元、粘滞流体耗能单元、摩擦耗能单元等。在预制剪力墙墙片竖向边缘处预留凹槽用于竖向接缝耗能连接的安装。竖向接缝耗能连接的安装可以采用焊接连接或螺栓连接。
同一楼层相邻框架单元预制梁与预制柱的连接采用耗能节点连接进行连接，耗能节点连接可以为粘弹性耗能单元，金属耗能单元，粘滞流体耗能单元，摩擦耗能单元等。耗能节点连接的安装可以采用焊接连接或螺栓连接。
预制梁柱之间的连接及剪力墙竖向接缝之间的连接亦可采用预留钢筋或钢板螺栓连接、焊接连接后，后浇混凝土形成刚性连接。所述刚性连接与延性连接相对应，刚性连接的耗能较差，延性连接的耗能较好。
框架单元，剪力墙单元，耗能竖缝连接及耗能节点连接的强度和刚度按照结构的受力特性进行设计。
在地震荷载作用下，预制梁柱的竖向耗能接缝及耗能节点连接首先进入塑性状态进行耗能，装配式结构的其它单元得到保护，地震后通过替换竖向耗能接缝及耗能节点连接即可修复结构。
有益效果：本发明提出一种标准单元装配式耗能减震结构体系，该结构体系的剪力墙单元、框架单元等在工厂进行标准化生产，在现场仅进行吊装装配工作，施工速度快。由于将剪力墙墙片与楼板，框架梁柱与楼板预制为整体单元，标准单元装配式耗能减震结构的整体性优于传统的装配式结构，装配率高于传统的装配式结构。同时在标准单元装配式耗能减震结构体系当中引进耗能减震技术，进一步提高标准单元装配式耗能减震结构的抗震性能，使得标准单元装配式耗能减震结构能够适用于高层及超高层结构当中。
剪力墙竖向接缝耗能连接及梁柱节点耗能连接的使用提高了装配式结构的耗能性能。在地震发生时，标准单元装配式结构的剪力墙竖向接缝耗能连接及梁柱节点耗能连接发生屈服进行耗能，消耗地震输入给结构的大部分能量，结构的其它单元得到了保护。
地震发生后，结构的损伤集中在剪力墙竖向接缝耗能连接及梁柱节点耗能连接，框架单元及剪力墙单元的损伤较小，震后修复工作较少，仅为更换剪力墙竖向接缝耗能连接及梁柱节点耗能连接。
标准单元装配式结构体系能够满足抗震设计规范和基于性能的抗震设计的要求。
附图说明
图1为本发明标准单元装配式耗能减震结构体系结构示意图；
图2为本发明结构体系中一层的结构示意图；
图3为本发明结构体系中
Figure BDA00002978060200031
形剪力墙单元示意图；
图4为本发明结构体系中
Figure BDA00002978060200032
形剪力墙单元示意图；
图5为本发明结构体系中
Figure BDA00002978060200033
形框架单元示意图；
图6为本发明结构体系中双“T”形框架单元示意图；
图7为本发明结构体系中
Figure BDA00002978060200035
形框架单元示意图；
图8为本发明结构体系中“T”形框架单元示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
如图1-8所示：一种标准单元装配式耗能减震结构体系，包括多层的预制剪力墙单元和预制框架单元；
所述预制剪力墙单元由同一层竖向的剪力墙墙片及楼板共同组成，楼板位于剪力墙墙片的上端，所述预制剪力墙单元包括
Figure BDA00002978060200041
形剪力墙单元1与
Figure BDA00002978060200042
形剪力墙单元4，形剪力墙单元1包含剪力墙墙片的数量大于等于二，
Figure BDA00002978060200044
形剪力墙单元包含有一片剪力墙墙片；所述
Figure BDA00002978060200045
形剪力墙单元1与
Figure BDA00002978060200046
形剪力墙单元4的预制构件中均配有钢筋，
Figure BDA00002978060200047
形剪力墙单元1与形剪力墙单元4的剪力墙墙片下部预留竖向孔道，剪力墙墙片的上部预留钢筋穿过楼板层伸出表面，相邻楼层下层剪力墙单元的预留钢筋插入上层剪力墙单元下端的预留竖向孔道，灌浆套筒连接或浆锚连接；
所述预制框架单元由同一层的框架柱、框架柱、楼板共同组成，框架梁位于框架柱柱顶，楼板位于框架柱上，所述预制框架单元包括
Figure BDA00002978060200049
形框架单元2、双“T”形框架单元3、
Figure BDA000029780602000410
形框架单元5、“T”形框架单元6，
Figure BDA000029780602000411
形框架单元2的框架柱数量为大于等于四个，双“T”形框架单元3、
Figure BDA000029780602000412
形框架单元5、“T”形框架单元6包含的框架柱的数量小于等于三个；所述框架柱、框架梁、楼板均配有钢筋，框架柱的下端预留竖向孔道，上端预留钢筋穿过楼板层伸出楼板表面，相邻楼层下层框架单元的预留伸出钢筋插入上层框架单元预制柱下端的预留竖向孔道，灌浆套筒连接或浆锚连接。
所述楼板连接7为相邻楼板边缘处预留钢筋或钢板，螺栓连接或焊接后后浇混凝土。
所述预制剪力墙单元竖向接缝之间的连接及预制剪力墙单元与预制框架单元之间的连接采用竖向接缝耗能连接8进行连接，所述竖向接缝耗能连接8为粘弹性耗能单元、金属耗能单元、粘滞流体耗能单元或摩擦耗能单元，在剪力墙墙片竖向接缝处预留凹槽用于竖向接缝耗能连接8的安装，竖向接缝耗能连接8的安装采用焊接连接或螺栓连接。
同一楼层相邻预制框架单元框架梁与框架柱的连接采用耗能节点连接9进行连接，耗能节点连接9为粘弹性耗能单元、金属耗能单元、粘滞流体耗能单元或摩擦耗能单元，耗能节点连接9的安装采用焊接连接或螺栓连接。
所述框架梁与框架柱之间的连接及剪力墙竖向接缝之间的连接亦可采用预留钢筋或钢板螺栓连接、焊接连接后，后浇混凝土形成刚性连接。
应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (7)

1.一种标准单元装配式耗能减震结构体系，其特征在于：包括多层的预制剪力墙单元和预制框架单元；
所述预制剪力墙单元由同一层竖向的剪力墙墙片及楼板共同组成，楼板位于剪力墙墙片的上端，所述预制剪力墙单元包括
Figure FDA00002978060100011
形剪力墙单元与
Figure FDA00002978060100012
形剪力墙单元，
Figure FDA00002978060100013
形剪力墙单元包含剪力墙墙片的数量大于等于二，
Figure FDA00002978060100014
形剪力墙单元包含有一片剪力墙墙片；所述
Figure FDA00002978060100015
形剪力墙单元与形剪力墙单元的预制构件中均配有钢筋，
Figure FDA00002978060100017
形剪力墙单元与
Figure FDA00002978060100018
形剪力墙单元的剪力墙墙片下部预留竖向孔道，剪力墙墙片的上部预留钢筋穿过楼板层伸出表面，相邻楼层下层剪力墙单元的预留钢筋插入上层剪力墙单元下端的预留竖向孔道，灌浆套筒连接或浆锚连接；
所述预制框架单元由同一层的框架柱、框架柱、楼板共同组成，框架梁位于框架柱柱顶，楼板位于框架柱上，所述预制框架单元包括
Figure FDA00002978060100019
形框架单元、双
Figure FDA000029780601000110
形框架单元、
Figure FDA000029780601000111
形框架单元、形框架单元，
Figure FDA000029780601000113
形框架单元的框架柱数量为大于等于四个，双“T”形框架单元、
Figure FDA000029780601000114
形框架单元、“T”形框架单元包含的框架柱的数量小于等于三个；所述框架柱、框架梁、楼板均配有钢筋，框架柱的下端预留竖向孔道，上端预留钢筋穿过楼板层伸出楼板表面，相邻楼层下层框架单元的预留伸出钢筋插入上层框架单元预制柱下端的预留竖向孔道，灌浆套筒连接或浆锚连接。
2.根据权利要求1所述的一种标准单元装配式耗能减震结构体系，其特征在于：所述楼板连接为相邻楼板边缘处预留钢筋或钢板，螺栓连接或焊接后后浇混凝土。
3.根据权利要求1所述的一种标准单元装配式耗能减震结构体系，其特征在于：所述预制剪力墙单元竖向接缝之间的连接、及预制剪力墙单元与预制框架单元之间的连接采用竖向接缝耗能连接进行连接。
4.根据权利要求3所述的一种标准单元装配式耗能减震结构体系，其特征在于：所述竖向接缝耗能连接为粘弹性耗能单元、金属耗能单元、粘滞流体耗能单元或摩擦耗能单元，在剪力墙墙片竖向接缝处预留凹槽用于竖向接缝耗能连接的安装，竖向接缝耗能连接的安装采用焊接连接或螺栓连接。
5.根据权利要求1所述的一种标准单元装配式耗能减震结构体系，其特征在于：同一楼层相邻预制框架单元框架梁与框架柱的连接采用耗能节点连接进行连接。
6.根据权利要求5所述的一种标准单元装配式耗能减震结构体系，其特征在于：所述耗能节点连接为粘弹性耗能单元、金属耗能单元、粘滞流体耗能单元或摩擦耗能单元，耗能节点连接的安装采用焊接连接或螺栓连接。
7.根据权利要求1所述的一种标准单元装配式耗能减震结构体系，其特征在于：所述框架梁与框架柱之间的连接及剪力墙竖向接缝之间的连接亦可采用预留钢筋或钢板螺栓连接、焊接连接后，后浇混凝土形成刚性连接。
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