CN113417395A - 适用于震后可恢复功能钢结构的隔震楼板系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种适用于震后可恢复功能钢结构的隔震楼板系统，包括：钢筋桁架楼承板、多个跨中隔震支座、多个梁端隔震支座和多个承托次梁；跨中隔震支座和梁端隔震支座的下端固定于下方的可恢复功能钢框架梁或滑动次梁上，所述跨中隔震支座的上端和梁端隔震支座的上端固定于承托次梁的底部，多个跨中隔震支座位于承托次梁的中间部位，多个梁端隔震支座位于承托次梁的端部，多个承托次梁通过栓钉平行地固定于钢筋桁架楼承板的下方。本系统既能保证承担竖向荷载和传递水平力，也不会妨碍可恢复功能钢框架的开口机制。

Description

适用于震后可恢复功能钢结构的隔震楼板系统
技术领域
本发明涉及可恢复功能钢结构技术领域，尤其涉及一种适用于震后可恢复功能钢结构的隔震楼板系统。
背景技术
近年来的数次地震表明，人类正面临着地震的全面威胁，而我国地处环太平洋地震带和地中海-喜马拉雅地震带上，地震活动频繁，汶川、玉树、雅安和鲁甸大地震，给我们带来了惨痛的教训。隔震技术主要是指在建筑结构底面以下部分设置隔震装置或隔震机构，以减弱地震动输入给地面以上结构的能量，减小结构振动而采取的一种结构抗震技术措施。隔震技术可以分为两类，一类是基础隔震，即在基础顶面布置隔震支座，限制地震能量进入上部结构；另一类是层间隔震，即在建筑物的某楼层布置隔震支座，减小隔震支座以上楼层的地震作用。隔震技术为40年来世界地震工程最重要的成果之一，基础隔震技术的使用使建筑在地震中不倒塌真正成为可能，使其成为减轻地震灾害最有效的手段之一。
可恢复功能的拉索预应力钢框架能够发挥预应力钢结构的优势，在强震发生后具有控制结构损伤，减少或消除残余变形以及震后容易修复等优点。但在正常工作状态下，可恢复功能钢框架因为有长梁与短梁之间的开口，从而导致其所在的一榀框架具有“膨胀”效果。而可恢复功能体系中，采用的普通钢框架楼板体系对其开口机制有抑制作用，影响其复位效果。
因此，亟需研发能够适应可恢复功能钢框架的楼板，使其既能保证承担竖向荷载和传递水平力，也不会妨碍可恢复功能钢框架的开口机制。
发明内容
本发明提供了一种适用于震后可恢复功能钢结构的隔震楼板系统，以解决现有技术问题中存在的缺陷。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。
一种适用于震后可恢复功能钢结构的隔震楼板系统，包括：钢筋桁架楼承板、多个跨中隔震支座、多个梁端隔震支座和多个承托次梁；
跨中隔震支座和梁端隔震支座的下端固定于下方的可恢复功能钢框架梁或滑动次梁上，所述跨中隔震支座的上端和梁端隔震支座的上端固定于承托次梁的底部，多个跨中隔震支座位于承托次梁的中间部位，多个梁端隔震支座位于承托次梁的端部，多个承托次梁通过栓钉平行地固定于钢筋桁架楼承板的下方。
优选地，承托次梁为H型钢，H型钢下翼缘与可恢复功能钢框架梁或滑动次梁的间隙大于5mm，且小于隔震支座的高度。
优选地，跨中隔震支座和梁端隔震支座与承托次梁通过螺栓连接或焊缝连接；跨中隔震支座和梁端隔震支座与可恢复功能钢框架梁或滑动次梁可通过螺栓连接或焊缝连接。
优选地，梁端隔震支座上连接板靠近钢框架柱壁的端面与钢框架柱壁的间隙大于或等于0.55倍梁端隔震支座直径且小于200mm，所述间隙用于设置防震缝或设置高阻尼橡胶块。
优选地，多个跨中隔震支座和多个梁端隔震支座间隔地布置在承托次梁上，相邻隔震支座之间的距离为1m-3m，且隔震支座的布置位置形成正交网格，当有结构布置导致隔震支座偏离正交轴线时，偏移距离小于或等于500mm。
优选地，多个承托次梁沿可恢复功能钢框架梁或滑动次梁的轴线进行排布。
优选地，栓钉之间的间距大于或等于6倍栓钉直径，且小于或等于300mm。
优选地，跨中隔震支座和梁端隔震支座为铅芯橡胶支座或高阻尼橡胶支座。
优选地，跨中隔震支座和梁端隔震支座均包括隔震支座上连接板、隔震支座本体和隔震支座下连接板，连接板宽度小于钢梁翼缘宽度。
由上述本发明的适用于震后可恢复功能钢结构的隔震楼板系统提供的技术方案可以看出，本发明针对现有可恢复功能结构中开口机制与楼板体系之间变形不协调的问题，通过在可恢复功能钢框架结构中设置隔震系统，既能保证承担竖向荷载和传递水平力，也不会妨碍可恢复功能钢框架的开口机制；可以根据需求和隔震目标灵活布置橡胶隔震支座的位置，防止楼板与主体结构发生相对位移时与柱壁相接触，阻碍可恢复功能框架的开口，以及防止两类隔震支座连接板超出可恢复功能钢框架梁和滑动次梁翼缘部分。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实施例的一种适用于震后可恢复功能钢结构的隔震楼板系统整体结构示意图；
图2为隔震楼板系统中承托次梁结构示意图；
图3为可恢复功能钢结构中隔震楼板系统与柱连接系统、可恢复功能钢框架梁系统位置关系结构示意图；
图4为隔震楼板系统中承托次梁平面示意图；
图5为可恢复功能钢结构中隔震楼板系统与柱连接系统、可恢复功能钢框架梁系统位置关系立体示意图；
图6为隔震楼板系统中梁端隔震支座示意图；
图7为隔震楼板系统中跨中隔震支座示意图；
图8为隔震楼板系统中钢筋桁架楼承板与钢框架柱间隙示意图；
图9为可恢复功能钢框架梁开口结构示意图；
附图标记说明：
1-跨中隔震支座；2-梁端隔震支座；3-承托次梁；4-栓钉；5-钢筋桁架楼承板；
11-跨中隔震支座上连接板；12-跨中隔震支座本体；13-跨中隔震支座螺栓孔；14-跨中隔震支座下连接板；
21-梁端隔震支座上连接板；22-梁端隔震支座本体；23-梁端隔震支座螺栓孔；24-梁端隔震支座下连接板；
51-梁端隔震支座与钢框架柱间隙；
A-隔震楼板系统；B-钢柱；C-可恢复功能钢框架梁；D-滑动次梁；E-开口。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。
实施例
图1为本实施例的一种适用于震后可恢复功能钢结构的隔震楼板系统整体结构示意图，参照图1，该系统包括：钢筋桁架楼承板5、多个跨中隔震支座1、多个梁端隔震支座2和多个承托次梁3。
图2为隔震楼板系统中承托次梁结构示意图，图3为可恢复功能钢结构中隔震楼板系统与柱连接系统、可恢复功能钢框架梁系统位置关系结构示意图，图4为隔震楼板系统中承托次梁平面示意图，图5为可恢复功能钢结构中隔震楼板系统与柱连接系统、可恢复功能钢框架梁系统位置关系立体示意图，如图2、图3、图4和图5所示，跨中隔震支座1和梁端隔震支座2的下端固定于下方的可恢复功能钢框架梁C或滑动次梁D上，跨中隔震支座1的上端和梁端隔震支座2的上端固定于承托次梁3的底部，多个跨中隔震支座1位于承托次梁3的中间部位，多个梁端隔震支座2位于承托次梁3的端部，多个承托次梁3通过栓钉平行地固定于钢筋桁架楼承板5的下方。
在可恢复功能钢框架结构中，钢筋桁架楼承板5通过多个跨中隔震支座1和多个梁端隔震支座2支承于可恢复功能钢框架梁C和滑动次梁D上，同一根梁上的相邻隔震支座间设置承托次梁3，承托次梁上搭设钢筋桁架楼承板5，形成了隔震楼板，钢筋桁架楼承板5与主体结构间形成了可恢复功能钢结构的隔震楼板系统A。在滑动次梁D、可恢复功能钢框架梁C、钢柱B安装完成以后，进行隔震楼板系统A的安装。隔震楼板系统A实现了既能保证承担竖向荷载和传递水平力，也不会妨碍可恢复功能钢框架梁系统C的开口E机制的目的，如图9所示。
具体地，多个承托次梁3沿可恢复功能钢框架梁或滑动次梁的轴线进行排布。多个跨中隔震支座1和多个梁端隔震支座2间隔地布置在承托次梁3上，相邻隔震支座之间的距离为1m-3m，且隔震支座的布置位置形成正交网格，当有结构布置导致隔震支座偏离正交轴线时，偏移距离小于或等于500mm。
其中，跨中隔震支座1和梁端隔震支座2为铅芯橡胶支座或高阻尼橡胶支座。图6为隔震楼板系统中梁端隔震支座示意图，图7为隔震楼板系统中跨中隔震支座示意图，参照图6和图7，跨中隔震支座1包括跨中隔震支座上连接板11、跨中隔震支座本体12和跨中隔震支座下连接板14；梁端隔震支座包括梁端隔震支座上连接板21、梁端隔震支座本体22和梁端隔震支座下连接板24。其中，跨中隔震支座上连接板11、跨中隔震支座下连接板14、梁端隔震支座上连接板21和梁端隔震支座下连接板24的宽度均小于钢梁翼缘宽度。
需要说明的是，本实施例中的承托次梁3为H型钢，H型钢的上方通过焊接栓钉4，增强H型钢与钢筋桁架楼承板之间的作用力，H型钢下翼缘与可恢复功能钢框架梁C或滑动次梁D的间隙大于5mm，且小于隔震支座的高度，
保证在其附属面积荷载作用下，其距离可恢复功能钢框架梁C或滑动次梁D仍有一定的距离，不会与滑动次梁D接触，从而影响隔震楼板系统A的传力路径。通过栓钉4连接，给钢筋桁架楼承板5中的压型钢板提供支撑的空间。
跨中隔震支座1和梁端隔震支座2与承托次梁3通过螺栓连接或焊缝连接；跨中隔震支座1和梁端隔震支座2与可恢复功能钢框架梁C或滑动次梁D可通过螺栓连接或焊缝连接。采用螺栓连接时，隔震支座连接件应预留螺栓孔洞。如图6和图7所示，跨中隔震支座和梁端隔震支座分别设置有跨中隔震支座螺栓孔13和梁端隔震支座螺栓孔23。
图8为隔震楼板系统中钢筋桁架楼承板与钢框架柱间隙示意图，参照图8，端隔震支座的上连接板21靠近钢框架柱壁的端面与钢框架柱壁的间隙大于或等于于0.55倍梁端隔震支座直径且小于200mm，间隙用于设置防震缝或设置高阻尼橡胶块。
栓钉之间的间距大于或等于6倍栓钉直径，且小于或等于300mm。
需要说明的是，本实施例中可恢复功能钢框架结构的外墙与主体结构的连接采用外挂式。
在考虑双向地震时，可恢复功能钢框架梁系统C会产生两个方向的开口，形成双向“膨胀效应“，采用本实施例的隔震楼板系统A，钢筋桁架楼承板5本身没有变形，依然能够承担竖向荷载，并通过隔震支座传递水平力给可恢复功能钢框架结构。
本实施例的适用于震后可恢复功能钢结构的隔震楼板系统的设置方法如下：
首先完成跨中隔震支座1、梁端隔震支座2与可恢复功能钢框架梁C和滑动次梁D间的连接，可采用焊接或螺栓连接，其次进行承托次梁3与两类隔震支座的连接，可以在工厂通过焊缝进行连接，也可以在施工现场通过高强度螺栓进行连接，然后在承托次梁3上翼缘处搭设钢筋桁架楼承板5，并焊接栓钉4，最后浇筑混凝土，在混凝土终凝以后，在钢筋桁架楼承板5与钢柱间应设置防震缝或设置高阻尼橡胶块。
本领域技术人员应能理解，图1仅为简明起见而示出的各结构的数量可能小于一个实际系统数量，但这种省略无疑是以不会影响对发明实施例进行清楚、充分的公开为前提的。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种适用于震后可恢复功能钢结构的隔震楼板系统，其特征在于，包括：钢筋桁架楼承板、多个跨中隔震支座、多个梁端隔震支座和多个承托次梁；
跨中隔震支座和梁端隔震支座的下端固定于下方的可恢复功能钢框架梁或滑动次梁上，所述跨中隔震支座的上端和梁端隔震支座的上端固定于承托次梁的底部，多个跨中隔震支座位于承托次梁的中间部位，多个梁端隔震支座位于承托次梁的端部，多个承托次梁通过栓钉平行地固定于钢筋桁架楼承板的下方。
2.根据权利要求1所述的隔震楼板系统，其特征在于，所述承托次梁为H型钢，H型钢下翼缘与可恢复功能钢框架梁或滑动次梁的间隙大于5mm，且小于隔震支座的高度。
3.根据权利要求1所述的隔震楼板系统，其特征在于，所述跨中隔震支座和梁端隔震支座与承托次梁通过螺栓连接或焊缝连接；跨中隔震支座和梁端隔震支座与可恢复功能钢框架梁或滑动次梁可通过螺栓连接或焊缝连接。
4.根据权利要求1所述的隔震楼板系统，其特征在于，所述梁端隔震支座上连接板靠近钢框架柱壁的端面与钢框架柱壁的间隙大于或等于0.55倍梁端隔震支座直径且小于200mm，所述间隙用于设置防震缝或设置高阻尼橡胶块。
5.根据权利要求1所述的隔震楼板系统，其特征在于，所述多个跨中隔震支座和多个梁端隔震支座间隔地布置在承托次梁上，相邻隔震支座之间的距离为1m-3m，且隔震支座的布置位置形成正交网格，当有结构布置导致隔震支座偏离正交轴线时，偏移距离小于或等于500mm。
6.根据权利要求1所述的隔震楼板系统，其特征在于，所述多个承托次梁沿可恢复功能钢框架梁或滑动次梁的轴线进行排布。
7.根据权利要求1所述的隔震楼板系统，其特征在于，所述栓钉之间的间距大于或等于6倍栓钉直径，且小于或等于300mm。
8.根据权利要求1所述的隔震楼板系统，其特征在于，所述跨中隔震支座和梁端隔震支座为铅芯橡胶支座或高阻尼橡胶支座。
9.根据权利要求1所述的隔震楼板系统，其特征在于，所述跨中隔震支座和梁端隔震支座均包括隔震支座上连接板、隔震支座本体和隔震支座下连接板，连接板宽度小于钢梁翼缘宽度。
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