一種自定心預應力混凝土框架樓板結構的製作方法
2023-05-04 12:25:01
專利名稱：一種自定心預應力混凝土框架樓板結構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種框架樓板結構，具體來說，涉及一種自定心預應力混凝土框架樓板結構。
背景技術：
傳統的現澆混凝土框架樓板結構，是將樓板和梁進行現澆連接。具體來說，自定心預應力混凝土框架包括N個水平布置的跨，N為大於I的整數，每個跨包括呈矩形布置的四根主梁、M根次梁，M為大於I的整數，四個框架柱和樓板，主梁通過預應力鋼絞線連接在相鄰的兩個框架柱之間，次梁連接在相對的兩根主梁之間，樓板位於主梁和次梁的上方。相鄰的跨之間共用一根主梁和兩個框架柱。對於自定心混凝土框架來說，若採用現澆混凝土樓板結構，則樓板和主梁之間，以及樓板和次梁之間均採用現場澆注混凝土的方式進行固定連接。當該固定方式的混凝土框架樓板結構在地震作用下，主梁和框架柱界面發生分離時， 樓板會約束主梁和框架柱界面的開合行為。若現澆混凝土樓板提供的約束力較強，不發生明顯的破壞，則會對框架產生很大的約束力，並破壞自定心預應力框架梁柱節點的自定心能力，從而影響整體結構的抗震性能。
發明內容技術問題本實用新型所要解決的技術問題是提供一種自定心預應力混凝土框架樓板結構，該混凝土框架樓板結構可以在單向地震作用下，減少自定心預應力混凝土框架因樓板約束效應造成的損傷，從而減少震後修復的代價。技術方案為解決上述技術問題，本實用新型的自定心預應力混凝土框架樓板結構，該混凝土框架樓板結構包括N個水平布置的跨，N為大於I的整數，每個跨包括四根主梁、M根次梁，M為大於I的整數，四個框架柱和樓板，主梁通過預應力鋼絞線連接在相鄰的兩個框架柱之間，主梁和框架柱組成矩形框架，次梁連接在相對的兩根主梁之間，樓板位於主梁和次梁的上方；相鄰的跨共用一根主梁和兩個框架柱，在所述的N個跨的一個跨中，次梁，以及與次梁相連接的兩根主梁分別通過緊固裝置與樓板固定連接，其餘兩根主梁通過滑移裝置與樓板連接，並且該兩根主梁和樓板通過滑移裝置可相對滑動；在餘下的各跨中，主梁和次梁分別通過滑移裝置與樓板連接，並且主梁和次梁分別通過滑移裝置與樓板可相對滑動。有益效果與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果I.在單向地震動作用下，減少自定心預應力混凝土框架因樓板約束效應造成的損傷。本實用新型的技術方案中，在組成混凝土框架樓板結構的多個跨中，在任意一個跨中，將次梁和兩根主梁分別與樓板固定連接，在剩餘的其他跨中，次梁和主梁分別與樓板可相對滑動。自定心預應力混凝土框架在單向地震動作用下，主梁和框架柱的接觸面發生張開行為時，樓板隨著與其固定連接的主梁和次梁一起做水平運動，並在其他跨上產生相對滑動，混凝土框架樓板基本仍處於彈性範圍。地震作用後，框架結構在鋼絞線預應力的作用下回復到原先的豎向中心位置(自定心)，從而大大減小混凝土框架樓板結構在地震作用下的殘餘變形。採用本實用新型的自定心預應力混凝土框架樓板結構，在單向地震動結束後，由於主梁、次梁和框架柱的變形可控制在彈性範圍內，所以混凝土框架樓板結構無損，從而減少震後修復的代價。2.結構造價低。本實用新型中的構 件可以在工廠預製，然後現場組裝，有利於加快施工進度、保證質量和減少人工成本。
圖I為本實用新型的伸展變形圖。圖2為本實用新型的平面示意圖。圖3為圖2的A-A剖面。圖4為圖2的B-B剖面。圖5為圖2的C-C剖面。圖6為圖2的D-D剖面。圖中有1.跨，2.主梁，3.次梁，4.框架柱，5.樓板；6.緊固裝置，7.滑移裝置，
8.抗剪銷釘，9.水泥砂漿找平層，10.上滑移板；11.下滑移板。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的技術方案進一步詳細說明。如圖I至6所示，本實用新型的一種自定心預應力混凝土框架樓板結構，該混凝土框架樓板結構包括N個水平布置的跨1，N為大於I的整數，例如N可以為2、3或4。在圖2中，N為2。每個跨I包括四根主梁2、M根次梁3，M為大於I的整數，四個框架柱4和樓板
5。主梁2通過預應力鋼絞線連接在相鄰的兩個框架柱4之間，主梁2和框架柱4組成矩形框架。次梁3連接在相對的兩根主梁2之間。樓板5位於主梁2和次梁3的上方。在一個跨I中，次梁3的數量依據工程實際需要而定。在圖2中，採用兩根次梁3。跨與跨之間的連接採用共用結構的形式。如圖2所示，相鄰的跨I共用一根主梁2和兩個框架柱4。在N個跨I的一個跨中，次梁3，以及與次梁3相連接的兩根主梁2分別通過緊固裝置6與樓板5固定連接；其餘兩根主梁2通過滑移裝置7與樓板5連接，並且該兩根主梁2和樓板5通過滑移裝置7可相對滑動。在餘下的各跨中，主梁2和次梁3分別通過滑移裝置7與樓板5連接，並且主梁2和次梁3分別通過滑移裝置7與樓板5可相對滑動。安裝時，用工廠預製的鋼筋混凝土框架主梁2、次梁3和框架柱4，經現場吊裝就位，將預應力鋼絞線穿過主梁2和框架柱4中預留的孔道，進行框架主梁2的預應力張拉。之後，將工廠預製的鋼筋混凝土樓板5以抗剪銷釘8固定連接在預應力框架的一個跨的次梁和兩根主梁上。為保證自定心框架不受樓板5的約束，在自定心框架的其他跨的主梁和次梁上設置水平滑移裝置7。自定心預應力混凝土框架樓板結構是一種新型的結構體系，框架主梁2通過水平設置的預應力鋼絞線和框架柱4結合在一起，剪力由主梁2和框架柱4之間接觸面上的摩擦力或耗能元件承擔。當地震作用增大到一定程度時，主梁2和框架柱4的接觸面將會張開。隨著主梁2和框架柱4的接觸面的張開，主梁2端面的角鋼、摩擦件等耗能構件率先進入塑性狀態以實現耗能。同時，樓板5內的縱向鋼筋可以作為抵抗主梁2兩端的負彎矩用。樓板5隨著與其固定連接的預應力框架的主梁2和次梁3 —起做水平運動，並在其他跨上產生相對滑動，混凝土框架樓板基本仍處於彈性範圍。地震作用後，與樓板5固定連接的次梁3和主梁2在鋼絞線預應力的作用下回復到原先的豎向中心位置(自定心)，從而消除混凝土框架樓板結構在地震作用下的殘餘變形，並且由主梁2、次梁3和框架柱4組成的混凝土框架樓板結構的主體部件的變形可控制在彈性範圍內，即混凝土框架樓板結構無損。本實用新型採用的技術方案克服了自定心預應力混凝土框架樓板結構中樓板5對框架的約束效應問題，減少(或避免)因樓板5對自定心預應力框架梁柱節點，即對主梁2和框架柱4之間的節點的約束而削弱自定心混凝土框架的震後自動復位功能，有效地消除或減少了結構的殘餘變形，減少了震後修復的代價。 所述的緊固裝置6可以有多種結構。如圖3和圖5所示，本實用新型採用的緊固裝置6包括抗剪銷釘8和水泥砂漿找平層9。水泥砂漿找平層9固定連接在次梁3和樓板5之間，或者固定連接在主梁2和樓板5之間。抗剪銷釘8穿過水泥砂漿找平層9，抗剪銷釘8的兩端分別位於主梁2和樓板5中，或者抗剪銷釘8的兩端分別位於次梁3和樓板5中。這樣，採用緊固裝置6連接的主梁2和樓板5會一起移動；採用緊固裝置6連接的次梁3和樓板5會一起移動。所述的滑移裝置7可以有多種結構。如圖4和圖6所示，本實用新型採用的滑移裝置7包括上滑移板10和下滑移板11。上滑移板10固定連接在樓板5的底面，下滑移板11固定連接在主梁2或次梁3的頂面，並且下滑移板11的面積小於上滑移板10的面積，上滑移板10覆蓋整個下滑移板11。這樣，上滑移板10和樓板5固定連接，主梁2或次梁3和下滑移板11固定連接。當樓板5與主梁2或次梁3之間產生相對移動時，上滑移板10和下滑移板11之間就會產生相對滑動。下滑移板11的面積小於上滑移板10的面積，可以保證下滑移板11和上滑移板10可自由的產生相對滑移。所述的上滑移板10和下滑移板11的厚度之和等於水泥砂漿找平層9的厚度。這樣可以保證整個框架平面內的樓板5在同一高度。由於上滑移板10和下滑移板11之間會產生相對滑動，所以，為減小摩擦效應，下滑移板11和上滑移板10分別採用聚四氟乙烯材料製成。這樣，下滑移板11和上滑移板10
更容易產生相對滑動。
權利要求1.一種自定心預應力混凝土框架樓板結構，該混凝土框架樓板結構包括N個水平布置的跨(1)，N為大於I的整數，每個跨(I)包括四根主梁(2)、M根次梁(3)，M為大於I的整數，四個框架柱(4)和樓板(5)，主梁(2)通過預應力鋼絞線連接在相鄰的兩個框架柱(4)之間，主梁(2)和框架柱(4)組成矩形框架，次梁(3)連接在相對的兩根主梁(2)之間，樓板(5)位於主梁(2 )和次梁(3 )的上方；相鄰的跨(I)共用一根主梁(2 )和兩個框架柱(4)，其特徵在於，在所述的N個跨(I)的一個跨中，次梁(3)，以及與次梁(3)相連接的兩根主梁(2)分別通過緊固裝置(6 )與樓板(5 )固定連接，其餘兩根主梁(2 )通過滑移裝置(7 )與樓板(5 )連接，並且該兩根主梁(2)和樓板(5)通過滑移裝置(7)可相對滑動；在餘下的各跨中，主梁(2)和次梁(3)分別通過滑移裝置(7)與樓板(5)連接，並且主梁(2)和次梁(3)分別通過滑移裝置(7)與樓板(5)可相對滑動。
2.按照權利要求I所述的自定心預應力混凝土框架樓板結構，其特徵在於，所述的緊固裝置(6)包括抗剪銷釘(8)和水泥砂漿找平層(9)，水泥砂漿找平層(9)固定連接在次梁(3)和樓板(5)之間，或者固定連接在主梁(2)和樓板(5)之間；抗剪銷釘(8)穿過水泥砂漿找平層(9)，抗剪銷釘(8)的兩端分別位於主梁(2)和樓板(5)中，或者抗剪銷釘(8)的兩端分別位於次梁(3)和樓板(5)中。
3.按照權利要求I或2所述的自定心預應力混凝土框架樓板結構，其特徵在於，所述的滑移裝置(7 )包括上滑移板(10 )和下滑移板(11)，上滑移板(10 )固定連接在樓板(5 )的底面，下滑移板(11)固定連接在主梁(2)或次梁(3)的頂面，並且下滑移板(11)的面積小於上滑移板(10 )的面積，上滑移板(10 )覆蓋整個下滑移板(11)。
4.按照權利要求3所述的自定心預應力混凝土框架樓板結構，其特徵在於，所述的上滑移板(10)和下滑移板(11)的厚度之和等於水泥砂漿找平層(9)的厚度。
5.按照權利要求3所述的自定心預應力混凝土框架樓板結構，其特徵在於，所述的下滑移板(11)和上滑移板(10)分別採用聚四氟乙烯材料製成。
專利摘要本實用新型公開了一種自定心預應力混凝土框架樓板結構，包括N個水平布置的跨，每個跨包括四根主梁、M根次梁，四個框架柱和樓板，主梁通過預應力鋼絞線連接在相鄰的兩個框架柱之間，次梁連接在相對的兩根主梁之間，樓板位於主梁和次梁的上方；相鄰的跨共用一根主梁和兩個框架柱，在N個跨的一個跨中，次梁，以及與次梁相連接的兩根主梁分別通過緊固裝置與樓板固定連接，其餘兩根主梁通過滑移裝置與樓板連接；在餘下的各跨中，主梁和次梁分別通過滑移裝置與樓板連接。該混凝土框架樓板結構可以在單向地震作用下，減少自定心預應力混凝土框架因樓板約束效應造成的損傷。
文檔編號E04B1/98GK202390978SQ20112053737
公開日2012年8月22日 申請日期2011年12月21日 優先權日2011年12月21日
發明者宋良龍, 郭彤 申請人:東南大學