一种重力与侧力分离的装配式消能结构体系及设计方法技术

本发明专利技术公开了一种重力与侧力分离的装配式消能结构体系及设计方法，结构体系包括装配式剪力墙和框架柱，在相邻的装配式剪力墙与框架柱之间安装有主梁，在相邻的框架柱与框架柱之间安装有主梁，在主梁、装配式剪力墙和框架柱构成的垂直于装配式剪力墙的楼板层上安装有次梁，在主梁跨中安装有金属阻尼器，在金属阻尼器的下方设置支撑。设计方法包括确定主梁、次梁和叠合板组合楼盖的设计方案，确定装配式剪力墙和框架柱的设计方案、金属阻尼器和支撑的设计方案、连接节点的设计方案。结构体系与设计方法可以将重力与侧力系统分离，便于构件的标准化设计与制作，降低工程成本，增强结构在地震作用下的耗能能力，提升结构的抗震安全性。安全性。安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种重力与侧力分离的装配式消能结构体系及设计方法


[0001]本专利技术涉及土木结构工程
，特别是指一种重力与侧力分离的装配式消能结构体系及设计方法。

技术介绍

[0002]装配式建筑由于施工快速、节能环保在实际工程中得到广泛应用。然而，现有的装配式建筑重力与侧力系统耦合在一起，梁柱等构件内力会随着楼层变化，不便于构件的标准化设计与制作，导致预制构件种类繁多、连接构造复杂、难以降低施工成本。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种重力与侧力分离的装配式消能结构体系及设计方法，现有的装配式建筑具有以下问题，装配式建筑重力与侧力系统耦合在一起，梁柱等构件内力会随着楼层变化，不便于构件的标准化设计与制作，预制构件种类繁多，结构复杂，成本高。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术的实施例提供如下方案：本专利技术实施例提供一种重力与侧力分离的装配式消能结构体系，包括装配式剪力墙和框架柱，在相邻的所述装配式剪力墙与所述框架柱之间安装有主梁，在相邻的所述框架柱与所述框架柱之间安装有主梁，在所述主梁、所述装配式剪力墙和所述框架柱构成的垂直于所述装配式剪力墙的楼板层上安装有次梁，在所述主梁跨中安装有金属阻尼器，在所述金属阻尼器的下方设置支撑。
[0005]优选地，所述装配式剪力墙布置在所述装配式消能结构体系的周围边角处。
[0006]优选地，所述装配式剪力墙布置在相邻的所述框架柱之间。
[0007]优选地，所述金属阻尼器包括上端板和下端板，在所述上端板和所述下端板之间设置有阻尼器翼缘，在一对所述阻尼器翼缘之间设置有阻尼器腹板和阻尼器加劲肋，所述上端板安装在所述主梁跨中处，所述下端板与与其相邻的所述框架柱之间安装有支撑。
[0008]优选地，在所述楼板层上铺设混凝土预制板，在所述混凝土预制板上浇筑混凝土。
[0009]优选地，在所述装配式剪力墙上远离所述框架柱一侧设置边缘约束构件，在所述装配式剪力墙上与所述主梁的连接处预留牛腿。
[0010]优选地，在所述装配式剪力墙的两侧设置有边缘约束构件，在所述装配式剪力墙上与所述主梁的连接处预留牛腿。
[0011]优选地，所述装配式剪力墙在工厂预制，所述装配式剪力墙采用钢板剪力墙、混凝土剪力墙或钢
‑
混凝土组合剪力墙。
[0012]优选地，在所述框架柱上设有牛腿，所述牛腿的腹板和所述主梁的腹板通过节点板连接，所述主梁的上下翼缘不焊接，所述次梁的上下翼缘不焊接。
[0013]本专利技术实施例提供一种重力与侧力分离的装配式消能结构体系设计方法，所述设计方法用于设计所述重力与侧力分离的装配式消能结构体系，所述设计方法包括：确定主梁、次梁和叠合板组合楼盖的设计方案，根据设计条件给定的竖向重力荷
载，设计叠合板组合楼盖的配筋，保证承载力和刚度符合规范要求，设计混凝土预制板的尺寸，按照简支组合梁设计主梁和次梁截面尺寸；确定装配式剪力墙和框架柱的设计方案，根据结构柱网和建筑布置需求确定装配式剪力墙选型和布置方案，按照层间位移角设计要求确定装配式剪力墙的截面尺寸，对装配式剪力墙的正截面受拉受压承载力和斜截面受剪承载力进行验算，验算框架柱的压弯承载能力；确定金属阻尼器和支撑的设计方案，金属阻尼器的剪切屈服承载力应介于多遇地震作用下的剪力设计值与设防地震作用下的剪力设计值之间，金属阻尼器的剪切极限承载力应小于周围结构构件屈服时金属阻尼器的剪力设计值，支撑为轴心受力构件，在侧向荷载作用下应保持在弹性状态且不发生失稳；确定连接节点的设计方案。
[0014]本专利技术的上述方案至少包括以下有益效果：上述方案中，重力与侧力分离的装配式消能结构体系将重力与侧力系统分离，通过梁端节点铰接实现重力系统和侧力系统的分离，重力系统主要包括主梁、次梁、框架柱和叠合板组合楼盖，竖向重力荷载首先作用在叠合板组合楼盖上，再依次传递到次梁和主梁上，最后再通过主梁传递到框架柱上；侧力系统主要包括装配式剪力墙、框架柱、金属阻尼器和支撑，其中装配式剪力墙因为刚度最大承担主要的侧向荷载，框架柱承担小部分侧向荷载，金属阻尼器多遇地震作用下不发生屈服，与支撑一起为结构提供额外的抗侧刚度，也承担一部分侧向荷载，在设防地震作用下发生屈服，耗散地震能量，提升结构的消能减震能力；主梁、次梁可实现标准化且节点构造简单，降低工程成本，设置消能减震构件增强结构在地震作用下的耗能能力，提升结构的抗震安全性。
[0015]重力与侧力分离的装配式消能结构体系设计方法可以将重力与侧力系统分离，便于构件的标准化设计与制作，降低工程成本，增强结构在地震作用下的耗能能力，提升结构的抗震安全性。
附图说明
[0016]图1为本专利技术的重力与侧力分离的装配式消能结构体系的结构示意图；图2为图1的A处的放大图；图3为图1的B处的放大图；图4为本专利技术的实施例一的重力与侧力分离的装配式消能结构体系的平面示意图，图中a表示铰接；图5为本专利技术的实施例一的重力与侧力分离的装配式消能结构体系的立面示意图一，包含装配式剪力墙、金属阻尼器和支撑；图6为本专利技术的实施例一的重力与侧力分离的装配式消能结构体系的立面示意图二，不包含装配式剪力墙、支撑和金属阻尼器；图7为本专利技术的实施例二的重力与侧力分离的装配式消能结构体系的平面示意图，图中a表示铰接；图8为本专利技术的实施例二的重力与侧力分离的装配式消能结构体系的立面示意图一，包含装配式剪力墙、金属阻尼器和支撑；
图9为本专利技术的实施例二的重力与侧力分离的装配式消能结构体系的立面示意图二，不包含装配式剪力墙、支撑和金属阻尼器；图10为本专利技术的重力与侧力分离的装配式消能结构体系设计方法的流程图。
[0017]附图标记：1、主梁；2、次梁；3、框架柱；4、装配式剪力墙；5、叠合板组合楼盖；6、混凝土预制板；7、金属阻尼器；71、上端板；72、下端板；73、阻尼器翼缘；74、阻尼器加劲肋；75、阻尼器腹板；8、支撑；9、栓钉；10、节点板；11、牛腿；12、边缘约束构件。
具体实施方式
[0018]下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0019]实施例一如图1~图6所示的，本实施例提供一种重力与侧力分离的装配式消能结构体系，包括装配式剪力墙4和框架柱3，装配式剪力墙4布置在装配式消能结构体系的周围边角处，以增强装配式消能结构体系的整体抗扭转刚度。在相邻的装配式剪力墙4与框架柱3之间安装有主梁1，在相邻的框架柱3与框架柱3之间安装有主梁1，在主梁1、装配式剪力墙4和框架柱3构成的垂直于装配式剪力墙4的楼板层上安装有次梁2，在主梁1跨中安装有金属阻尼器7，在金属阻尼器7的下方设置支撑8。在楼板层上铺设混凝土预制板6，具体地，在楼板层上，相邻构件围成的区域内铺设混凝土预制板6，具体地，在相邻主梁1与次梁2、次本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种重力与侧力分离的装配式消能结构体系，其特征在于，包括装配式剪力墙和框架柱，在相邻的所述装配式剪力墙与所述框架柱之间安装有主梁，在相邻的所述框架柱与所述框架柱之间安装有主梁，在所述主梁、所述装配式剪力墙和所述框架柱构成的垂直于所述装配式剪力墙的楼板层上安装有次梁，在所述主梁跨中安装有金属阻尼器，在所述金属阻尼器的下方设置支撑。2.根据权利要求1所述的重力与侧力分离的装配式消能结构体系，其特征在于，所述装配式剪力墙布置在所述装配式消能结构体系的周围边角处。3.根据权利要求1所述的重力与侧力分离的装配式消能结构体系，其特征在于，所述装配式剪力墙布置在相邻的所述框架柱之间。4.根据权利要求1所述的重力与侧力分离的装配式消能结构体系，其特征在于，所述金属阻尼器包括上端板和下端板，在所述上端板和所述下端板之间设置有阻尼器翼缘，在一对所述阻尼器翼缘之间设置有阻尼器腹板和阻尼器加劲肋，所述上端板安装在所述主梁跨中处，所述下端板与与其相邻的所述框架柱之间安装有支撑。5.根据权利要求1所述的重力与侧力分离的装配式消能结构体系，其特征在于，在所述楼板层上铺设混凝土预制板，在所述混凝土预制板上浇筑混凝土。6.根据权利要求2所述的重力与侧力分离的装配式消能结构体系，其特征在于，在所述装配式剪力墙上远离所述框架柱一侧设置边缘约束构件，在所述装配式剪力墙上与所述主梁的连接处预留牛腿。7.根据权利要求3所述的重力与侧力分离的装配式消能结构体系，其特征在于，在所述装配式剪力墙的两侧设置有边缘约束构件，在所述装配式剪力墙上与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵鹤，刘晓刚，陶慕轩，岳清瑞，陈洪兵，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：