钢筋混凝土浇筑部件一体化不取出式夹心模具暗框架结构及制造方法技术

本发明专利技术提供一种钢筋混凝土部件浇筑一体化不取出式夹心模具暗框架结构，它是通过提高相同重量体积比下的惯性矩和等强度均匀承载性在减轻重量，以减少建筑整体的材料用量的条件下，满足承重抗震的性能的要求和降低建筑的制造成本的目的。另外，这种结构根据需要，可以设计它的刚性、弹性和塑性的阶段性承载性能和变化性能，以提高建筑的抗震和抗风载的能力。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术提供一种钢筋混凝土部件浇筑一体化不取出式夹心模具暗框架结构，下面简称为暗框架结构或暗框架，它的目的是在满足承重、抗震、抗裂耐久性的结构抗力性能要求下，减轻重量，以减少建筑整体的材料用量，降低建筑的制造成本。另外，这种结构根据需要，可以在一定程度上，设计它的弹性和塑性的阶段性承载性能、刚度和变化性能，以提高建筑的抗震和抗风载的能力。当前的建筑结构设计所依据的比较完善的理论是弹性理论和弹塑性理论，能够计算的形状主要是杆、刚架、桁架、板、板中的简单孔、等简单形状的受力、受力的变化过程和损坏的极限。由于对混凝土的承重性能认识得还不够全面，钢筋混凝土构件的基本性能的许多方面都建立在试验数据和统计数据特征的基础上。本专利技术是依据一些理论概念为基础进行推论，建立的概念型和基本制造方式的专利技术。因为，即便是以往的常规建筑设计的力学方法和计算解决问题的思路，也必须依托具体的工程实体。典型的经验公式，也要以众多具体类型的工程作为载体。它们的可操作性的应用实践，需要通过针对性的标准的试验获得数据，通过一般性的力学理论和统计分析建立通用的经验公式。钢筋混凝土结构的承载能力、刚度和抗裂性，通常是用极限状态和极限分析理论进行设计和计算的。极限状态概念主要是依靠试验数据。极限分析理论包括有理论力学、材料力学、结构力学、弹性力学，弹塑性力学等基本力学理论，及条带理论、塑性铰线理论和薄膜效应等的应用分析方法的理论。暗框架结构的初衷是通过在塑性铰线上布置增强杆件的方式，提高等强度的均匀承载性，和通过轻型夹心模具，提高结构的惯性矩，减轻实心结构的冗重，在相同重量条件下，提高相同结构的结构承载力和刚度。钢筋混凝土部件浇筑一体化不取出式夹心模具暗框架结构，是用不取出式夹心模具把任何几何形状、不规则形状或非标准结构，作为部件的形状和性能，浇筑结合成钢筋及其他增强筋料和混凝土的暗框架结构，其特征是，暗框架结构在“部件浇筑一体化”条件的协同下，可以是通过夹心模具把任何几何形状、不规则形状或非标准结构，作为部件的形状和性能，排除暗框架水平使用的板状结构的板面的钢筋水平间距之间不用夹心模具去空、只是梁肋间去空的情况，在带有钢筋等增强性筋料和混凝土的结构中浇筑结合在一起的混凝土混合框架结构。这种暗框架结构主要包括暗框架杆状结构，暗框架板状结构，暗框架杆状结构包括暗框架梁、柱、斜杆结构，暗框架板状结构包括暗框架剪力墙，暗框架楼盖，墙体，桥面，暗框架结构的杆件可以是有暗框架的，也可以是暗框架中的实心杆件。暗框架结构的斜向杆件可以按塑性铰线的方式布置。暗框架结构对于建筑结构较为具体的意义，可以是在“部件浇筑一体化”条件的协同下，排除暗框架楼盖的板面、梁肋间同时减空之外的情况，通过夹心模具，把刚架，桁架，拱，杆，板，壳的结构形状和性能，以任意其中几种排列组合的关系，在二维平面或三维立体空间上结合在一起的结构。部件的意义是整体结构一部分的意思。部件的具体意义可以是整体结构分地上与地下结构两部分，地上结构是整体结构的一个部件。浇筑是现场原位浇筑的意思。一体化是所有暗框架结构部件都联合浇筑在一起的意思。楼盖板面与梁肋同时减空的意思是出梁肋间有夹心模减空外，板面的钢筋的水平间距之间，还有夹心模具进行减空。塑性铰线以均布荷载塑性铰线为通常方式。对于剪力墙在水平剪力下均布荷载塑性铰线为通常方式。支撑方式以简支方式为计算的一般方式。简支方式以四边简支为主。由于，剪力墙是建筑结构特性较为全面的代表，承担剪力，轴力和弯矩全面性的抗力，比楼盖和其他板状构件的结构承载性能更全面，同时，在结构是上又相当成排的梁和柱子。所以，为了说明这种钢筋混凝土夹心模具暗框结构的全面特征，而又简单明了，避免对多种可能结构的相同之处的重复解释，本专利技术的说明选取剪力墙为典型结构和结合建筑实际结构便于理解的事例进行说明。剪力墙是高层建筑体系的必要组成部分。钢筋混凝土剪力墙是当今建筑类型中性能价格比最优良剪力墙。但是，实心钢筋混凝土剪力墙的沉重性，增加了钢筋混凝土建筑向高度发展的成本和技术困难，这是它的主要缺点之一。另外，实心钢筋混凝土剪力墙在能够承重的状态，往往，倾向于完全的刚性，这对于承受强烈地震的破坏是不利的。等强度均匀承载性概念，来源于材料力学的等强度梁的概念。暗框架结构通过对板面布置趋向等强度的杆件，以获得均匀承载的性能。塑性铰线理论认为，钢筋混凝土的结构杆件，在被破坏时，根据不同形状，会呈现出比较有规则的狭窄的屈服带。破坏首先在这些屈服带上发生。它也是有试验根据的。塑性铰线基本发生在受力物体的对称中线上。由于这种对于等截面均匀材质的结构受力的非均匀性特点，本专利技术提出了集中承载方式的结构特征，把暗框架的杆件，布置在塑性铰线上，以追求结构整体受力的真正均匀化，和重点增强化。薄膜效应的概念是，由已有的试验结果表明，在支撑边界受水平约束的条件下，混凝土板状结构构件的极限承载能力，将数倍于边界未受水平约束的板的极限承载能力。这种现象的原因是钢筋混凝土的板状结构，纯弯截面的中性轴，其位置在临界破坏时，非常接近于板的表面，因而，在纯弯矩的作用下，板中平面位于受拉区，它将产生拉变形。如果，这种中性轴不能离开板截面高度的中央，板将不能产生弯曲，这样不能产生变形破坏。而板的两个表面，由于边界条件的约束，支座的支撑，两个表面对应的拉压的反力正是在阻止中性轴的偏离。所以产生了比没有边界约束条件的板的自身拉压性能更大的承载能力。虽然，钢筋混凝土剪力墙中，布置的钢筋的比率很低，一般在百分之五以下，但是，在建筑的极限分析的设计上，认为它们是刚塑性体。混凝土是刚性部分，钢筋是刚塑性部分。但是，钢筋的承重性能，要比混凝土高数倍，因而，可以认为，在普遍的情况下，钢筋在抗力方面的重要性高于混凝土。这样，可以认为，钢筋和混凝土结合部分是钢筋混凝土结构的刚性和弹塑性的代表部分，钢筋混凝土结构的承载性能主要是由这部分承担的，所以，只要保留这部分的结构，去掉钢筋之间中间部位的纯混凝土部分，就会依然拥有主要的承载能力。如果，再加强对这部分结构的支持，这种结构的整体承载能力就会达到或超过实心钢筋混凝土剪力墙的承载能力。这是采用暗框架结构的一个理由。如果，认为钢筋是钢筋混凝土剪力墙的主要承载能力的因素，因而通过增加钢筋的用量，来提高承载能力，而增加了这种剪力墙的造价，也是没有实际价值的。所以，要在布筋率和用钢量相当的条件下提高这种剪力墙的性能，才能达到降低成本的目的。减少水平、垂直布筋的比率，增加其他方向的布筋，是一类方式。剪力墙在承受剪应力的时候，它的压力方面承受剪应力的能力，比拉力方面承受剪应力的能力一般来说要更强。这是钢筋和混凝土的材料的拉压比的性能造成的。所以，在一定的布筋率的条件下，适当增加拉筋比率，减少压筋比率，是增加剪力墙整体承载性能的可能方式。但是，单纯减少压筋，会减少剪力墙的竖向塑性，增加竖向的脆性折断的缺点。针对这种弱点，以矩形剪力墙为例，增加矩形的对角线的和斜向的承载力的布置，可以增加钢筋混凝土板的水平和垂直承载能力的联系，增加受拉性能与受压性能的相互支持，因而，能增加整体的承载能力。实心剪力墙产生的必要性，主要特点是施工简单和有强度。尤其是在高层建筑的上层，结构即要轻，又要有较强的抗力，砌体结构是不本文档来自技高网...

【技术保护点】
钢筋混凝土部件浇筑一体化不取出式夹心模具暗框架结构，下面简称暗框架结构或暗框架，暗框架结构是用不取出式夹心模具把任何几何形状、不规则形状或非标准结构，作为部件的形状和性能，浇筑结合成钢筋及其他增强筋料和混凝土的暗框架结构，其特征是，暗框架结构在“部件浇筑一体化”条件的协同下，可以是通过夹心模具把任何几何形状、不规则形状或非标准结构，作为部件的形状和性能，排除暗框架水平使用的板状结构的板面的钢筋水平间距之间不用夹心模具去空、只是梁肋间去空的情况，在带有钢筋等增强性筋料和混凝土的结构中浇筑结合在一起的混凝土混合框架结构，这种暗框架结构主要包括暗框架杆状结构，暗框架板状结构，暗框架杆状结构包括暗框架梁、柱、斜杆结构，暗框架板状结构包括暗框架剪力墙，暗框架楼盖，墙体，桥面，暗框架结构的杆件可以是有暗框架的，也可以是暗框架中的实心杆件，暗框架结构的斜向杆件可以按塑性铰线的方式布置，部件的意义是整体结构一部分的意思，浇筑是现场原位浇筑的意思，一体化是所有暗框架结构部件都联合浇筑在一起的意思。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘新方，
申请(专利权)人：刘新方，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]