CN2809057Y - 钢筋混凝土延性柱耗能器 - Google Patents

Abstract

钢筋混凝土延性柱耗能器，属于提高钢筋混凝土结构抗震性能的装置。特征在于，此装置包括钢筋混凝土延性柱(1)及其两端的刚性支座(2)，所述钢筋混凝土延性柱(1)为密配箍筋柱、加配X形筋柱、钢管混凝土柱及纤维混凝土柱中任意一种或两种及以上组合的柱，钢筋混凝土延性柱的变形能力一般为4％～10％，延性柱的高度一般是结构层高的1/4～1/2倍，延性柱位移角将层间位移角放大2～4倍，钢筋混凝土延性柱耗能器按柱或短肢墙形式置于基础与梁或梁与梁之间，连接方式可采用现浇一体式或预制装配式。此实用新型有效地提高结构抗震能力，布置灵活，设计施工比较简单。

Description

钢筋混凝土延性柱耗能器

技术领域

本实用新型是关于提高钢筋混凝土结构抗震性能的装置，尤其适用于底层大空间柔性结构和高层框架结构。

背景技术

地震是人类社会面临的一种严重的自然灾害。据统计，地球每年平均发生500万次左右的地震，其中，5级以上的破坏性地震约占1000次。地震除造成人员伤亡外还通常给人类带来巨大的经济和财产损失。我国地处地震多发区，大多数城市受到地震的威胁，特别是现在城市建设的主体材料仍是钢筋混凝土，而且广泛采用使用性能较为优越而抗震性能较差的钢筋混凝土底层大空间柔性框架结构，其抗震性能有待提高。考虑到强烈地震灾害具有发生频率低、破坏力大和不确定性高的特点，开发经济实用并且安全可靠的抗震新体系尤其必要。

提高结构抗震性能的方法最为基本的手段是提高结构自身强度和延性，以主体结构抵抗地震及吸收地震能量。一方面，国内外对于提高构件自身延性性能的研究成果很多，钢筋混凝土结构特别是约束混凝土的发展，在提高其自身延性方面取得了可喜的进步，高延性钢筋混凝土柱的极限变形能力可以达到1/20～1/10，超高延性钢筋混凝土柱的极限变形能力甚至可以达到1/5～1/2以上，这为直接采用延性钢筋混凝土材料作为耗能机构提供了物质基础；另一方面，钢筋混凝土主体结构柱子变形能力的提高，也为在钢筋混凝土结构中采用消能减震机构扩展了发展空间。

现在，在工程实践中广泛采用阻尼器来实现结构耗能、减震控制的目的，然而，这些阻尼器或耗能装置存在着与主体结构材料不同，需要专门的机构加工完成、专门的技术人员设计安装以及日常维护等缺陷，从而给设计、施工以及管理带来很多不便，还使造价明显增加。

发明内容

为了克服辅助耗能装置与主体结构材料不同，需要专门的机构加工完成、专门的技术人员设计安装以及日常维护给设计、施工带来不便，使造价增高的不足，本实用新型提供一种耗能器，它不仅采用与主体结构相同的材料，与现行设计施工习惯相一致，便于施工易于保证工程质量，在使用期间也无需维护，具有与主体结构同样的耐久性，有利于降低造价而且占用墙内空间很少，设置自由度较大，对房屋的使用功能影响较小。

本实用新型提供的钢筋混凝土延性柱耗能器，具体结构参见附图1，此装置包括钢筋混凝土延性柱1及其两端的刚性支座2，所述钢筋混凝土延性柱1为密配箍筋柱、加配X形筋柱、钢管混凝土柱及纤维混凝土柱中的任意一种或两种及以上组合的柱，延性柱采用1～10根并列使用，延性柱的高度是结构层高的1/4～1/2倍。

本实用新型按柱或短肢墙形式置于基础与梁或梁与梁之间，连接方式可采用现浇一体式或预制装配式。

本实用新型的设计原理为钢筋混凝土延性柱按强剪弱弯设计，其变形能力一般为1/25～1/10，延性柱位移角等于延性柱的侧移与延性柱高的比值，结构层间位移角等于层间位移与结构层高的比值，延性柱的侧移等于结构的层间位移，延性柱位移角将层间位移角放大2～4倍，即当层间位移角较小时，钢筋混凝土延性柱的位移角也比较大进而可以消耗更多能量。

本实用新型有效地提高结构抗震能力，布置灵活，设计施工比较简单。

附图说明

图1(a)是本实用新型的正面图；(b)是本实用新型的A-A剖面图；

图2是本实用新型一个实施例的纵剖面配筋图；

图3是图2的I-I，II-II剖面图；

图4(a)是钢筋混凝土延性柱耗能器在结构中的应用示意图；(b)是钢筋混凝土延性柱耗能器及结构变形示意图；

其中：1为钢筋混凝土延性柱，2为刚性支座；3为延性柱平行纵筋，4为延性柱X形筋，5为延性柱箍筋，6为刚性支座的纵向受力筋，7为刚性支座的纵向构造筋，8为刚性支座箍筋；

H为耗能器高度，B为刚性支座长度，D为刚性支座的宽度，f为刚性支座的高度，e为钢筋混凝土延性柱的高度，h为钢筋混凝土延性柱截面高度，b为钢筋混凝土延性柱截面宽度，d为外侧钢筋混凝土延性柱外边缘到刚性支座外边缘的距离，a为钢筋混凝土延性柱的间距。

具体实施方式

下面结合附图2-4详细说明本实用新型的一个具体实例，钢筋混凝土延性柱采用加配X形筋的柱，耗能器有3根延性柱并列组成。

钢筋混凝土延性柱的截面尺寸(b×h)240×240mm²，高度(e)900mm，延性柱之间的间距(a)50mm；刚性支座截面尺寸(B×D)1020×240mm²，高度(f)900mm。混凝土等级C40，主筋采用HRB400，箍筋采用HRB335。

参见图2，钢筋混凝土延性柱的平行纵筋3为 X形筋4为

箍筋5为Φ8@50；X形筋的弯起点高度(d’)为75mm，实践表明当X形筋的面积与全部纵筋面积之比在1/2左右延性柱的延性最好，X形筋弯起点距离刚性支座表面一定距离也有利于提高构件的延性；刚性支座的纵向受力筋6为

并按构造配置纵向构造筋7为6Φ10，箍筋8为Φ8@150；纵筋的锚固满足《建筑抗震设计规范》要求。

图4是钢筋混凝土延性柱耗能器在某一高层框架结构中的应用。结构层高H’3300mm，耗能器高2700mm，耗能器的延性柱和上下刚性支座均高900mm。框架的变形角θ，延性柱的变形角φ，其中二者关系为φ＝θ×H’/e。

Claims (5)

1、钢筋混凝土延性柱耗能器，其特征在于：由钢筋混凝土延性柱(1)及其两端的刚性支座(2)组成。

2、根据权利要求1所述的钢筋混凝土延性柱耗能器，其特征在于：所述的钢筋混凝土延性柱(1)为密配箍筋柱、加配X形筋柱、钢管混凝土柱及纤维混凝土柱中的任意一种或两种以上组合的柱。

3、根据权利要求1或2所述的钢筋混凝土延性柱耗能器，其特征在于：所述的钢筋混凝土延性柱(1)采用1～10根高延性柱并列使用。

4、根据权利要求1或2或3所述的钢筋混凝土延性柱耗能器，其特征在于：所述的延性柱高度为结构层高的1/4～1/2倍。

5、根据权利要求1所述的钢筋混凝土延性柱耗能器，其特征在于：延性柱耗能器按柱或短肢墙形式置于基础与梁或梁与梁之间，连接方式采用现浇一体式或预制装配式。

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