一种框架结构体系制造技术

技术编号:3803452 阅读:232 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术公开一种新型的框架结构,旨在提供一种桁架式的抗侧力体系,该新型结构体系可大大降低柱的剪力和弯矩,柱以承受轴向力为主,充分发挥混凝土抗压强度高的优点。本发明专利技术是通过在上下楼层间设置斜向的拉杆,柱端与楼层采用半刚性连接或铰接,拉杆、柱与楼板形成桁架式的抗侧力体系,该体系耗能能力强,显著提高框架结构的延性,大大地提高建筑物在地震及风荷载作用下的抵抗破坏能力,避免建筑物在地震作用下发生倒塌,有效地保护人民生命财产安全。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种建筑结构体系,具体涉及一种框架结构体系,主要应用于建筑工程的 钢筋混凝土结构和钢一混凝土组合结构。
技术介绍
目前的钢筋混凝土结构或钢一混凝土组合结构中,有框架结构、剪力墙结构、框架一 剪力墙结构、框架一筒体结构、筒体结构、筒中筒结构。上述各类结构的各构件的相互连 接均采用刚性连接。 一般的多层及高层建筑中,由于框架结构、框架一剪力墙结构、框架 —筒体结构具有布置灵活、空间大,得到广泛的应用。普通框架结构的柱与梁板为刚性连接,为刚性抗侧力体系。根据有关专家学者的研究 结果,楼板的刚度很大,梁与板均配有钢筋,楼板的抗弯能力也很大,按目前我国的有关 结构设计规范进行的建筑结构设计,实际上并没有达到规范要求的"强柱弱梁"的结果, 具有很大的安全隐患。汶川大地震的调査结果表明,具有框架成分的结构(框架结构、框 架一剪力墙结构、框架一筒体结构),在地震作用下,结构主要是柱端发生破坏,而梁端很 少发生破坏,大量建筑物因柱破坏而发生倒塌,造成巨大的生命财产损失,建筑物没有真 正实现"强柱弱梁",与规范要求不符。众所周知,混凝土的抗压强度很高,但抗拉强度、抗剪强度均很低。因此,即使配置 再多的高强钢筋,柱的抗剪强度仍然有限,规范对截面做了限制,实际上控制了构件的抗 剪能力限值。因此,采用目前的结构形式,要实现"强柱弱梁",势必大大增加柱的截面尺寸及配筋 量,但同时带来以下几方面问题(1)大大增加建筑物成本;(2)影响建筑使用,减少有 效使用面积;(3)增加结构的重量及刚度,又进行一步增加地震作用,相当多的柱甚至成 为短柱,进一步增加建筑物成本。 专利
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点,提供一种框架结构体系,本专利技术结构简单、 施工方便、受力传力明确合理式,该结构体系可大大降低柱的剪力和弯矩,柱以承受轴向 力为主,充分发挥混凝土抗压强度高的优点,提高柱的承载力。有效地提高建筑物在地震3本专利技术目的通过以下技术方案来实现在普通的钢筋混凝土结构或钢一混凝土组合结构中, 一种框架结构体系,包括拉杆l、 柱3和楼板4,在上、下楼层间设置斜向的拉杆1,拉杆1的两端分别固定在上、下楼层的 梁柱节点2上,对拉杆l施加预应力,以调整结构侧向刚度。拉杆l可采用钢绞线、钢筋 或型钢,拉杆l、柱子3与楼板4形成桁架式的抗侧力体系。柱端33与楼板4采用半刚性连接或铰接,拉杆1也可锚固于楼板4与剪力墙8相交处。所述柱端33与楼板4的半刚性连接是指通过相对减少柱3与楼板4连接处的柱纵筋配 置数量等措施,使连接处的柱纵筋配置数量相对少于柱3的其余部位,使连接处的抗弯能 力低于柱3的其余部位,降低柱3与楼板4的连接强度,但连接处仍能承担一定的弯矩, 这种连接称为半刚性连接;所述的柱端33与楼板4的铰接是指将柱纵筋在柱端33与楼层 4连接处全部截断,于柱端33的截面中心处设置钢筋或型钢与楼板4相连,柱端33不承 担弯矩,只承担轴力,这种柱端33与楼层4的连接称为铰接。所述拉杆1的数量为相互交叉的两根或一根。所述的楼板4包括梁板式楼板和无梁式楼板。本专利技术相对现有技术具有以下优点及有益效果-1、 本专利技术将普通框架结构的刚性抗侧力体系改变为桁架式抗侧力体系,大大降低柱的 剪力和弯矩,柱以承受轴向力为主,充分发挥混凝土抗压强度高的优点,提高柱的承载力。 因此,在地震作用下,梁柱节点处不会发生柱端被弯、剪、压复合作用而破坏的情况,从 而达到了 "强柱弱梁"的效果。我国现行规范采用小震作用进行结构设计,即做到"小震 不坏",小震作用只相当于罕遇地震作用的1/4 1/6,"大震不倒"主要以构造措施来保证, 国内外的地震记录表明,事实上是很难保证的。采用本专利技术的结构形式,即使在罕遇地震 作用下,建筑物即使产生很大的位移,由于柱不破坏,建筑物不会倒塌,有效地保护人民 生命财产安全。2、 拉杆可采用高强度低松弛钢绞线或高强钢筋,变形能力大,疲劳强度高,拉杆与柱 及楼板形成的桁架式抗侧力体系,耗能能力强,大大提高框架结构的延性,有效地减少地 震作用对建筑物的影响。因此,本专利技术尤其适合应用于抗震设计的多层、高层建筑物,并 可替代普通结构的专门耗能装置的作用。3、 由于柱承受的弯矩、剪力很小,以承受轴向力为主,因此,柱的配筋可适当降低, 另外,采用高强度混凝土具有很大的优越性,可减少柱截面尺寸,减少混凝土用量,增加 建筑使用面积。4、 在水平荷载作用下,柱端弯矩很小,故水平荷载作用引起的梁端弯矩也很小,因此,梁端弯矩设计值会相应降低,减少梁端配筋。水平荷载产生的层剪力转化为桁架体系构件 的拉压力,利用了楼板的承压能力。5、 拉杆布置灵活,当某一层或若干层的刚度发生突变时,可通过拉杆的设置以改善, 效果显著,常规结构则相对很困难,有时甚至无能为力。6、 可通过施加预应力调整结构的侧向刚度。 附图说明图1是本专利技术的框架结构体系的结构示意图2是本专利技术的框架结构体系的整体结构示意图3是本专利技术应用于框架一剪力墙结构或框架一筒体结构的整体结构示意图4是本专利技术应用于建筑物局部层高增加的情况的结构示意图5是本专利技术应用于建筑物因局部大空间而楼层抽柱情况的结构示意图6是本专利技术应用于框架一剪力墙结构的示意其中拉杆l、梁柱节点2、柱3、柱端33、楼板4、半刚性连接5、铰接6、吊脚柱7、 剪力墙8。 具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。 实施例l:如图l、图2所示,本专利技术应用于钢筋混凝土框架结构,在上、下楼层间设置斜向的 拉杆1,拉杆1的两端分别固定在上、下楼层梁柱节点2上,通过对拉杆1施加预应力来 调整楼层侧向刚度。柱3与楼板4间连接采用半刚性连接,柱端33与楼板4的半刚性连接 是指通过减少柱3与楼板4连接处的柱纵筋配置数量,使连接处的抗弯能力低于柱3的其 余部位,降低柱3与楼板4的连接强度,但连接处仍能承担一定的弯矩,拉杆l可釆用高 强的钢绞线或高强钢筋,拉杆1、柱3与楼板4形成桁架式的抗侧力体系,拉杆1可隐藏 于隔墙内。 实施例2:如图3所示,本专利技术应用于框架一剪力墙结构或框架一筒体结构,在上、下楼层间设 置斜向的拉杆1,拉杆1的两端分别固定在上、下楼层梁柱节点2上,通过对拉杆1施加 预应力来调整楼层侧向刚度。柱3与楼板4间连接采用铰接,柱端33与楼板4的铰接是指 将柱纵筋在柱端33与楼层4连接处全部截断,于柱端33的截面中心处设置钢筋或型钢与楼板4相连,柱端33不承担弯矩,拉杆1可采用高强的钢绞线或高强钢筋,拉杆l、柱3 与楼板4形成桁架式的抗侧力体系。该桁架抗侧力体系与剪力墙或筒体共同抵抗水平荷载, 适合于高层、超高层建筑结构。 实施例3:如图4所示,本专利技术应用于建筑物局部层高增加导致楼层侧向刚度变小的情况,由于 建筑使用需要,局部楼层层高较高,造成该层侧向刚度薄弱,在该层设置斜向交叉的拉杆 1,增加楼层刚度,拉杆1的两端分别锚固于楼板4与剪力墙相交处,可通过调整拉杆1 的预应力来调整楼层侧向刚度。 实施例4:建筑物因局部大空间需要抽柱而盛开吊脚柱7,导致楼层侧向刚度变小,可以采用本 专利技术框架结构体系进行加固,如图5所示,在上、下楼层间设置斜向的拉杆1,来加强楼 层侧向刚度。拉杆1的两端分别固定在上、下楼层梁柱节点上,柱3与楼板4间连接采用 半刚本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种框架结构体系,其特征在于,包括拉杆(1)、柱(3)和楼板(4),于上、下楼层间设置斜向的拉杆(1),拉杆(1)的两端分别固定在上、下楼层的梁柱节点(2)上,对拉杆(1)施加预应力。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:陆观宏王湛
申请(专利权)人:华南理工大学
类型:发明
国别省市:81[中国|广州]

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