CN103195183A - 一种标准单元装配式隔减震结构体系 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种标准单元装配式隔减震结构体系，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下端，所述预制剪力墙单元包括“∪”形剪力墙单元与“L”形剪力墙单元，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，框架梁位与框架柱柱底，楼板位于框架梁上，所述预制框架单元包括“∪”形框架单元、双“⊥”形框架单元、“L”形框架单元、“⊥”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，同时在标准单元装配式结构当中引进隔减震技术，进一步提高抗震性能，使得能够使用于高层及超高层结构当中。

Description

一种标准单元装配式隔减震结构体系

技术领域

本发明涉及一种标准单元装配式隔减震结构体系，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体系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隔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隔减震结构体系，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下端，所述预制剪力墙单元按照不同的构造形状形成“∪”形剪力墙单元与“L”形剪力墙单元。“∪”形剪力墙单元与“L”形剪力墙单元的区别在于，“∪”形剪力墙单元包含剪力墙墙片的数量大于等于二，而“L”形剪力墙单元仅包含有一片剪力墙墙片。“L”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。

“∪”形剪力墙单元与“L”形剪力墙单元的预制构件中均按实际受力状况进行配筋。“∪”形剪力墙单元与“L”形剪力墙单元的剪力墙墙片下部留有孔道，剪力墙墙片的上部预留钢筋伸出表面，相邻楼层下部剪力墙单元的预留伸出钢筋插入上部剪力墙单元的预留孔道，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的连续性。

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，框架梁位与框架柱柱底，楼板位于框架梁上，所述预制框架单元包括“∪”形框架单元、双“⊥”形框架单元、“L”形框架单元、“⊥”形框架单元，“∪”形框架单元与双“⊥”形框架单元、“L”形框架单元、“⊥”形框架单元的区别在于，“∪”形框架单元的预制柱数量为大于等于四个，可作为单独的标准单元进行使用，双“⊥”形框架单元、“L”形框架单元、“⊥”形框架单元包含的预制柱的数量小于等于三个，需要和“∪”形框架单元配合使用。

框架单元中框架柱、框架梁、楼板等均按照实际的受力状况进行配筋，框架柱的下端预留孔道，上端预留伸出钢筋。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。

按照不同构造要求可将标准单元装配式结构的楼盖单元分为剪力墙楼盖、框架楼盖、双“⊥”形楼盖、“⊥”形楼盖、“L”形框架楼盖剪力墙楼盖为用于剪力墙部分的楼盖，框架楼盖、双“⊥”形楼盖、“⊥”形楼盖、“L”形框架楼盖为用于框架结构部分的楼盖。楼盖单元的安装方法为：在楼盖单元中留有相应的竖向孔道，下层剪力墙单元及框架柱的预留钢筋穿过楼盖单元的预留竖向孔道，而后采用橡胶垫螺栓连接。

在底层柱柱底和底层剪力墙墙底安装隔震单元，将标准单元装配式结构设计成隔震结构，增加结构的抗震性能。所述隔震单元为铅芯橡胶支座或高阻尼橡胶支座。

框架单元，剪力墙单元，竖向接缝耗能连接、耗能节点连接及楼盖单元的强度和刚度按照结构的受力要求进行设计。

在地震荷载作用下，隔震支座隔离地震传给结构的水平地震荷载，剪力墙竖向接缝耗能连接及预制梁柱的耗能节点连接进入塑性状态进行耗能，装配式结构的其它构件得到保护，地震后通过替换竖向接缝耗能连接及耗能节点连接即可修复结构。竖向接缝耗能连接及耗能节点连接的强度、刚度和尺寸按照结构的抗震设计要求进行设计。

有益效果：本发明提出一种标准单元装配式隔减震结构体系，该结构体系的剪力墙单元、框架单元、楼盖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，标准单元装配式隔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结构当中引进隔减震技术，进一步提高标准单元装配式隔减震结构的抗震性能，使得标准单元装配式隔减震结构能够使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，消耗了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。同时，在地震作用下，隔震单元隔离楼板一部分地震传递给结构的地震作用，上部装配式结构的地震响应得到了有效的降低。

地震发生后，结构的损伤集中在剪力墙竖向接缝耗能连接、梁柱节点耗能连接及隔震支座，框架单元、剪力墙单元及楼盖单元的损伤很小，震后修复工作较少，仅为更换剪力墙竖向接缝耗能连接、梁柱节点耗能连接及隔震支座。

标准单元装配式隔减震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隔减震结构体系（无楼盖）结构示意图；

图2为本发明标准单元装配式隔减震结构体系（有楼盖）结构示意图；

图3为本发明结构体系中“∪”形剪力墙单元示意图；

图4为本发明结构体系中“L”形剪力墙单元示意图；

图5为本发明结构体系中“∪”形框架单元示意图；

图6为本发明结构体系中双“⊥”形框架单元示意图；

图7为本发明结构体系中“L”形框架单元示意图；

图8为本发明结构体系中“⊥”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隔减震结构体系，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下端，所述预制剪力墙单元包括“∪”形剪力墙单元1与“L”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，“L”形剪力墙单元包含有一片剪力墙墙片；所述“∪”形剪力墙单元1与“L”形剪力墙单元4的预制构件中均配有钢筋，“∪”形剪力墙单元1与“L”形剪力墙单元4的剪力墙墙片下部留有孔道，剪力墙墙片的上部预留钢筋伸出表面，相邻楼层下部剪力墙单元的预留伸出钢筋插入上部剪力墙单元的预留孔道，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、框架梁、楼板共同组成，框架梁位与框架柱柱底，楼板位于框架梁上，所述预制框架单元包括“∪”形框架单元2、双“⊥”形框架单元3、“L”形框架单元5、“⊥”形框架单元6，“∪”形框架单元2的框架柱数量为大于等于四个，双“⊥”形框架单元3、“L”形框架单元5、“⊥”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，框架柱的下端预留孔道，上端预留伸出钢筋，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。

所述标准单元装配式隔减震结构体系包括楼盖单元，楼盖单元分为剪力墙楼盖10、框架楼盖11、双“⊥”形楼盖12、“⊥”形楼盖13、“L”形框架楼盖14，所述剪力墙楼盖10为安装于剪力墙部分，所述框架楼盖11、双“⊥”形楼盖12、“⊥”形楼盖13、“L”形框架楼盖14安装于框架结构部分，楼盖单元的安装方法为：在楼盖单元中留有相应的竖向孔道，下层剪力墙单元及框架柱的预留钢筋穿过楼盖单元的预留竖向孔道，而后采用橡胶垫螺栓连接。

所述标准单元装配式隔减震结构体系的底层柱柱底和底层剪力墙墙底安装隔震单元15，所述隔震单元14为铅芯橡胶支座或高阻尼橡胶支座。

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 (10)

1.一种标准单元装配式隔减震结构体系，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下端，所述预制剪力墙单元包括“∪”形剪力墙单元与“L”形剪力墙单元，“∪”形剪力墙单元包含剪力墙墙片的数量大于等于二，“L”形剪力墙单元包含有一片剪力墙墙片；所述“∪”形剪力墙单元与“L”形剪力墙单元的预制构件中均配有钢筋，“∪”形剪力墙单元与“L”形剪力墙单元的剪力墙墙片下部留有孔道，剪力墙墙片的上部预留钢筋伸出表面，相邻楼层下部剪力墙单元的预留伸出钢筋插入上部剪力墙单元的预留孔道，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、框架梁、楼板共同组成，框架梁位与框架柱柱底，楼板位于框架梁上，所述预制框架单元包括“∪”形框架单元、双“⊥”形框架单元、“L”形框架单元、“⊥”形框架单元，“∪”形框架单元的框架柱数量为大于等于四个，双“⊥”形框架单元、“L”形框架单元、“⊥”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，框架柱的下端预留孔道，上端预留伸出钢筋，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隔减震结构体系，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隔减震结构体系，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隔减震结构体系，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隔减震结构体系，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隔减震结构体系，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隔减震结构体系，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。

8.根据权利要求1所述的一种标准单元装配式隔减震结构体系，其特征在于：所述标准单元装配式隔减震结构体系包括楼盖单元，楼盖单元分为剪力墙楼盖、框架楼盖、双“⊥”形楼盖、“⊥”形楼盖、“L”形框架楼盖，所述剪力墙楼盖为安装于剪力墙部分，所述框架楼盖、双“⊥”形楼盖、“⊥”形楼盖、“L”形框架楼盖安装于框架结构部分。

9.根据权利要求8所述的一种标准单元装配式隔减震结构体系，其特征在于：所述楼盖单元的安装方法为：在楼盖单元中留有相应的竖向孔道，下层剪力墙单元及框架柱的预留钢筋穿过楼盖单元的预留竖向孔道，而后采用橡胶垫螺栓连接。

10.根据权利要求1所述的一种标准单元装配式隔减震结构体系，其特征在于：所述标准单元装配式隔减震结构体系的底层柱柱底和底层剪力墙墙底安装隔震单元，所述隔震单元为铅芯橡胶支座或高阻尼橡胶支座。

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