CN207846657U - 一种改进型的自控耗能无粘结预应力混凝土框架 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种改进型的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以及放置了改进型自控元件的无粘结预应力混凝土梁，改进型自控元件包括转向装置、变形盒，定位棒、承压板和填充泡沫。改进型自控元件的受力部件采用玻璃纤维板材料，利用其脆性破坏的性质，在正常使用和常遇地震状态下，自控元件保持正常受力状态，不发生变化，而在罕遇地震下，通过装置传递给自控元件的应力达到某一阈值，自控元件的受力部件随即发生脆性破坏，并在受力方向发生一定程度的位移，使预应力筋发生松弛，从而减小预应力筋中的应力，降低框架的承载能力，最终形成梁铰耗能机制，提高无粘结预应力混凝土框架的耗能能力。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种建筑结构工程技术领域，具体涉及一种改进型的自控耗能无粘结预应力混凝土框架。
背景技术
地震作用是具有强大的破坏性和随机性，要求在强烈地震作用下结构保持在弹塑性状态，不发生破坏是很不经济的。既经济又安全的抗震设计是允许在强烈地震作用下结构破坏严重，但不应倒塌。因此，依靠弹塑性变形消耗地震的能量是抗震设计的特点，提高结构的变形、耗能能力和整体抗震能力，防止高于设防烈度的“大震”不倒，形成梁铰耗能机制是抗震设计要达到的目标，自控耗能无粘结预应力混凝土框架就是在这一思想下设计出来。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了克服无粘结预应力混凝土结构梁内配筋率高，不易形成梁铰耗能机制的问题，并对上一代自控耗能元件无粘结预应力混凝土框架进行了改进，提供了一种改进型的自控耗能无粘结预应力混凝土框架。
本实用新型采用的技术方案是：一种改进型的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无粘结预应力混凝土梁；所述普通钢筋混凝土柱包括内侧纵筋、外侧纵筋、箍筋，箍筋围绕内侧纵筋和外侧纵筋布置；所述无粘结预应力混凝土梁包括上部纵筋、下部纵筋、箍筋，箍筋围绕上部纵筋和下部纵筋布置，；
所述无粘结预应力混凝土梁还包括改进型自控元件、转向棒、无粘结预应力筋和锚固装置，所述无粘结预应力筋通过转向棒在无粘结预应力混凝土梁内进行折线型布置，所述改进型自控元件安装在无粘结预应力筋下侧的转向处，无粘结预应力筋两侧端部通过锚固装置进行锚固连接；
所述改进型自控元件包括转向装置、承压板、变形盒、填充泡沫和定位棒，所述定位棒与预应力筋下侧转向处的箍筋焊接并进行定位，所述承压板通过建筑结构胶与转向装置、变形盒连接，所述变形盒由两块梯形侧挡板与一块长方形底板制成，底板两侧设有定位棒，变形盒内部设有填充泡沫。
作为优选，所述箍筋在无粘结预应力筋转向处加密布置。
作为优选，所述转向装置由圆形柱体钢构件与钢板焊接制成，承受无粘结预应力筋转折处传递下来的集中荷载，通过下部钢板分散传递给下侧承压板，提高部件的承载力，增强耗能能力。
作为优选，所述承压板采用玻璃纤维板制成，利用玻璃纤维板脆性破坏的特征，完成核心设计。承压板的长度比变形盒两侧略宽50mm，在混凝土浇筑后可以与混凝土固结，形成固端，提高承载力。
作为优选，所述变形盒的侧挡板和底板均采用碳纤维制作。两侧侧挡板为梯形，承受由承压板传递下来的荷载，并且抵抗混凝土的侧压力；底部由一块长方形碳纤维板构成，两侧留有2cm的空间粘结定位棒。两侧侧挡板下边缘和底板通过建筑结构胶相粘结。
作为优选，所述定位棒由圆形柱体钢构件制成，两端与改进型自控元件处的箍筋焊接，从而对改进型自控元件进行定位固定。
作为优选，所述填充泡沫采用EPE珍珠棉，隔水防潮，韧性佳，填充在变形盒内部，可有效防止混凝土的渗入，防止其影响改进型自控元件的性能。
本实用新型改进之处在于设计出一种改进型自控元件，把主要受力部件的材料换成玻璃纤维板，这是一种以玻璃纤维为增强材料，热固性塑料作为基体的纤维增强塑料，与上代以铸铁为主要材料的自控元件相比，改进型自控元件性能更加稳定，强度高，耐腐蚀，抗老化，防水，可设计强；其次转换了自控元件的受力方式，前代自控元件是承压部件与预应力筋方向相同，导致材料本身占用释放空间，释放距离有限，预应力筋应力下降幅度较小。本次改进型自控元件的承压部件与预应力筋方向垂直，可以使自控元件的高度即为预应力筋的下降高度，预应力筋的释放空间更大，导致自控元件设计尺寸变小，自重变轻，成本更低廉，技术方案更成熟。
有益效果：本实用新型提供的一种改进型的自控耗能无粘结预应力混凝土框架，在保留自控耗能无粘结预应力混凝土框架的优点的同时做出改进。通过改变承力部件的材料和自控元件的受力模式，首先提高自控元件受力的稳定性，同时有效提高了自控元件的耗能能力。在材料本身不占用释放空间的同时，使无粘结预应力筋的释放空间更大，更大程度地降低框架梁的承载能力，使梁铰快于柱铰出现，更快促使无粘结预应力混凝土框架形成梁铰耗能机制。
附图说明
图1为一种改进型的自控耗能无粘结预应力混凝土框架结构示意图；
图2为图1中A-A处剖面图；
图3为图1中B-B处剖面图；
图4为放置了改进型自控元件的无粘结预应力混凝土梁局部图；
图5为图4中C处局部放大图；
图6为图4中D处局部放大图；
图7为改进型自控元件三维结构图；
图8为破坏后的改进型自控元件正视图；
图9为破坏后的改进型自控元件三维结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的说明：
如图1-9所示，一种改进型的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1和放置了改进型自控元件的无粘结预应力混凝土梁2。所述普通钢筋混凝土柱1包括内侧纵筋3、外侧纵筋3、箍筋4，所述放置了改进型自控元件的无粘结预应力混凝土梁2包括上部纵筋3、下部纵筋3、箍筋4、改进型自控元件5、转向棒6、无粘结预应力筋7、锚固装置8；
如图3所示，所述普通钢筋混凝土柱的箍筋4围绕内侧纵筋3和外侧纵筋3布置；
如图4所示，无粘结预应力筋7通过锚固装置8与梁进行锚固；
如图5所示，所述转向棒6与箍筋4进行焊接，无粘结预应力筋7的上侧通过转向棒6进行折线型布置；
如图6所示，改进型自控元件5安装在无粘结预应力筋位于梁下侧的转向处，通过定位棒13与箍筋4焊接进行安装；
如图7所示，所述改进型自控元件5包括转向装置9、承压板10、变形盒11、填充泡沫12和定位棒13。定位棒13与预应力筋下侧转向处的箍筋4焊接并进行定位，所述承压板10通过建筑结构胶与转向装置9、变形盒11连接，所述变形盒11由两块梯形侧挡板与一块长方形底板通过建筑结构胶粘结而成，底板通过建筑结构胶粘结定位棒13，变形盒11内部设置填充泡沫12。
在改进型自控耗能无粘结预应力混凝土框架中，改进型自控元件在框架梁内的安装步骤如下：
1、绑扎梁上部纵筋、下部纵筋和箍筋；
2、绑扎无粘结预应力筋，并在设计的转向处加密布置箍筋；
3、在无粘结预应力筋的下侧转向处，通过改进型自控元件的定位棒与箍筋焊接，安装改进型自控元件；
4、在无粘结预应力筋的上侧转向处，通过转向棒与箍筋焊接，进行折线型布置；
5、浇筑混凝土；
6、对无粘结预应力筋进行张拉，通过锚固装置进行锚固。
作用效果：如图8-9所示，改进型自控元件5发挥作用，承压板10被破坏，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 (7)
1.一种改进型的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无粘结预应力混凝土梁；所述普通钢筋混凝土柱包括内侧纵筋、外侧纵筋、箍筋，箍筋围绕内侧纵筋和外侧纵筋布置；所述无粘结预应力混凝土梁包括上部纵筋、下部纵筋、箍筋，箍筋围绕上部纵筋和下部纵筋布置；
所述无粘结预应力混凝土梁还包括改进型自控元件、转向棒、无粘结预应力筋和锚固装置，所述无粘结预应力筋通过转向棒在无粘结预应力混凝土梁内进行折线型布置，所述改进型自控元件安装在无粘结预应力筋下侧的转向处，无粘结预应力筋两侧端部通过锚固装置进行锚固连接；
所述改进型自控元件包括转向装置、承压板、变形盒、填充泡沫和定位棒，所述定位棒与预应力筋下侧转向处的箍筋焊接并进行定位，所述承压板通过建筑结构胶与转向装置、变形盒连接，所述变形盒由两块梯形侧挡板与一块长方形底板制成，底板两侧设有定位棒，变形盒内部设有填充泡沫。
2.根据权利要求1所述的一种改进型的自控耗能无粘结预应力混凝土框架，其特征在于：所述箍筋在无粘结预应力筋转向处加密布置。
3.根据权利要求1所述的一种改进型的自控耗能无粘结预应力混凝土框架，其特征在于：所述转向装置由圆形柱体钢构件与钢板焊接制成。
4.根据权利要求1所述的一种改进型的自控耗能无粘结预应力混凝土框架，其特征在于：所述承压板采用玻璃纤维板制成，承压板的长度比变形盒两侧宽50mm。
5.根据权利要求1所述的一种改进型的自控耗能无粘结预应力混凝土框架，其特征在于：所述变形盒的侧挡板和底板均采用碳纤维制作。
6.根据权利要求1所述的一种改进型的自控耗能无粘结预应力混凝土框架，其特征在于：所述定位棒由圆形柱体钢构件制成。
7.根据权利要求1所述的一种改进型的自控耗能无粘结预应力混凝土框架，其特征在于：所述填充泡沫采用EPE珍珠棉。
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