一种采用FRP管连接的装配式自复位框架体系制造技术

本发明专利技术公开了一种采用FRP管连接的装配式自复位框架体系，包括梁、柱、边柱节点和柱脚节点组成；梁采用钢梁、混凝土梁或FRP型材组合梁中的一种预制梁；柱采用后张法预应力混凝土、钢管混凝土或钢柱中的一种预制柱。装配方式为预制柱插入FRP型材管内并通过后张法预应力筋形成整体，预制梁端与节点钢管结构内核相连，外部套箍FRP管。结构振动时，FRP管可对预制梁、柱的端部进行约束，改善变形过程中梁、柱端部容许损伤能力；增强梁、柱转动刚度；改善框架体系自复位性能。

An Assembled Self-Resetting Frame System with FRP Pipe Connection

The invention discloses an assembled self-resetting frame system with FRP pipe connection, which comprises beams, columns, side column joints and column foot joints; beams adopt a prefabricated beam of steel beam, concrete beam or FRP composite beam; columns adopt post-tensioned pre-stressed concrete, concrete filled steel tube or a prefabricated column of steel column. The prefabricated column is inserted into FRP pipe and formed as a whole through post-tensioned prestressing tendons. The prefabricated beam end is connected with the inner core of the joint steel tube structure and the FRP pipe is hoisted externally. FRP pipe can restrain the end of prefabricated beams and columns during structural vibration, improve the allowable damage ability of the end of beams and columns during deformation, enhance the rotational stiffness of beams and columns, and improve the self-resetting performance of frame system.

【技术实现步骤摘要】
一种采用FRP管连接的装配式自复位框架体系
本专利技术设计一种采用FRP管连接的装配式自复位框架体系，适用于土木工程领域。
技术介绍
我国现行建筑抗震设计三水准设防目标为“小震不坏、中震可修、大震不倒”，其中“大震不倒”也是国际上比较通用的结构抗震设防目标。近年的地震震害表明，尽管传统抗震结构在地震过程中的表现满足“大震不倒”的设防要求，但是由于结构塑性铰区域的损伤常导致结构物出现难以修复的破坏，造成严重损失。实现结构震后的可恢复功能是未来的发展方向，目前可恢复功能结构主要包括摇摆结构，自复位结构和可替换构件结构，如摇摆框架、自复位桥墩、自复位剪力墙等，此类普遍所采用的技术理念是：弱化梁-柱节点或柱-基础连接，通过后张法预应力筋将各构件形成整体并实现自复位功能，通过外置阻尼器实现结构体系的耗能和层间位移控制。但现有研究也发现，摇摆结构中，存在摇摆主体构件在节点连接位置易损伤，且摇摆构件转动力学行为不易控制等问题。FRP可用于改善上述问题，目前针对FRP约束混凝土构件的力学性能、FRP约束机理的研究已比较全面，FRP增强结构相关技术已相对成熟，将FRP增强机制引入到自复位摇摆体系中，以改善自复位结构的工作性能，势必产生良好的效果。
技术实现思路
本专利技术提供一种采用FRP管连接的装配式自复位框架体系，改善构件易损性与提升构件转动力学性能。本专利技术采用的技术方案是：一种采用FRP管连接的装配式自复位框架体系，包括梁、柱、边柱节点和柱脚节点组成；梁采用钢梁、混凝土梁或FRP型材组合梁中的一种预制梁；柱采用后张法预应力混凝土、钢管混凝土或钢柱中的一种预制柱。边柱节点包括：FRP型材管、内部钢衬、外部环向FRP缠绕层；梁端FRP型材管；钢材承载/连接件、预应力筋锚孔，预制梁连接板；预制柱、预制梁、无粘结预应力筋；所述FRP型材管外部包裹有缠绕层，柱端FRP型材管内部设有钢材承载/连接件，预制柱一端插入预留梁端FRP型材管中，其中无粘结预应力筋通过预应力锚孔锚固于钢材承载/连接件上，实现预制柱拼装就位；预制梁通过梁连接板与钢材承载/连接件连接，外部套箍梁端FRP型材管，梁端FRP型材管与预制梁间的空隙可用砂浆填充料填充。柱脚节点包括：FRP型材管、外部环向FRP缠绕层；钢材锚板、锚筋；预制柱；基础；所述FRP型材管包裹预制柱柱脚部分，其内部涂抹树脂胶与柱相连，预制柱一端插入基础中，其内部无粘结预应力锚筋通过锚板将预制柱锚固于基础上，所述锚板通过锚筋与基础相连，实现预制柱拼装固定。本专利技术具有以下优点：1、本专利技术提高摇摆结构中构件端部易损，因FRP管和钢管的约束可提高主体构件强度与延性。2、本专利技术改善摇摆构件转动力学性能，因由于FRP管约束摇摆构件端部，可以增加构件的转动刚度，限制构件的水平错动。若FRP管内部设置适量的钢内衬，基于FRP线弹性以及钢材弹塑性，FRP-钢复合管可起到阻尼器的作用，可提高结构耗能能力。3、本专利技术具有良好的耐久性，因具有优越耐久性的FRP管将内部钢材连接件与外部环境相隔离，克服了钢管易锈蚀和的缺点。4、本专利技术施工方便，因FRP管截面与摇摆构件截面形状吻合，可形成承插式连接体系，可提高预制构件的安装定位精度，有利于增强施工和易性。附图说明图1为专利技术边柱节点示意图。图2为图1的A-A剖视图。图3为专利技术柱脚节点示意图。具体实施方式下面结合说明书附图1-3对本专利技术进一步详细说明。一种采用FRP管连接的装配式自复位框架体系，包括梁、柱、边柱节点和柱脚节点组成。梁采用钢梁、混凝土梁或FRP型材组合梁中的一种预制梁；柱采用后张法预应力混凝土、钢管混凝土或钢柱中的一种预制柱。参照图2所示，本专利技术第一种实施例提供的一种采用FRP型材套管连接的自复位结构边柱节点，包括：FRP型材管1、内部钢衬1.1、外部环向FRP缠绕层1.2；梁端FRP型材管2；钢材承载/连接件3、预应力筋锚孔3.1，预制梁连接板3.2；预制柱4、预制梁5、无粘结预应力筋5.1。所述FRP型材管1包裹内部钢材承载/连接件3，预制柱4一端插入预留梁端FRP型材管1中，其中无粘结预应力筋5.1通过预应力锚孔3.1锚固于钢材承载/连接件3上，实现预制柱拼装就位。预制梁5通过梁连接板3.2与钢材承载/连接件3连接，外部套箍梁端FRP型材管2，型材管2与预制梁间的空隙可用砂浆等填充料填充。参照图3所示，柱脚节点包括：FRP型材管1、外部环向FRP缠绕层101；钢材锚板20、锚筋30；预制柱40；基础50；所述FRP型材管10包裹预制柱40柱脚部分，其内部涂抹树脂胶与柱相连，预制柱40一端插入基础50中，其内部无粘结预应力锚筋30通过锚板20将预制柱锚固于基础50上，所述锚板20通过锚筋30与基础50相连，实现预制柱拼装固定。梁、柱端部承插至于FRP管内，梁柱具有一定转动及自复位能力。所述内核构件功能为连接梁、柱，可以由刚材或混凝土制成，满足承载力及刚度要求。所述节点内核部件按需求预留预应力穿筋孔道。所述节点FRP管可以由FRP拉挤型材管片拼装组成，通过外部环向FRP约束FRP管片套箍内核构件，也可以根据实际情况直接采用FRP拉挤型材管。管截面形状与预制梁柱截面形状吻合，以约束预制梁柱的侧向变形。所述节点FRP管其内部可以选择性设置钢材内衬，以增加管体刚度。所述节点FRP管拼装后，管内壁与预制梁、柱间可选择性设置填充材料，以调整管约束刚度。所述节点内核管是FRP管为可更换部件，损坏后可替换。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用FRP管连接的装配式自复位框架体系，其特征是：包括梁、柱、边柱节点和柱脚节点组成；梁采用钢梁、混凝土梁或FRP型材组合梁中的一种预制梁；柱采用后张法预应力混凝土、钢管混凝土或钢柱中的一种预制柱。

【技术特征摘要】
1.一种采用FRP管连接的装配式自复位框架体系，其特征是：包括梁、柱、边柱节点和柱脚节点组成；梁采用钢梁、混凝土梁或FRP型材组合梁中的一种预制梁；柱采用后张法预应力混凝土、钢管混凝土或钢柱中的一种预制柱。2.根据权利要求1所述的采用FRP管连接的装配式自复位框架体系，其特征是：边柱节点包括：FRP型材管(1)、内部钢衬(1.1)、外部环向FRP缠绕层(1.2)；梁端FRP型材管(2)；钢材承载/连接件(3)、预应力筋锚孔(3.1)，预制梁连接板(3.2)；预制柱(4)、预制梁(5)、无粘结预应力筋(4.1)；所述FRP型材管(1)外部包裹有缠绕层(1.2)，柱端FRP型材管(1)内部设有钢材承载/连接件(3)，预制柱(4)一端插入预留梁端FRP型材管(1)中，其中无粘结预应力筋(4.1)通过预应力锚孔(3.1)锚固于钢材承载/连接件(3)上，实现预制柱拼装就位；预制梁(5)通过梁连接板(3.2)与钢材承载/连接件(3)连接，外部套箍梁端FRP型材管(2)，梁端FRP型材管(2)与预制梁间的空隙可用砂浆填充料填充。3.根据权利要求1所述的采用FRP管连接的装配式自复位框架体系，其特征是：柱脚节点包括：FRP型材管(1)、外部环向FRP缠绕层(101)；钢材锚板(20)、锚筋(30)；预制柱(40)；基础(50)；所述FRP型材管(10)包裹预制柱(40)柱脚部分，其内部涂抹树脂胶与柱相连，预制柱(40)一端插入基础(50...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱春阳，王可心，魏明海，孙丽，刘海成，孙天娇，
申请(专利权)人：沈阳建筑大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21