CN108222064B - 一种具备自复位功能的剪力销栓连接柱的装配整体式地下框架结构 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种具备自复位功能的剪力销栓连接柱的装配整体式地下框架结构，基于装配式地铁车站的结构构造、拼装连接方式开展的,使内柱形成一种可自复位、可摆动的拼装构件。车站侧墙与预制顶板、底板之间采用灌浆套筒连接，使车站形成完整的“空箱子”结构，抵抗周围土体的侧向土压力。结构内柱连接处(内柱与顶梁、底梁的连接处)由传统的“固接”连接方式变为“铰接”连接，释放连接处的弯矩约束，提高车站内柱的变形能力，剪力销栓传递剪力,通过剪力销栓与销栓孔之间的距离,可以调整内柱的变形量，利用预应力筋的回弹性可以实现结构自复位功能。本发明改善内柱的变形能力，使内柱与侧墙协调变形，提高装配整体式地下框架结构的抗震能力。
Description
技术领域
本发明是基于装配式地下框架结构构造、拼装连接方式开展的,涉及一种采用剪力销栓和预应力筋连接预制内柱,拼装成具备自复位功能的剪力销栓连接柱的装配整体式地下框架结构。
背景技术
装配式地下结构正在突飞猛进的发展，如何提高装配式地下结构的抗震性能成为研究的焦点。很大程度上，地下结构的抗震能力取决于车站内柱的变形性能，采用剪力销栓可以实现内柱的连接性能，改善内柱的受力模式，同时可以提高内柱的变形能力，降低内柱所承受的荷载。但是此结构在发生变形情况下，很难实现自复位功能。为此可以采用预应力技术，在不改变原有变形能力的同时，提高内柱的自复位能力。
发明内容
为了充分体现预制装配式结构的优势以及提高内柱的变形能力和自复位效果。本发明提出了一种具备自复位功能的剪力销栓连接柱的装配整体式地下框架结构。车站侧墙采用固接连接方式，内柱采用剪力销栓连接，同时在销栓孔的两侧设置预应力筋。此连接可以将内柱的传统“固结”连接方式变成“铰接”连接方式，同时还具备自复位功能。
为了实现上述目的，本发明采取如下技术方案：
一种具备自复位功能的剪力销栓连接柱的装配整体式地下框架结构，其特征在于，包括：预制顶板(1)、预制侧墙(2)、预制底板(3)、预制内柱(4)、预制顶梁、预制底梁、预应力筋(11)、钢板(6)，剪力销栓(8)；预制内柱(4)与预制顶梁或预制底梁之间添加钢板(6)，连接钢板预留销栓孔(9)和预应力孔(10)，在预制顶板(1)、预制底板(3)、预制梁、预制内柱(4)的内部布置预应力筋孔道，预应力筋(11)和剪力销栓(8) 穿过钢板分别连接预制顶梁和预制底梁，再分别连接预制顶板(1)和预制底板(3)；灌浆套筒(7)预留在预制侧墙内部，预制侧墙与预制顶板(1)连接位置预留钢筋，预制侧墙与预制底板(3)连接位置预留钢筋；采用灌浆套筒、剪力销栓以及预应力筋拼装连接，使地下框架结构抵抗周围土压力、内柱能自复位。
进一步，预制内柱(4)采用双排预应力筋(11)连接，并施加预应力。
进一步，所述的预应力筋(11)采用无粘结形式。
采用半灌浆套筒连接预制侧墙，使侧墙与顶、底板成为固结方式，内柱采用剪力销栓和预应力筋连接，两者构成新型自复位剪力销栓连接柱结构，它包括：预制侧墙(2)、预制顶板(1)、预制内柱(4)、预制梁(5)、预制底板(3)，剪力销栓(8)等。
作为优选，预制内柱(4)与预制梁(5)采用剪力销栓(8)连接，并且销栓孔(9)的直径R大于剪力销栓(8)的直径r。
作为优选，预制内柱(4)销栓孔(9)两侧采用双排预应力筋(11)连接，并施加初始预应力，保证预制内柱(4)有一定的恢复效果。
作为优选，在结构顶、底板、预制梁(5)和预制内柱(4)的内部布置预应力筋孔道(10)，其孔的直径与预应力筋(11)的直径相匹配，并且预应力采用无粘结形式。
预制侧墙(2)连接的灌浆套筒(7)采用半灌浆套筒，并且预留在侧墙内部，便于构件安装及制作；作为优选，预制内柱(4)与预制梁(5)之间采用钢板(6)连接。
本发明的有益效果
基于地下结构的受力模式及预制拼装结构的优点，预制构件采用剪力销栓(8)连接，解决预制构件连接的问题，将内柱连接部位简化成“铰接”的结构形式。内柱连接位置处的弯矩得到释放，减小了地震作用对内柱的损伤，且采用预应力筋连接预制构件内柱，提高了内柱的恢复能力。
本发明采用剪力销栓(8)和预应力筋(11)连接预制柱与预制梁(5)。依靠剪力销栓(8)可以实现构件之间的铰连接，依靠预应力可以实现车站内柱的自复位功能。
本发明中预制柱(4)与顶、底梁(5)之间设置钢板(6)，可以使构件接触面均匀受力，避免预制构件端部应力集中。
本发明中地下结构的侧墙(2)采用半灌浆套筒(7)连接，保证侧墙的刚性连接，便于抵抗侧向土压力。将套筒预留在构件内部，便于预制构件的拼装与灌浆。
采用剪力销栓(8)和预应力筋(11)将车站预制柱与顶、底梁(5)相连接，可以保证预制柱的可靠连接，弥补了传统整体车站中竖向支撑柱变形能力不足的缺点，达到与车站侧墙协调变形的效果，提高车站的整体抗震能力。
附图说明
图1为一种具备自复位功能的剪力销栓连接柱的装配整体式地下框架结构
图2为预制构件顶板，底板俯视图，
图3为车站内柱与顶梁节点示意图，
图4为车站内柱与底梁节点示意图，
图5为车站侧墙与顶板、底板节点示意图，
附图标记说明：1—预制顶板；2—预制侧墙；3—预制底板；4—预制内柱；5—预制梁(顶梁，底梁)；6—连接钢板；7—灌浆套筒；8—剪力销栓； 9—销栓孔；10-预应力筋孔；11-预应力筋
具体实施方式
如图1至图5所示，本发明是基于预制构件间采用现有技术钢筋套筒灌浆连接的基础上开展的，提出一种具备自复位功能的剪力销栓(8)连接柱的装配整体式地下框架结构，采用剪力销栓(8)连接可以将传统的“固结”连接方式变为“铰接”连接，改善内柱的受力模式，采用预应力筋(11)可以实现变形后内柱的自复位功能。包括：预制内柱(4)、预应力筋(11)、剪力销栓(8)、预制侧墙(2)，预制梁(5)等。
预制柱与预制梁(5)之间设置垂直孔道，采用剪力销栓(8)连接，采用预应力筋(11)从车站底板穿到车站顶板，并赋予一定的张拉力。此连接可以释放连接处的弯矩，提高构件的变形能力；同时在预应力筋(11)的拉力作用下，构件还具备自复位的功能。
所述的预应力筋(11)采用无粘结形式，可以有效的提高结构的自复位能力。
所述的剪力销栓(8)连接预制构件，可以有效地解决预制构件的连接问题，减小内柱的受力，提高内柱的变形能力。
下面结合图1至图5和典型的一层两跨地铁车站为例进行说明具体实施方式。
根据车站的具体使用功能，合理设计以及深化分析结构的受力形式等工作。在预制构件内柱预留销栓孔(9)和预应力筋孔道(10),灌浆套筒(7)预留在预制侧墙内部，预制顶板(1)和底板(3)连接位置预留一定长度钢筋。预制构件底板、预制梁(5)和预应力筋安装就位，在预制梁(5)的销栓孔内放置剪力销栓(8)，整体吊装预制侧墙和预制内柱(4)，并且将预应力筋(11)穿过预制内柱(4)的孔道里面，安装就绪并调整各个构件的正确位置，内柱进行暂时支撑。侧墙进行灌浆连接，待侧墙稳定后，在内柱顶端的剪力销栓(8)孔内放置剪力销栓(8)，整体吊装预制梁和顶板。将预应力筋穿过预制梁和顶板，施加预应力筋，进行锚固。对侧墙底板的套筒进行灌浆连接。
Claims (1)
1.一种具备自复位功能的剪力销栓连接柱的装配整体式地下框架结构，其特征在于，包括：预制顶板（1）、预制侧墙（2）、预制底板（3）、预制内柱（4）、预制顶梁、预制底梁、预应力筋（11）、连接钢板（6），剪力销栓（8）；预制内柱（4）与预制顶梁或预制底梁之间添加连接钢板（6），并且通过剪力销栓（8）连接，连接钢板（6）预留销栓孔（9）和预应力筋孔道（10），在预制顶板（1）、预制底板（3）、预制梁、预制内柱（4）的内部布置预应力筋孔道（10），预制内柱（4）的上端和下端、预制梁预留销栓孔，预应力筋（11）穿过钢板的预应力筋孔道分别连接预制顶梁和预制底梁，再分别连接预制顶板（1）和预制底板（3）；剪力销栓（8）穿过钢板的销栓孔， 分别放置在上下预制构件的销栓孔中；销栓孔（9）直径要大于剪力销栓（8）的直径；灌浆套筒（7）预留在预制侧墙内部，预制侧墙与预制顶板（1）连接位置预留钢筋，预制侧墙与预制底板（3）连接位置预留钢筋；采用灌浆套筒、剪力销栓以及预应力筋拼装连接，使地下框架结构抵抗周围土压力、内柱能自复位；预制内柱（4）采用双排预应力筋（11）连接，并施加预应力；所述的预应力筋（11）采用无粘结形式。
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