CN205206032U - 一种自控耗能无粘结预应力混凝土框架 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了提供一种自控耗能无粘结预应力混凝土框架，包括普通钢筋混凝土柱和自控耗能无粘结预应力混凝土梁，所述自控耗能无粘结预应力混凝土梁包括自控耗能元件、定位钢筋、箍筋、无粘结预应力筋、梁上部纵筋、梁下部纵筋和预应力筋锚固端；所述无粘结预应力筋为折线形布置，所述自控耗能元件设置于无粘结预应力筋转向处，自控耗能元件包括顶转向棒、变形盒外侧部分、变形盒主体、变形盒内侧部分、侧转向棒、承压板和侧挡板。本实用新型框架体系发挥了无粘结预应力混凝土结构抗裂变形性能好、自重轻及施工简便的优点，为地震区推广运用无粘结预应力混凝土框架结构开创了一条新途径。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种建筑工程框架结构体系，具体是一种自控耗能无粘结预应力混凝土框架。
背景技术
现有的研究普遍建议，框架结构包括无粘结预应力混凝土框架结构采用混合耗能机制进行抗震设计，而梁铰耗能机制更优于混合耗能机制。因为梁铰耗能机制主要是依靠梁端的塑性铰去耗散地震能量，对柱端的延性要求不高，梁铰机制对临界截面要求的曲率延性增加不多；混合耗能机制是同时依靠梁铰和柱铰耗散地震能量，所以对柱端的截面延性有较高的要求。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服无粘结预应力混凝土结构存在的耗能能力较差等不足，提供一种符合抗震概念设计理念的自控耗能无粘结预应力混凝土框架，该框架体系发挥了无粘结预应力混凝土结构抗裂变形性能好、自重轻及施工简便的优点，为地震区推广运用无粘结预应力混凝土框架结构开创了一条新途径。
本实用新型采用的技术方案为：一种自控耗能无粘结预应力混凝土框架，包括普通钢筋混凝土柱和自控耗能无粘结预应力混凝土梁，所述普通钢筋混凝土柱不设预应力筋，所述自控耗能无粘结预应力混凝土梁包括自控耗能元件、定位钢筋、箍筋、无粘结预应力筋、梁上部纵筋、梁下部纵筋和预应力筋锚固端；
所述无粘结预应力筋为折线形布置，所述自控耗能元件设置于无粘结预应力筋转向处，无粘结预应力筋的端部与预应力筋锚固端连接，所述箍筋围绕梁上部纵筋和梁下部纵筋设置，箍筋与定位钢筋焊接，定位钢筋与自控耗能元件焊接；
所述自控耗能元件包括顶转向棒、变形盒外侧部分、变形盒主体、变形盒内侧部分、侧转向棒、承压板和侧挡板，所述变形盒主体两侧分别为变形盒外侧部分和变形盒内侧部分，变形盒主体与承压板焊接，变形盒主体与承压板之间设有侧转向棒，变形盒主体与顶转向棒连接，所述侧挡板的下边缘与承压板通过建筑结构胶连接。
作为优选，所述箍筋在自控耗能元件处加密设置。
作为优选，所述顶转向棒和侧转向棒采用钢棒制作，所述承压板采用钢板制作，所述变形盒主体为铸铁构件和碳纤维板、碳纤维布胶粘而成(变形盒加入碳纤维材料的目的是提高强度、减轻重量)，所述侧挡板采用碳纤维板制作。
作为优选，所述顶转向棒和侧转向棒分别为半圆形和圆形柱体钢构件，并通过建筑结构胶与其他构件连接。
有益效果：本实用新型在折线形无粘结预应力转向处布置有自控耗能元件的无粘结预应力混凝土框架，在多遇地震和中震下自控耗能元件处于休眠状态；在罕遇地震下自控耗能元件承载力达到阈值，继而启动并发生变形，造成框架梁的抗弯承载力减小而使梁先于柱出现塑性铰。框架在地震下通过梁端的塑性铰的转动来耗散地震输入能量，形成梁铰机制。即在罕遇地震下，人为控制用梁来耗能，以保证柱的损伤较轻，这符合抗震概念设计。由于本框架梁形成塑性铰后预应力筋应力远小于极限应力，可保证预应力筋在梁出现塑性铰后继续发挥作用，从而延长有约束屈服的弹塑性阶段的长度，形成延性框架。
附图说明
图1为本实用新型框架结构示意图；
图2为本实用新型自控耗能无粘结预应力混凝土梁示意图；
图3为本实用新型自控耗能元件安装示意图；
图4为图3中B处局部放大图；
图5为图3中A-A面剖视图；
图6为图5中C处局部放大图；
图7为本实用新型自控耗能元件外观示意图；
图8为本实用新型自控耗能元件组成部件拆分示意图；
图9为本实用新型自控耗能元件作用效果示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。
如图1-8所示，一种自控耗能无粘结预应力混凝土框架，包括普通钢筋混凝土柱9和自控耗能无粘结预应力混凝土梁8，所述普通钢筋混凝土柱9不设预应力筋，所述自控耗能无粘结预应力混凝土梁8包括自控耗能元件1、定位钢筋2、箍筋3、无粘结预应力筋4、梁上部纵筋5、梁下部纵筋6和预应力筋锚固端7；
所述无粘结预应力筋4为折线形布置，所述自控耗能元件1设置于无粘结预应力筋4转向处，无粘结预应力筋4的端部与预应力筋锚固端7连接，所述箍筋3围绕梁上部纵筋5和梁下部纵筋6设置，箍筋3与定位钢筋2焊接，定位钢筋2与自控耗能元件1焊接；
所述自控耗能元件1包括顶转向棒10、变形盒外侧部分11、变形盒主体12、变形盒内侧部分13、侧转向棒14、承压板15和侧挡板16，所述变形盒主体12两侧分别为变形盒外侧部分11和变形盒内侧部分13，变形盒主体12与承压板15焊接，变形盒主体12与承压板15之间设有侧转向棒14，变形盒主体12与顶转向棒10连接，所述侧挡板16的下边缘与承压板15通过建筑结构胶连接。
所述箍筋3在自控耗能元件1处加密设置。所述顶转向棒10和侧转向棒14采用钢棒制作，所述承压板15采用钢板制作，所述变形盒主体12为铸铁构件和碳纤维板、碳纤维布胶粘而成(变形盒加入碳纤维材料的目的是提高强度、减轻重量)，所述侧挡板16采用碳纤维板制作。所述顶转向棒10和侧转向棒14分别为半圆形和圆形柱体钢构件，并通过建筑结构胶与其他构件连接。
在自控耗能无粘结预应力混凝土框架结构中，自控耗能元件放置于梁中预应力筋转向处，安装步骤：
1、绑扎非预应力纵向钢筋、箍筋；
2、确定自控耗能元件的位置，确定定位钢筋的位置；
3、按需要在自控耗能元件部位加密箍筋；
4、将定位钢筋和箍筋焊接，将自控耗能元件和定位钢筋焊接；
5、布置无粘结预应力钢筋，并定型。
作用效果：如图9所示，自控耗能元件发挥作用，即有限变形盒破坏，预应力筋得到释放。
以上结合附图对本实用新型的实施方式做出详细说明，但本实用新型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，在本实用新型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实用新型的保护范围内。
Claims (4)
1.一种自控耗能无粘结预应力混凝土框架，其特征在于：包括普通钢筋混凝土柱和自控耗能无粘结预应力混凝土梁，所述普通钢筋混凝土柱不设预应力筋，所述自控耗能无粘结预应力混凝土梁包括自控耗能元件、定位钢筋、箍筋、无粘结预应力筋、梁上部纵筋、梁下部纵筋和预应力筋锚固端；
所述无粘结预应力筋为折线形布置，所述自控耗能元件设置于无粘结预应力筋转向处，无粘结预应力筋的端部与预应力筋锚固端连接，所述箍筋围绕梁上部纵筋和梁下部纵筋设置，箍筋与定位钢筋焊接，定位钢筋与自控耗能元件焊接；
所述自控耗能元件包括顶转向棒、变形盒外侧部分、变形盒主体、变形盒内侧部分、侧转向棒、承压板和侧挡板，所述变形盒主体两侧分别为变形盒外侧部分和变形盒内侧部分，变形盒主体与承压板焊接，变形盒主体与承压板之间设有侧转向棒，变形盒主体与顶转向棒连接，所述侧挡板的下边缘与承压板通过建筑结构胶连接。
2.根据权利要求1所述的一种自控耗能无粘结预应力混凝土框架，其特征在于：所述箍筋在自控耗能元件处加密设置。
3.根据权利要求1所述的一种自控耗能无粘结预应力混凝土框架，其特征在于：所述顶转向棒和侧转向棒采用钢棒制作，所述承压板采用钢板制作，所述变形盒为主体铸铁构件和内侧碳纤维板、外侧碳纤维布胶粘而成，所述侧挡板采用碳纤维板制作。
4.根据权利要求1所述的一种自控耗能无粘结预应力混凝土框架，其特征在于：所述顶转向棒和侧转向棒分别为半圆形和圆形柱体钢构件，并通过建筑结构胶与其他构件连接。
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