CN107939135A - 一种具有震后可恢复性的梁板结构构造形式 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有震后可恢复性的梁板结构构造形式，包括钢梁和薄壁板；钢梁下翼缘下面设有钢梁下翼缘连接板；所述薄壁板上端设置有薄壁板上预埋板，薄壁板上预埋板下面设有薄壁板上预埋板抗剪锚筋；所述的钢梁下翼缘连接板通过高强螺栓、钢垫板与薄壁板上预埋板连接；所述薄壁板下方设置有薄壁板下部预埋板，薄壁板下部预埋板上面设有薄壁板下部预埋板抗剪锚筋，薄壁板与薄壁板下部预埋板之间设置有一道齿形后浇带；所述的薄壁板下部预埋板与钢梁上翼缘采用高强螺栓连接。本发明具有构造简单，结构形式合理，安装更换、便捷、抗震性能优良等特点，具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有震后可恢复性的梁板结构构造形式，更加具体的描述是一种将混凝土板构件与钢梁构件连接的一种新形式。
背景技术
具有震后可恢复性的梁板结构由于可以给结构提供抗侧力刚度以及保持一定的延性而得到广泛的应用。正常使用阶段，混凝土薄壁板可以为结构提供水平方向的刚度保证结构的水平位移不至于过大，地震作用下薄壁板作为次级构件，产生塑性变形而耗散能量，故其往往率先破坏。因此混凝土薄壁板可以作为第一道耗能减震防线，来保证主体结构不会发生严重损伤。
与传统的结构相比，具有震后可恢复性的梁板结构构造形式中，构件预制化程度高，在现场湿作业只有浇筑薄壁板底部与下预埋板之间的后浇带；薄壁板下部预埋板在后浇带浇筑之前与钢梁的上翼缘采用高强螺栓连接，在薄壁板安装定位过程中，只需控制薄壁板上部预埋板与钢梁下翼缘连接板的螺栓对接，因此安装精度要求较低；薄壁板上部预埋件与钢梁采用高强螺栓连接，连接孔为长圆形，以期薄壁板在使用过程中只承担水平荷载，达到零轴压比的状态，耗能性能更好；施工完毕之后，薄壁板与钢梁上部与下部的连接都为高强螺栓连接，在震后可以方便替换，修复成本低廉，施工速度快。
发明内容
本发明的目的为克服现有技术的不足，采用预制装配式混凝土薄壁板，采用新型连接构造形式，提供一种连接可靠、预制化程度高、施工方便、成本低廉、震后易更换修复的组合体系。薄壁板和钢构件可以根据结构设计需求，进行工厂化预制，仅下部的后浇带需要现场浇筑，湿作业少，施工质量高、工期短；钢构件的连接形式简单，上部采用高强螺栓连接，螺栓孔采用长圆形构造，安装操作方便，精度要求低，力学性能好。薄壁板下部采用高强螺栓与钢梁上翼缘连接，形式简单，连接可靠。薄壁板可作为第一道耗能减震防线，通过塑性变形耗能，减小结构地震反应，震后薄壁板更换容易，修复速度快，可修复性好。
本发明采用的技术方案为：一种具有震后可恢复性的梁板结构构造形式，包括钢梁和薄壁板；所述钢梁包括钢梁上翼缘和钢梁下翼缘，钢梁下翼缘下面设有钢梁下翼缘连接板；
所述薄壁板上端设置有薄壁板上预埋板，薄壁板上预埋板下面设有薄壁板上预埋板抗剪锚筋；所述的钢梁下翼缘连接板通过高强螺栓、钢垫板与薄壁板上预埋板连接，钢梁下翼缘连接板与薄壁板上预埋板连接螺栓孔采用长圆高强螺栓孔，便于调整安装误差；为了保证钢梁下翼缘连接板与薄壁板上预埋板相互传递荷载时不发生偏心，钢垫板一并与薄壁板安装，这样可以保证薄壁板不会因为偏心荷载而发生平面外变形，从而影响薄壁板的耗能能力。
所述薄壁板下方设置有薄壁板下部预埋板，薄壁板下部预埋板上面设有薄壁板下部预埋板抗剪锚筋，薄壁板与薄壁板下部预埋板之间设置有一道齿形后浇带，应待薄壁板预埋件与钢梁安装完毕之后再浇筑；
所述的薄壁板下部预埋板与钢梁上翼缘采用高强螺栓连接，高强螺栓的强度应保证在薄壁板损伤之前不发生破坏。之后将预制混凝土板吊装就位，将薄壁板上预埋板与钢梁下翼缘连接板进行定位安装，这样仅需对上部螺栓孔位置进行安装定位控制，而下部采用后浇带连接薄壁板与薄壁板下部预埋板，可以减少安装误差，降低安装难度，保证施工质量。
在薄壁板下部的后浇带还未浇筑之前，薄壁板上部可以先初拧螺栓，将薄壁板初步固定，待上部结构安装完毕之后终拧高强螺栓，最终固定薄壁板。由于上部荷载的原因，钢梁会产生一个挠曲变形，而螺栓孔为长圆形，这样在结构承担竖向荷载时，下部薄壁板不会参与承担这种荷载，只承担水平荷载，薄壁板发生损伤时耗能能力更好。
作为优选，所述钢梁可采用Q235钢材，钢垫板可增强各薄壁板之间的变形协调，充分发挥耗能能力。
作为优选，所述的薄壁板上预埋板抗剪锚筋，在薄壁板角部的数量与长度设置应该不低于薄壁板中部的抗剪锚筋，由于薄壁板在承受水平力时，薄壁板角部承受剪力与竖向的压力与拉力，钢筋处于双向受力状态，而中部钢筋只承受水平剪力，因此在角部的钢筋数量与长度应不低于薄壁板中部的设置，从而保证薄壁板上预埋板与薄壁板连接的可靠性，以及充分利用材料的强度。
作为优选，所述的薄壁板下部预埋板抗剪锚筋在薄壁板角部抗剪钢筋等级、数量与长度均应不低于中部设置的抗剪锚筋。
有益效果：
本发明采用构造方式，与传统的钢框架-内填式薄壁板结构相比，能够使结构的功能分化更加明显，作为塑性变形集中的薄壁板可以方便地更换，其最大的特点是薄壁板上下部都采用高强螺栓与钢梁连接，便于薄壁板损坏之后替换，构件预制化程度高，现场湿作业少，安装精度要求低，仅需控制薄壁板上部的螺栓对接，钢梁上翼缘上的螺栓孔采用长圆形，一方面可以调整安装误差，一方面可以使薄壁板处于零轴压比状态，耗能能力更强，抗震性能更好。
本发明可以用于建筑结构、桥梁高墩结构等。
附图说明
图1为具有震后可恢复性的梁板结构构造形式示意图；
图2为具有震后可恢复性的梁板结构构造形式A-A剖面图；
图3为钢梁构造示意图；
图4为薄壁板上预埋板构造示意图；
图5为薄壁板下部预埋板构造示意图。
图中1-钢梁下翼缘连接板；2-薄壁板上预埋板；3-薄壁板上预埋板抗剪锚筋；4-长圆高强螺栓孔；5-薄壁板；6-薄壁板下部预埋板；7-薄壁板下部预埋板抗剪锚筋；8-钢梁上翼缘；9-钢垫板；10-齿形后浇带。
具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明做进一步的说明。
如图1-5所示，一种具有震后可恢复性的梁板结构构造形式，包括钢梁和薄壁板5；所述钢梁包括钢梁上翼缘8和钢梁下翼缘，钢梁下翼缘下面设有钢梁下翼缘连接板1；所述薄壁板5上端设置有薄壁板上预埋板2，薄壁板上预埋板2下面设有薄壁板上预埋板抗剪锚筋3；所述的钢梁下翼缘连接板1通过高强螺栓、钢垫板9与薄壁板上预埋板2连接，钢梁下翼缘连接板1与薄壁板上预埋板2连接螺栓孔采用长圆高强螺栓孔4；所述薄壁板5下方设置有薄壁板下部预埋板6，薄壁板下部预埋板6上面设有薄壁板下部预埋板抗剪锚筋7，薄壁板5与薄壁板下部预埋板6之间设置有一道齿形后浇带10；所述的薄壁板下部预埋板6与钢梁上翼缘8采用高强螺栓连接。
本发明将传统的内填式混凝土薄壁板进行改进，引入了预埋板作为连接混凝土薄壁板与钢梁的构件，预埋板采用高强螺栓与钢梁连接，使传统的不可拆卸的薄壁板转换成可拆卸替换，实现震后快速修复与更换。
本发明在结构正常使用过程中，混凝土薄壁板可以为结构提供一定的侧向刚度，防止结构在侧向荷载作用下发生较大位移，在结构遭受强地震作用时，混凝土薄壁板由于承受较大的剪力，率先破坏，进入塑性，耗散地震输入的能量，并且结构由于薄壁板的损伤，结构的刚度会下降，结构自身的周期也会相应变长，输入结构的能量减少，从而达到保护结构主体的目的。
本发明在结构遭受地震之后，由于混凝土薄壁板由预制板组合而成，而预制板采用高强螺栓与钢梁连接，因此在震后修复时，只需将高强螺栓拧开，即可完成薄壁板的更换与结构的修复，除了后浇带，现场只没有很少的湿作业，施工速度快，而传统的内填式剪力墙则很难进行直接的更换与修复。
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 (4)
1.一种具有震后可恢复性的梁板结构构造形式，其特征在于：包括钢梁和薄壁板；所述钢梁包括钢梁上翼缘和钢梁下翼缘，钢梁下翼缘下面设有钢梁下翼缘连接板；
所述薄壁板上端设置有薄壁板上预埋板，薄壁板上预埋板下面设有薄壁板上预埋板抗剪锚筋；所述的钢梁下翼缘连接板通过高强螺栓、钢垫板与薄壁板上预埋板连接，钢梁下翼缘连接板与薄壁板上预埋板连接螺栓孔采用长圆高强螺栓孔；
所述薄壁板下方设置有薄壁板下部预埋板，薄壁板下部预埋板上面设有薄壁板下部预埋板抗剪锚筋，薄壁板与薄壁板下部预埋板之间设置有一道齿形后浇带；
所述的薄壁板下部预埋板与钢梁上翼缘采用高强螺栓连接。
2.根据权利要求1所述的一种具有震后可恢复性的梁板结构构造形式，其特征在于：所述钢梁采用Q235钢材。
3.根据权利要求1所述的一种具有震后可恢复性的梁板结构构造形式，其特征在于：所述的薄壁板上预埋板抗剪锚筋，在薄壁板角部的数量与长度设置不低于薄壁板中部的抗剪锚筋。
4.根据权利要求1所述的一种具有震后可恢复性的梁板结构构造形式，其特征在于：所述的薄壁板下部预埋板抗剪锚筋，在薄壁板角部抗剪钢筋等级、数量与长度均不低于中部设置的抗剪锚筋。
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