CN109667336B - 一种采用frp管连接的装配式自复位框架体系 - Google Patents
一种采用frp管连接的装配式自复位框架体系 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109667336B CN109667336B CN201910149322.5A CN201910149322A CN109667336B CN 109667336 B CN109667336 B CN 109667336B CN 201910149322 A CN201910149322 A CN 201910149322A CN 109667336 B CN109667336 B CN 109667336B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- frp
- column
- pipe
- steel
- post
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229920002430 Fibre-reinforced plastic Polymers 0.000 title description 53
- 239000011151 fibre-reinforced plastic Substances 0.000 title description 53
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 40
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 40
- 210000002435 tendon Anatomy 0.000 claims abstract description 11
- 239000004567 concrete Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000011513 prestressed concrete Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 7
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims description 3
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 claims description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 3
- 239000008358 core component Substances 0.000 claims description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 2
- 239000000306 component Substances 0.000 description 7
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
- E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
- E04B1/18—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons
- E04B1/19—Three-dimensional framework structures
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
- E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
- E04B1/38—Connections for building structures in general
- E04B1/58—Connections for building structures in general of bar-shaped building elements
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
- E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
- E04H9/02—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
- E04H9/021—Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings
Abstract
本发明公开了一种采用FRP管连接的装配式自复位框架体系,由括梁、柱、边柱节点和柱脚节点组成;梁采用钢梁、混凝土梁或FRP型材组合梁中的一种预制梁;柱采用后张法预应力混凝土、钢管混凝土或钢柱中的一种预制柱。装配方式为预制柱插入FRP型材管内并通过后张法预应力筋形成整体,预制梁端与节点钢管结构内核相连,外部套箍FRP型材管。结构振动时,FRP型材管可对预制梁、柱的端部进行约束,改善变形过程中梁、柱端部容许损伤能力;增强梁、柱转动刚度;改善框架体系自复位性能。
Description
技术领域
本发明设计一种采用FRP管连接的装配式自复位框架体系,适用于土木工程领域。
背景技术
我国现行建筑抗震设计三水准设防目标为“小震不坏、中震可修、大震不倒”,其中“大震不倒” 也是国际上比较通用的结构抗震设防目标。 近年的地震震害表明,尽管传统抗震结构在地震过程中的表现满足“大震不倒”的设防要求,但是由于结构塑性铰区域的损伤常导致结构物出现难以修复的破坏,造成严重损失。实现结构震后的可恢复功能是未来的发展方向,
目前可恢复功能结构主要包括摇摆结构,自复位结构和可替换构件结构,如摇摆框架、自复位桥墩、自复位剪力墙等,此类普遍所采用的技术理念是:弱化梁-柱节点或柱-基础连接,通过后张法预应力筋将各构件形成整体并实现自复位功能,通过外置阻尼器实现结构体系的耗能和层间位移控制。但现有研究也发现,摇摆结构中,存在摇摆主体构件在节点连接位置易损伤,且摇摆构件转动力学行为不易控制等问题。
FRP可用于改善上述问题,目前针对FRP约束混凝土构件的力学性能、FRP约束机理的研究已比较全面,FRP增强结构相关技术已相对成熟,将FRP增强机制引入到自复位摇摆体系中,以改善自复位结构的工作性能,势必产生良好的效果。
发明内容
本发明提供一种采用FRP管连接的装配式自复位框架体系,改善构件易损性与提升构件转动力学性能。
本发明采用的技术方案是:
一种采用FRP管连接的装配式自复位框架体系,包括梁、柱、边柱节点和柱脚节点组成;梁采用钢梁、混凝土梁或FRP型材组合梁中的一种预制梁;柱采用后张法预应力混凝土、钢管混凝土或钢柱中的一种预制柱。
边柱节点包括:FRP型材管、内部钢衬、外部环向FRP缠绕层;梁端FRP型材管;钢材承载/连接件、预应力筋锚孔,预制梁连接板;预制柱、预制梁、无粘结预应力筋;所述FRP型材管外部包裹有缠绕层,柱端FRP型材管内部设有钢材承载/连接件,预制柱一端插入预留梁端FRP型材管中,其中无粘结预应力筋通过预应力锚孔锚固于钢材承载/连接件上,实现预制柱拼装就位;预制梁通过梁连接板与钢材承载/连接件连接,外部套箍梁端FRP型材管,梁端FRP型材管与预制梁间的空隙可用砂浆填充料填充。
柱脚节点包括:FRP型材管、外部环向FRP缠绕层;钢材锚板、锚筋;预制柱;基础;所述FRP型材管包裹预制柱柱脚部分,其内部涂抹树脂胶与柱相连,预制柱一端插入基础中,其内部无粘结预应力锚筋通过锚板将预制柱锚固于基础上,所述锚板通过锚筋与基础相连,实现预制柱拼装固定。
本发明具有以下优点 :
1、本发明提高摇摆结构中构件端部易损,因FRP 管和钢管的约束可提高主体构件强度与延性。
2、本发明改善摇摆构件转动力学性能,因由于FRP管约束摇摆构件端部,可以增加构件的转动刚度,限制构件的水平错动。若FRP管内部设置适量的钢内衬,基于FRP线弹性以及钢材弹塑性,FRP-钢复合管可起到阻尼器的作用,可提高结构耗能能力。
3、本发明具有良好的耐久性,因具有优越耐久性的 FRP 管将内部钢材连接件与外部环境相隔离,克服了钢管易锈蚀和的缺点。
4、本发明施工方便,因FRP管截面与摇摆构件截面形状吻合,可形成承插式连接体系,可提高预制构件的安装定位精度,有利于增强施工和易性。
附图说明
图1为发明边柱节点示意图。
图2为图1的A-A剖视图。
图3为发明柱脚节点示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图1-3对本发明进一步详细说明。
一种采用FRP管连接的装配式自复位框架体系,包括梁、柱、边柱节点和柱脚节点组成。梁采用钢梁、混凝土梁或FRP型材组合梁中的一种预制梁;柱采用后张法预应力混凝土、钢管混凝土或钢柱中的一种预制柱。
参照图2所示,本发明第一种实施例提供的一种采用FRP型材套管连接的自复位结构边柱节点,包括 :FRP型材管1、内部钢衬1.1、外部环向FRP缠绕层1.2;梁端FRP型材管2;钢材承载/连接件3、预应力筋锚孔3.1,预制梁连接板3.2;预制柱4、预制梁5、无粘结预应力筋4.1。
所述FRP型材管1包裹内部钢材承载/连接件3,预制柱4一端插入预留梁端FRP型材管1中,其中无粘结预应力筋4.1通过预应力锚孔3.1锚固于钢材承载/连接件3上,实现预制柱拼装就位。预制梁5通过梁连接板3.2与钢材承载/连接件3连接,外部套箍梁端FRP型材管2与预制梁间的空隙可用砂浆等填充料填充。
参照图3所示,柱脚节点包括:FRP型材管1、外部环向FRP缠绕层101;钢材锚板20、锚筋30;预制柱40;基础50;所述FRP型材管10包裹预制柱40柱脚部分,其内部涂抹树脂胶与柱相连,预制柱40一端插入基础50中,其内部无粘结预应力锚筋30通过锚板20将预制柱锚固于基础50上,所述锚板20通过锚筋30与基础50相连,实现预制柱拼装固定。
梁、柱端部承插至于FRP管内,梁柱具有一定转动及自复位能力。
所述内核构件功能为连接梁、柱,可以由刚材或混凝土制成,满足承载力及刚度要求。
所述节点内核部件按需求预留预应力穿筋孔道。
所述节点FRP型材管1可以由FRP拉挤型材管片拼装组成,通过外部环向FRP约束FRP管片套箍内核构件,也可以根据实际情况直接采用FRP拉挤型材管。管截面形状与预制梁柱截面形状吻合,以约束预制梁柱的侧向变形。
所述节点FRP型材管1其内部可以选择性设置钢材内衬,以增加管体刚度。
所述节点FRP型材管1拼装后,管内壁与预制梁、柱间可选择性设置填充材料,以调整管约束刚度。
所述节点内核管是FRP型材管1为可更换部件,损坏后可替换。
Claims (5)
1.一种采用FRP管连接的装配式自复位框架体系,其特征是:
由梁、柱、边柱节点和柱脚节点组成;
梁采用钢梁、混凝土梁或FRP型材组合梁中的一种预制梁;
柱采用后张法预应力混凝土、钢管混凝土或钢柱中的一种预制柱;
边柱节点包括:FRP型材管(1)、内部钢衬(1.1)、外部环向FRP缠绕层(1.2);梁端FRP型材管(2);钢材承载/连接件(3)、预应力筋锚孔(3.1),预制梁连接板(3.2);预制柱(4)、预制梁(5)、无粘结预应力筋(4.1);
所述FRP型材管(1)外部包裹有外部环向FRP缠绕层(1.2),柱端FRP型材管(1)内部设有钢材承载/连接件(3),预制柱(4)一端插入预留梁端FRP型材管(1)中,其中无粘结预应力筋(4.1)通过预应力锚孔(3.1)锚固于钢材承载/连接件(3)上,实现预制柱拼装就位;预制梁(5)通过梁连接板(3.2)与钢材承载/连接件(3)连接,外部套箍梁端FRP型材管(2),梁端FRP型材管(2)与预制梁间的空隙可用砂浆填充料填充;
柱脚节点包括:FRP型材管(1)、外部环向FRP缠绕层(101);钢材锚板(20)、锚筋(30);预制柱(40);基础(50);
所述FRP型材管(1)包裹预制柱(40)柱脚部分,其内部涂抹树脂胶与柱相连,预制柱(40)一端插入基础(50)中,其内部无粘结预应力锚筋(30)通过锚板(20)将预制柱锚固于基础(50)上,所述锚板(20)通过锚筋(30)与基础(50)相连,实现预制柱拼装固定;
所述FRP型材管可以由FRP拉挤型材管片拼装组成,通过外部环向FRP约束FRP管片套箍内核构件,或直接采用FRP拉挤型材管;FRP型材管截面形状与预制梁柱截面形状吻合,以约束预制梁柱的侧向变形。
2.根据权利要求1所述的一种采用FRP管连接的装配式自复位框架体系,其特征是:梁、柱端部承插置于FRP型材管内,梁柱具有一定转动及自复位能力。
3.根据权利要求1所述的一种采用FRP管连接的装配式自复位框架体系,其特征是:钢材承载/连接件预留有预应力穿筋孔道。
4.根据权利要求1所述的一种采用FRP管连接的装配式自复位框架体系,其特征是:FRP型材管内部可以设置有钢材内衬,增加管体刚度。
5.根据权利要求1所述的一种采用FRP管连接的装配式自复位框架体系,其特征是:拼装后,FRP型材管内壁与预制梁、柱间选择设置填充材料,以调整FRP型材管约束刚度。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910149322.5A CN109667336B (zh) | 2019-02-28 | 2019-02-28 | 一种采用frp管连接的装配式自复位框架体系 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910149322.5A CN109667336B (zh) | 2019-02-28 | 2019-02-28 | 一种采用frp管连接的装配式自复位框架体系 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109667336A CN109667336A (zh) | 2019-04-23 |
CN109667336B true CN109667336B (zh) | 2023-12-05 |
Family
ID=66151373
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910149322.5A Active CN109667336B (zh) | 2019-02-28 | 2019-02-28 | 一种采用frp管连接的装配式自复位框架体系 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN109667336B (zh) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110206185A (zh) * | 2019-06-21 | 2019-09-06 | 大连理工大学 | 一种采取加固措施的网架结构平板支座 |
CN110924522B (zh) * | 2019-11-13 | 2020-09-11 | 中国矿业大学 | 一种钢筋混凝土梁与柱的钢板界面连接结构及连接方法 |
CN113802710A (zh) * | 2021-08-20 | 2021-12-17 | 北京工业大学 | 一种基于大应变frp的新型自复位耗能支撑 |
CN113802711A (zh) * | 2021-08-20 | 2021-12-17 | 北京工业大学 | 一种高延性frp-摩擦型自复位耗能装置 |
CN113898232A (zh) * | 2021-09-24 | 2022-01-07 | 北京工业大学 | 钢筋混凝土框架结构 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20070020826A (ko) * | 2005-08-17 | 2007-02-22 | 고려대학교 산학협력단 | 내부구속 중공 콘크리트 충전유닛을 사용한 프리스트레스연결형 조립식교각 및 그 시공방법 |
CN102518229A (zh) * | 2011-12-08 | 2012-06-27 | 北京工业大学 | 一种双向摇摆筒体抗震结构 |
KR20120133867A (ko) * | 2011-06-01 | 2012-12-11 | (주)광원아이앤디 | 분절형 콘크리트충진 강관기둥을 이용한 기둥구조물 시공방법 |
CN103422576A (zh) * | 2013-09-10 | 2013-12-04 | 南京工业大学 | 一种木结构榫卯节点的加固与耗能减震装置 |
CN105421583A (zh) * | 2015-10-27 | 2016-03-23 | 同济大学 | 一种三向可恢复功能的框架结构 |
CN207686141U (zh) * | 2017-12-29 | 2018-08-03 | 沈阳建筑大学 | 一种frp型材-钢管混凝土叠合柱 |
-
2019
- 2019-02-28 CN CN201910149322.5A patent/CN109667336B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20070020826A (ko) * | 2005-08-17 | 2007-02-22 | 고려대학교 산학협력단 | 내부구속 중공 콘크리트 충전유닛을 사용한 프리스트레스연결형 조립식교각 및 그 시공방법 |
KR20120133867A (ko) * | 2011-06-01 | 2012-12-11 | (주)광원아이앤디 | 분절형 콘크리트충진 강관기둥을 이용한 기둥구조물 시공방법 |
CN102518229A (zh) * | 2011-12-08 | 2012-06-27 | 北京工业大学 | 一种双向摇摆筒体抗震结构 |
CN103422576A (zh) * | 2013-09-10 | 2013-12-04 | 南京工业大学 | 一种木结构榫卯节点的加固与耗能减震装置 |
CN105421583A (zh) * | 2015-10-27 | 2016-03-23 | 同济大学 | 一种三向可恢复功能的框架结构 |
CN207686141U (zh) * | 2017-12-29 | 2018-08-03 | 沈阳建筑大学 | 一种frp型材-钢管混凝土叠合柱 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN109667336A (zh) | 2019-04-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109667336B (zh) | 一种采用frp管连接的装配式自复位框架体系 | |
KR100713692B1 (ko) | 내부구속 중공 콘크리트 충전유닛을 사용한 프리스트레스연결형 조립식교각 및 그 시공방법 | |
CN108301561B (zh) | 一种装配式钢管混凝土柱身的连接结构 | |
CN108301317B (zh) | 一种装配式桥墩构造及其施工方法 | |
US20080196341A1 (en) | Modular Column System Using Internally Confined Hollow Column Unit and Method of Constructing the Same | |
CN108005309B (zh) | 一种预制装配式内嵌钢套管连接混凝土柱及其装配方法 | |
CN108252424B (zh) | 一种预制装配型钢混凝土柱间连接结构与方法 | |
KR101325245B1 (ko) | 강관과 콘크리트 합성된 조립식 교각 및 그 시공방법 | |
KR20090008072A (ko) | 조립식 내부구속 중공 콘크리트 충전 강관 교각 | |
BRPI1009054B1 (pt) | estrutura de suporte para turbinas eólicas | |
AU2007206065A1 (en) | Hybrid composite beam system | |
SG176759A1 (en) | Hybrid composite beam and beam system | |
CN107313540A (zh) | 防火防屈曲的装配式组合梁及施工方法 | |
CN101245584A (zh) | 利用内部约束的中空柱单元的模块化柱系统及其建造方法 | |
KR100878180B1 (ko) | 콘크리트 충전 섬유강화플라스틱 합성기둥 | |
KR100648977B1 (ko) | 섬유강화플라스틱을 이용한 콘크리트복합체 구조물 시공방법 | |
CN105239726B (zh) | 预制型钢混凝土组合异形耗能柱 | |
JP4494282B2 (ja) | プレキャスト工法による変断面塔状構造物 | |
CN209742073U (zh) | 一种采用frp管连接的装配式自复位框架体系 | |
KR100713690B1 (ko) | 내부구속 중공 콘크리트 충전유닛을 사용한 조립식교각 및그 시공방법 | |
CN110700082A (zh) | 一种sma-ecc自复位圆钢管约束钢筋混凝土桥墩的柱脚节点 | |
CN103967129A (zh) | 内置管高强混凝土芯柱的组合柱组合梁框架及其施工方法 | |
CN209353576U (zh) | 一种钢管混凝土组合异形柱外包式柱脚节点 | |
CN208363421U (zh) | 装配式钢管混凝土柱-独立基础-混凝土圈梁十字形连接节点 | |
CN111197318A (zh) | 用于风力涡轮机的塔架的地基 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |