CN113529938A - 装配式结构体系 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种装配式结构体系，涉及建筑结构技术领域，包括：框架结构，包括用于与基础相连接的柱体和通过预应力筋与柱体连接的梁体。外挂墙板，外挂墙板与梁体连接。阻尼装置，阻尼装置用于阻碍外挂墙板沿外挂墙板所在的平面运动。通过设置阻尼装置，利用外挂墙板产生的与框架结构的相对位移，耗散地震能量，达到降低装配式结构体系的地震反应，减轻建筑损坏程度的效果。而梁体与柱体通过预应力筋相连接，使得梁体与柱体的连接节点的残余变形较小，在震后能够自复位，使得装配式结构体系更易修复。

Description

装配式结构体系
技术领域
本发明涉及建筑结构技术领域，尤其涉及一种装配式结构体系。
背景技术
韧性结构体系是指地震后不需修复或稍加修复即可恢复使用功能的结构。预制预应力混凝土框架结构体系作为韧性结构体系的一种，采取后张拉预应力筋体系作为自复位装置，具有自复位效果好，施工方便，经济实用等优点。
预制预应力混凝土框架结构体系的残余变形远远小于现浇混凝土结构框架，但其能量耗散系数约为现浇混凝土结构的一半，即预制预应力混凝土框架结构体系无法有效地耗散掉地震的能量，以达到降低预制预应力混凝土框架结构体系的地震反应的效果。因此，如何解决现有技术中预制预应力混凝土框架结构体系无法耗散地震能量的问题是本领域技术人员所亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明提供一种能够有效地耗散地震能量的装配式结构体系，用以解决现有技术中的预制预应力混凝土框架结构体系无法耗散地震能量的缺陷，实现降低预制预应力混凝土框架结构体系的地震反应的效果。
本发明提供的一种装配式结构体系，包括：
框架结构，包括用于与基础相连接的柱体和通过预应力筋与所述柱体连接的梁体；
外挂墙板，外挂墙板与所述梁体相连接；
阻尼装置，阻尼装置用于阻碍所述外挂墙板沿所述外挂墙板所在的平面运动。
根据本发明提供的一种装配式结构体系，所述阻尼装置包括第一阻尼器，所述第一阻尼器用于连接在所述外挂墙板与所述梁体之间，以阻碍所述外挂墙板与所述梁体的相对平移。
根据本发明提供的一种装配式结构体系，还包括支撑框架，所述支撑框架的两侧分别通过紧固件与所述外挂墙板和所述梁体相连接，所述支撑框架的至少一侧设有供相应侧的所述紧固件滑动的长孔；
所述第一阻尼器设置为第一U形阻尼器，所述第一U形阻尼器设置于所述支撑框架内且两侧分别与相应的所述紧固件连接。
根据本发明提供的一种装配式结构体系，所述外挂墙板通过连接扣件与所述梁体连接。
根据本发明提供的一种装配式结构体系，所述连接扣件包括第一角钢和螺纹连接件，所述第一角钢的一侧与所述梁体连接，另一侧设有供所述螺纹连接件伸入的贯通槽，所述贯通槽沿所述外挂墙板的高度方向延伸，所述螺纹连接件的一端与所述外挂墙板连接，另一端伸入所述贯通槽且与所述第一角钢连接。
根据本发明提供的一种装配式结构体系，所述梁体的端部与所述柱体的侧壁相连接，所述预应力筋的一部分设置于所述梁体内、另一部分从所述梁体的端部穿出，所述预应力筋从所述梁体穿出的部分穿过所述柱体并固定。
根据本发明提供的一种装配式结构体系，所述预应力筋包括通长预应力筋，所述通长预应力筋的两端分别从所述梁体的两个端部穿出；
和/或，所述预应力筋包括端部预应力筋，所述梁体的两端均设有所述端部预应力筋，各所述端部预应力筋均一端从所述梁体的端部穿出，另一端从所述梁体的顶面穿出并由锚具固定。
根据本发明提供的一种装配式结构体系，所述梁体的端部与所述柱体的侧壁之间设有聚酯纤维砂层，所述预应力筋与所述梁体的端部部分无粘结，所述预应力筋与所述柱体无粘结，所述梁体的两个端部内均设有焊接钢筋网片。
根据本发明提供的一种装配式结构体系，所述柱体上设有用于支撑所述梁体的牛腿，所述梁体内设有内置预应力筋，所述内置预应力筋设置为直线预应力筋，或者所述内置预应力筋的两端均向上弯曲。
根据本发明提供的一种装配式结构体系，还包括与所述基础铰接连接的摇摆墙，所述摇摆墙设置于相邻的两个所述柱体之间，且所述摇摆墙的两侧分别通过第二阻尼器与两个所述柱体连接。
本发明提供的装配式结构体系，通过设置阻尼装置，利用外挂墙板产生的与框架结构的相对位移，耗散地震能量，达到降低装配式结构体系的地震反应，减轻建筑损坏程度的效果。而梁体与柱体通过预应力筋相连接，使得梁体与柱体的连接节点的残余变形较小，在震后能够自复位，使得装配式结构体系更易修复。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是本发明提供的装配式结构体系的结构示意图；
图2是本发明提供的预应力筋设置方式的结构示意图之一；
图3是本发明提供的预应力筋设置方式的结构示意图之二；
图4是本发明提供的外挂墙板通过连接扣件与梁体连接的结构示意图；
图5是图4中所示结构示意图的右视图；
图6是图4中所示第一阻尼器与支撑框架的结构示意图；
图7是图6中所示结构示意图的俯视图；
图8是图6中所示结构示意图的左视图；
图9是本发明提供的摇摆墙与柱体的连接结构示意图；
附图标记：
1：柱体； 2：梁体； 3：外挂墙板；
4：第一阻尼器； 5：锚具； 6：通长预应力筋；
7：端部预应力筋； 8：聚酯纤维砂层； 9：滑移片；
10：牛腿； 11：内置预应力筋； 13：连接扣件；
14：摇摆墙； 15：第一角钢； 16：预埋件；
17：紧固件； 18：约束钢板； 19：连接钢板；
20：长孔； 21：第二阻尼器； 22：铰支座；
23：焊接钢筋网片； 24：支撑框架； 25：垫片；
26：第二角钢。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合图1-图9描述本发明的实施例中提供的装配式结构体系。
具体来说，装配式结构体系包括框架结构、外挂墙板3以及阻尼装置。其中，框架结构包括用于与基础相连接的柱体1和通过预应力筋与柱体1连接的梁体2。外挂墙板3与梁体2相连接。阻尼装置用于阻碍外挂墙板3沿外挂墙板3所在的平面运动。
通过设置阻尼装置，利用外挂墙板3产生的与框架结构的相对位移，耗散地震能量，达到降低装配式结构体系的地震反应，减轻建筑损坏程度的效果。而梁体2与柱体1通过预应力筋相连接，使得梁体2与柱体1的连接节点的残余变形较小，在震后能够自复位，使得装配式结构体系更易修复。
参考图1以及图4-图8所示，在本发明提供的一些实施例中，阻尼装置包括第一阻尼器4。第一阻尼器4用于连接在外挂墙板3与梁体2之间，以阻碍外挂墙板3与梁体2的相对平移。
在本发明提供的一些实施例中，外挂墙板3通过连接扣件13与梁体2连接。参考图4和图5所示，可选地，连接扣件13包括第一角钢15以及螺纹连接件。第一角钢15的一侧与梁体2连接，另一侧设有供螺纹连接件伸入的贯通槽。参考图5所示，贯通槽沿外挂墙板3的高度方向延伸，并且贯通槽的上端贯穿第一角钢15的上边沿形成豁口，以便于安装外挂墙板3时，螺纹连接件从上端进入到贯通槽内。螺纹连接件的一端与外挂墙板3连接，另一端伸入贯通槽且与第一角钢15连接。
作为一种可选的方式，预制梁内和外挂墙板3内均设有预埋件16。第一角钢15可以与预制梁内的预埋件16连接，例如焊接。螺纹连接件的一端与外挂墙板3内的预埋件16可以焊接连接，另一端穿过贯通槽再与螺母螺纹配合，以将外挂墙板3与预制梁连接。
参考图4-图8所示，可选地，装配式结构体系还包括支撑框架24。参考图4所示，支撑框架24的第一侧通过紧固件17与外挂墙板3连接，第二侧通过紧固件17与设置在梁体2上的第二角钢26连接。第二角钢26通过预埋于梁体2内的预埋件16与梁体2连接。第二角钢26上设置有供紧固件17穿过的通孔，紧固件17穿过通孔后与螺母螺纹配合。螺母与第二角钢26之间还设有垫片25。支撑框架24的至少一侧设有供相应侧的紧固件17滑动的长孔20。紧固件17可设置为螺纹件。第一阻尼器4设置为第一U形阻尼器。第一U形阻尼器设置于支撑框架24内且两侧分别与相应的紧固件17连接。通过设置支撑框架24能够承受垂直于外挂墙板3的平面的载荷。通过设置长孔20，使得外挂墙板3与梁体2相对运动时，第一U形阻尼器的第一侧和第二侧能够产生相对位移，以进行耗散能量。
进一步地，支撑框架24可以包括两个相对设置的约束钢板18和连接两个约束钢板18的连接钢板19。可选地，连接钢板19与约束钢板18焊接连接。两个约束钢板18中的一者与外挂墙体连接，另一者通过第二角钢与梁体2连接。第一U形阻尼器设置于两个约束钢板18之间。如图8所示，两个约束钢板18中至少一者设有沿水平方向延伸的长孔20，从而使得地震时外挂墙板3能够带动第一U形阻尼器的第一端相对于第一U形阻尼器的第二端位移，以达到通过第一U形阻尼器耗散地震能量的效果。
可选地，长孔20设置于靠近梁体2一侧的约束钢板18上，并且第一U形阻尼器与约束钢板18之间，以及约束钢板18与第二角钢26之间均设有滑移片9，以减小约束钢板18、第一U形阻尼器以及第二角钢26的磨损。
在本发明提供的一些实施例中，梁体2的端部与柱体1的侧壁相连接。参考图2、图3所示，可选地，梁体2的两端分别与两个相邻的柱体1连接。预应力筋的一部分设置于梁体2内部、另一部分从梁体2的端部穿出。预应力筋的从梁体2穿出的部分穿过柱体1并固定。例如，可以通过本领域技术人员知悉的锚具5固定。如此设置，可使得梁体2与柱体1的连接节点的残余变形较小，在震后能够自复位，使得装配式结构体系更易维护。
参考图2和图3所示，在本发明提供的一些实施例中，预应力筋包括通长预应力筋6，通长预应力筋6的两端分别从梁体2的两个端部穿出。当然，预应力筋的形式并不局限于上述的通长预应力筋6。
例如，可选地，预应力筋还可以包括端部预应力筋7。参考图2所示，梁体2的两端均设有端部预应力筋7。各个端部预应力筋7均一端从梁体2的端部穿出，另一端从梁体2的顶面穿出并由锚具5固定。例如，端部预应力筋7可以应用于一些跨度较长的梁体2内。
在本发明提供的一些实施例中，梁体2的端部与柱体1的侧壁之间设有聚酯纤维砂层8。需要说明的是，聚酯纤维砂层8是在砂浆内添加聚酯纤维形成。如此设置，当聚酯纤维受到梁体2和柱体1之间的挤压作用破碎后仍然是一整体，不会碎成小块掉落，保证梁体2与柱体1紧密接触，从而能够避免预应力筋失效。参考图2所示，预应力筋与梁体2的端部部分无粘结，预应力筋与柱体1无粘结。通过使预应力筋与梁体2的端部部分无粘结，以及与柱体1无粘结，可允许预应力筋能够产生更大的形变，从而使得预应力筋在较强地震时仍然保持弹性。参考图2、图3所示，无粘结可以通过包括但不限于在预应力筋上设置套管实现。
可选地，如图2、图3所示，梁体2的两个端部均设置有焊接钢筋网片23。如此设置，能够提高梁体2的端部的混凝土强度，避免梁体2的端部受挤压而碎裂最终导致预应力筋失效的问题。
在本发明提供的一些实施例中，柱体1上设有用于支撑梁体2的牛腿10。牛腿10可以支撑梁体2，从而便于对梁体2进行安装施工。可选地，梁体2的端部设置有用于供牛腿10伸入的卡槽。梁体2内设有内置预应力筋11，内置预应力筋11可以设置为直线预应力筋，或者内置预应力筋11的两端均向上弯曲。通过设置内置预应力筋11，内置预应力筋11能够承担梁体2在与柱体1连接之前所受到的跨中弯矩。
在本发明提供的一些实施例中，装配式结构体系还包括与基础铰接连接的摇摆墙14。例如，摇摆墙14可以采用现有技术中的铰支座22与基础铰接。摇摆墙14设置于相邻的两个柱体1之间，且摇摆墙14的两侧分别通过第二阻尼器21与两个柱体1连接。可选地，第二阻尼器21设置为第二U形阻尼器。第二U形阻尼器的一侧与柱体1连接，另一侧与摇摆墙14连接。在地震中，传统混凝土框架结构的层间变形往往会集中在某些楼层，出现个别楼层倒塌破坏而其他楼层保持完好的情况。在装配式结构体系中加入摇摆墙14，可以协调层间变形，有效控制层间变形集中，使各个位置的阻尼器都能均匀发挥其耗能能力，并使结构由层屈服破坏机制转变成整体屈服破坏机制，从而优化结构的损伤分布，提高结构的抗震性能。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种装配式结构体系，其特征在于，包括：
框架结构，包括用于与基础相连接的柱体和通过预应力筋与所述柱体连接的梁体；
外挂墙板，所述外挂墙板与所述梁体连接；
阻尼装置，所述阻尼装置用于阻碍所述外挂墙板沿所述外挂墙板所在的平面运动。
2.根据权利要求1所述的装配式结构体系，其特征在于，所述阻尼装置包括第一阻尼器，所述第一阻尼器用于连接在所述外挂墙板与所述梁体之间，并用于阻碍所述外挂墙板与所述梁体的相对平移。
3.根据权利要求2所述的装配式结构体系，其特征在于，还包括支撑框架，所述支撑框架的两侧分别通过紧固件与所述外挂墙板和所述梁体相连接，所述支撑框架的至少一侧设有供相应侧的所述紧固件滑动的长孔；
所述第一阻尼器设置为第一U形阻尼器，所述第一U形阻尼器设置于所述支撑框架内且两侧分别与相应的所述紧固件连接。
4.根据权利要求1所述的装配式结构体系，其特征在于，所述外挂墙板通过连接扣件与所述梁体连接。
5.根据权利要求4所述的装配式结构体系，其特征在于，所述连接扣件包括第一角钢和螺纹连接件，所述第一角钢的一侧与所述梁体连接，另一侧设有供所述螺纹连接件伸入的贯通槽，所述贯通槽沿所述外挂墙板的高度方向延伸，所述螺纹连接件的一端与所述外挂墙板连接，另一端伸入所述贯通槽且与所述第一角钢连接。
6.根据权利要求1所述的装配式结构体系，其特征在于，所述梁体的端部与所述柱体的侧壁相连接，所述预应力筋的一部分设置于所述梁体内、另一部分从所述梁体的端部穿出，所述预应力筋从所述梁体穿出的部分穿过所述柱体并固定。
7.根据权利要求6所述的装配式结构体系，其特征在于，所述预应力筋包括通长预应力筋，所述通长预应力筋的两端分别从所述梁体的两个端部穿出；
和/或，所述预应力筋包括端部预应力筋，所述梁体的两端均设有所述端部预应力筋，各所述端部预应力筋均一端从所述梁体的端部穿出，另一端从所述梁体的顶面穿出并由锚具固定。
8.根据权利要求6所述的装配式结构体系，其特征在于，所述梁体的端部与所述柱体的侧壁之间设有聚酯纤维砂层，所述预应力筋与所述梁体的端部部分无粘结，所述预应力筋与所述柱体无粘结，所述梁体的两个端部内均设有焊接钢筋网片。
9.根据权利要求6所述的装配式结构体系，其特征在于，所述柱体上设有用于支撑所述梁体的牛腿，所述梁体内设有内置预应力筋，所述内置预应力筋设置为直线预应力筋，或者所述内置预应力筋的两端均向上弯曲。
10.根据权利要求1-9任一项所述的装配式结构体系，其特征在于，还包括与所述基础铰接连接的摇摆墙，所述摇摆墙设置于相邻的两个所述柱体之间，且所述摇摆墙的两侧分别通过第二阻尼器与两个所述柱体连接。
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