CN2809065Y - 钢筋混凝土限位支撑 - Google Patents

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马华
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Abstract

本实用新型属于地震作用中限制结构水平大变形建筑领域。现有技术设剪力墙满足抗震，但限制了使用功能。其特征在于，布置于框架结构中刚度相对较弱的层，或框支一剪力墙结构的底部，或有预知薄弱层结构的薄弱层；钢筋混凝土限位支撑(1)在上述结构中关于结构中心线对称布置；限位支撑(1)的下端与梁(2)、柱(3)在梁(2)柱(3)节点处连接，其三者轴线交于一点；限位支撑(1)的上端与梁(2)柱(3)节点或梁(2)与耗能装置(4)的交汇处连接，与柱(3)或耗能装置(4)之间预留等于建筑抗震设计规范中规定的结构最大层间位移允许值的间隙d。本实用新型避免发生超过设计的水平大变形，同时最大限度地发挥建筑的优良使用功能。

Description

钢筋混凝土限位支撑
技术领域
本实用新型是关于限制结构水平大变形，防止结构在地震作用下倒坍的装置。适用于框架结构、框支—剪力墙结构即底层大空间结构等在地震作用下层间位移较大的结构，特别是对于有预知薄弱层的结构，与阻尼器、耗能装置等联合使用能更好的提高结构的整体抗震能力。
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，必须采取有效措施提高结构抗震性能。
结构在地震作用下的破坏通常是水平变形过大引起结构倒坍，特别是象底层大空间结构这样底层为薄弱层的结构，结构抗震性能的好坏直接取决于底层结构抗震性能的优劣。现有技术在进行有预知薄弱层的结构如底层大空间结构设计时，为了满足结构抗震要求通常增设落地剪力墙来提高结构抗震性能，但剪力墙数目的增加限制了建筑的使用功能。为了更好地发挥底层大空间结构优良的使用功能，很多研究者提出了在底层设置阻尼器、耗能装置等措施以减少落地剪力墙的数量或完全取消剪力墙。在设计地震下这样处理是完全可以满足要求的，然而，地震发生的不确定性极高，一旦发生超过设计水平的地震时，这种结构还会产生超过设计的水平大变形，甚至倒坍。
为了避免这种灾害的发生，同时最大限度地发挥建筑的优良使用功能，开发一种对建筑使用功能影响小，又能限制结构大变形的限位装置是很有必要的。
发明内容
为了防止超过设计水平的地震引起结构超过设计水平的大变形，甚至倒坍等破坏问题，本实用新型提出了在结构中增设钢筋混凝土限位支撑1的解决方案。
本实用新型提供一种钢筋混凝土限位支撑，其特征在于，布置于框架结构中的刚度相对较弱的层，或者框支—剪力墙结构的底部，或者预知薄弱层结构的薄弱层；钢筋混凝土限位支撑1在上述结构中关于结构中心线对称布置；布置形式为X形，或者单根在单跨使用并在两跨中对称布置，或者和阻尼器、耗能装置联合使用并关于阻尼器、耗能装置的轴线八字形布置，参见附图1～3；
钢筋混凝土支撑1的下端与梁2、柱3在梁2柱3节点处连接，其三者轴线交于一点，为了保证钢筋混凝土限位支撑1与梁2柱3节点相连处受力状态接近于铰接，将受力筋6以30°～60°角弯起并使其在钢筋混凝土限位支撑1与梁2、柱3交点连线和钢筋混凝土限位支撑1轴线的交点相交；钢筋混凝土限位支撑1的上端与梁2柱3节点或梁2与耗能装置4的交汇处连接，与柱3或耗能装置4之间预留等于建筑抗震设计规范中规定的结构最大层间位移允许值的间隙d，在钢筋混凝土限位支撑1及梁2的底面预埋钢板9使钢筋混凝土限位支撑1与梁2之间为光滑面接触，以保证钢筋混凝土限位支撑1在工作前与梁2之间不传递水平力、工作时上端的受力状态接近于铰接。
本实用新型的钢筋混凝土限位支撑1在结构设计变形内不工作，即钢筋混凝土限位支撑1仅受自身的重力。结构在地震作用下，层间位移超过设计值时，钢筋混凝土限位支撑1发挥限位作用，承担水平力。根据钢筋混凝土限位支撑1所承担的水平力计算钢筋混凝土限位支撑1所受轴向压力，按轴心受压构件计算确定钢筋混凝土限位支撑1的截面尺寸与配筋。因在设计变形范围内，主体结构或阻尼器、耗能装置等消耗了大部分地震能量，并且引起超过设计变形的地震作用时间很短，故较少的钢筋混凝土限位支撑1数量即可满足结构限位的要求。因此，本实用新型能有效地限制结构在地震作用下层间位移超过设计值后的变形，防止结构因过大的水平变形而倒坍，且布置灵活，设计施工比较简单。
附图说明
图1是本实用新型在结构中以x字形应用示意图；
图2是本实用新型单根在单跨中应用示意图；
图3是本实用新型与耗能装置4联合使用示意图；
图4是本实用新型应用实例正面图；
图5是钢筋混凝土限位支撑1配筋图；
图6是图5中A-A剖面图；
图7是图5中B-B剖面图。
其中：1是钢筋混凝土限位支撑，2是梁，3是柱，4是耗能装置，5是钢筋混凝土延性柱耗能器，6是受力筋，7是构造筋，8是箍筋，9是预埋钢板。
具体实施方式
下面结合附图4～7详细说明本实用新型的一个具体实例。
本实用新型和钢筋混凝土延性柱耗能器5联合使用在某一底层大空间结构中的底层，该底层不设剪力墙按框架结构设计，参见附图4，结构层高3300mm，跨度4800mm。根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)规定可知结构在罕遇地震作用下最大层间位移允许值为66mm，设定钢筋混凝土限位支撑1在层间位移等于66mm时发挥作用。假定每根钢筋混凝土限位支撑1承担400KN水平力，混凝土等级为C40，受力筋6采用HRB400，构造筋7、箍筋8采用HRB335。通过计算设计钢筋混凝土限位支撑1的截面尺寸为200×200mm2，受力筋6为4 20，箍筋8为Ф8@150。为了保证钢筋混凝土限位支撑1下端铰接，将受力筋6以30°角弯起并使两侧受力筋6在钢筋混凝土限位支撑1与梁2、柱3交点连线和钢筋混凝土限位支撑1轴线的交点0点相交，钢筋混凝土限位支撑1轴线、柱3轴线及梁2轴线相交于一点，参见图5，受力筋6弯起后增加构造筋7为4Ф16，钢筋混凝土限位支撑1在0点的截面图A-A，参见图6，图中显示构造筋7、受力筋6的位置，图7显示受力筋6未弯起前的位置。钢筋锚固及搭接长度满足《建筑抗震设计规范》要求。钢筋混凝土限位支撑1上端的两端面预埋钢板9厚10mm，梁2及钢筋混凝土延性柱耗能器5的与之相对应的面也预埋钢板9厚10mm。

Claims (1)

1、一种钢筋混凝土限位支撑，其特征在于，布置于框架结构中的刚度相对较弱的层，或者框支—剪力墙结构的底部，或者预知薄弱层结构的薄弱层；钢筋混凝土限位支撑(1)在上述结构中关于结构中心线对称布置；布置形式为X形，或者单根在单跨使用并在两跨中对称布置，或者和阻尼器、耗能装置联合使用并关于阻尼器、耗能装置的轴线八字形布置；
钢筋混凝土限位支撑(1)的下端与梁(2)、柱(3)在梁(2)柱(3)节点处连接，其三者轴线交于一点，将受力筋(6)以30°～60°角弯起并使其在钢筋混凝土限位支撑与梁(2)、柱(3)交点连线和钢筋混凝土限位支撑(1)轴线的交点相交；钢筋混凝土限位支撑(1)的上端与梁(2)柱(3)节点或梁(2)与耗能装置(4)的交汇处连接，与柱(3)或耗能装置(4)之间预留等于建筑抗震设计规范中规定的结构最大层间位移允许值的间隙d，在钢筋混凝土限位支撑(1)及梁(2)的底面预埋钢板(9)使钢筋混凝土限位支撑(1)与梁(2)之间为光滑面接触。
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