一种BRB斜向和X型布置的干式连接装配式钢筋混凝土框架结构

摘要

一种BRB斜向和X型布置的干式连接装配式钢筋混凝土框架结构，由预制梁柱组合型构件(1)、预制梁(2)、预埋件连接板(3)、防屈曲支撑端部(4)、防屈曲支撑BRB(5)、柱‑柱连接节点(6)、梁‑梁柱组合型构件连接节点(7)组合而成，其特征在于预制梁柱组合型构件(1)与预制梁(2)以及梁柱组合型构件(1)之间均通过干式连接节点(6)和(7)连接构成装配式钢筋混凝土框架结构，在此基础上配置防屈曲支撑(5)，防屈曲支撑(5)通过预埋件连接板(3)和防屈曲支撑端部(4)与装配式钢筋混凝土框架结构组合成为整体。本发明解决现有装配式减震结构中干式连接节点强震下易破坏的缺陷，充分发挥减震构件BRB的承载力和地震中的耗能能力，同时，减震构件BRB可以在震后进行更换，具有功能的可恢复性，因此所提出的结构具有易装配、可更换、抗震性能好等优点，可以推动装配式混凝土结构的进一步发展。

说明书

技术领域

本发明涉及一种BRB斜向和X型布置的干式连接装配式钢筋混凝土框架结构，应用于装配式建筑结构，属于土木工程领域。

背景技术

装配式建筑具有生产效率高、建筑质量高、环境影响小等优点，受到了广泛的关注与应用。我国地处世界两大地震带即环太平洋地震带和欧亚地震带的交汇处，地震活动频繁，地震灾害严重。装配式混凝土框架结构在我国城市中应用广泛，一旦发生因地震作用导致的建筑结构倒塌，将会造成巨大的经济和人员伤亡，给社会带来难以估量的负面影响。为此，对装配式混凝土框架结构进行准确有效的抗震性能提升显得尤为重要。

连接节点是装配式结构不同于现浇结构的根本区别，根据与现浇节点受力性能的等同程度，装配式框架结构中连接节点大体分为等效现浇节点和装配式节点。等效现浇节点能够达到与现浇混凝土节点一致的整体性、刚度和承载力，采用等效现浇节点的结构可以达到或超过相应现浇节点的抗震性能。装配式节点彼此力学特性差别很大，节点的刚度要低于现浇或等效现浇节点，采用装配式节点的结构抗震性能有所不足。装配式节点主要包括焊接连接、螺栓连接和销钉连接等，这些连接由于不需要现场湿作业，也称作干式连接。

为了提高干式连接装配式框架结构抗震性能，CN109868897A提出了基于层间刚度需要布设防屈曲支撑的装配式混凝土框架结构，此结构中预制梁与预制柱之间的连接为干式连接，在大震及特大震情况下可能会先行发生破坏失效，进而导致所设定的减震构件(防屈曲支撑(BRB)或粘滞阻尼支撑)无法进一步发挥作用。尽管在CN109868897A中对梁、柱构件的预期塑性铰区采用SMA智能混凝土或ECC材料以及在梁柱端的节点区采用SMA智能混凝土，这种措施势必会增加工程造价。CN208380222U提出了一种梁中铰接的装配式混凝土减震框架结构体系，梁柱预制构件仍建议为干式连接，未解决梁、柱、减震构件三者节点的刚度问题，强震下梁柱节点会存在先行破坏而BRB无法进一步发挥作用的问题。尽管CN208380222U提出了在弯矩较大的梁柱节点区域进行整体预制，但由于强震作用下结构损伤演化复杂，如果不能准确预估弯矩较大的节点区域进行整体预制，也会产生梁柱节点会存在先行破坏而BRB无法进一步发挥作用的问题。另外，如果柱与半跨梁提前预制在一起，在梁跨度较大时将不利于配筋计算和吊装。为了克服种种不足，本发明提出一种BRB斜向和X型布置的干式连接装配式钢筋混凝土框架结构，从而提高结构的抗震性能，并保证其抗震鲁棒性。

发明内容

本发明的目的是提供一种BRB斜向和X型布置的干式连接装配式钢筋混凝土框架结构，解决现有装配式减震结构中干式连接节点强震下易破坏的缺陷，充分发挥减震构件BRB的承载力和地震中的耗能能力，同时，减震构件BRB可以在震后进行更换，具有功能的可恢复性，因此所提出的结构具有易装配、可更换、抗震性能好等优点，可以推动装配式混凝土结构的进一步发展。

本发明的技术方案：一种BRB斜向和X型布置的干式连接装配式钢筋混凝土框架结构，由预制梁柱组合型构件、预制梁构件、BRB、高强螺栓、预埋件组合而成；所述钢筋混凝土框架结构包括预制梁柱组合型构件和预制梁构件，所述预制梁柱组合型构件、梁构件包括混凝土和钢筋；所述预制梁柱组合型构件中的高度为结构层高，并在层高的中点处的预制一段梁，构成梁柱组合型预制件，此段梁的长度为a；所述预制梁构件长度为结构跨度l减去两倍的a；所述BRB包括芯板单元、填充材料、套筒及接头部分；所述BRB可通过节点板与梁柱焊接、销轴、螺栓连接等方式进行连接；所述节点板通过预埋件与梁柱经焊接方式进行连接。

所述预制梁、柱构件通过干式连接方式进行连接；所述干式连接为螺栓连接，但不限于此，还可包括焊接连接和销钉连接等。

所述预埋件为梁侧、柱侧的预埋钢质连接件，方式可为插筋式预埋件、对拉式预埋件等。

与现有技术相比，本发明的优点和有益效果在于：

1、梁、柱、BRB三者交汇处，梁柱连接部分提前预制在一起，构成梁柱组合型预制件，梁柱为刚接形式，梁柱刚节点能够保证强震下节点不破坏，保证BRB充分发挥作用；

2、所有构件均为干式连接，无现场湿作业，易于拼装，加快施工进度。震后BRB及预制梁端均可进行替换。

3、BRB可以灵活布置，不受限于结构层高和构件的自重。在层高较大时，可以根据抗震需要将BRB布置成X型。

附图说明：

图1是防屈曲支撑斜向布置的干式连接装配式钢筋混凝土框架结构示意图；

图2是防屈曲支撑与预制梁柱组合体的连接示意图；

图3是防屈曲支撑X型布置的干式连接装配式钢筋混凝土框架结构示意图；

图4是防屈曲支撑X型布置的连接构造示意图；

在附图1～附图4中，1为预制梁柱组合型构件；2为预制梁；3为预埋件连接板；4为防屈曲支撑端部；5为防屈曲支撑BRB；6为柱-柱连接节点；7为梁-梁柱组合型构件连接节点；8为预埋插筋；9为预埋焊板；10为防屈曲支撑连接板。

具体实施方式：

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

如图1-图4所示，本发明提出一种防屈曲支撑斜向和X型布置的干式连接装配式钢筋混凝土框架结构，由预制梁柱组合型构件1、预制梁2、预埋件连接板3、防屈曲支撑端部4、防屈曲支撑5、柱-柱连接节点6、梁-梁柱组合型构件连接节点7、预埋插筋8、预埋焊板9和防屈曲支撑连接板10共同构成，其特征在于预制梁柱组合型构件1与预制梁2以及梁柱组合型构件1之间均通过干式连接节点6和7连接构成装配式钢筋混凝土框架结构，在此基础上配置防屈曲支撑5，防屈曲支撑5通过预埋件连接板3和防屈曲支撑端部4与装配式钢筋混凝土框架结构组合成为整体。

所述的一种防屈曲支撑斜向和X型布置的干式连接装配式钢筋混凝土框架结构，防屈曲支撑5与预制梁柱组合型构件1连接，连接处的梁柱节点为固结节点。

所述预制构件连接节点为干式连接，如螺栓、焊接、销钉等形式，可加快施工进度。

所述防屈曲支撑5通过预埋件连接板3和预埋焊板9与预制梁柱组合型构件1连接。

所述防屈曲支撑布置方式为斜向和X型，适用于不同的抗震需求。

所述防屈曲支撑X型布置，其多个防屈曲支撑连接节点可采用图4的中防屈曲支撑连接板10进行连接。

上述防屈曲支撑斜向和X型布置的干式连接装配式钢筋混凝土框架结构实施方式，包括如下步骤：

(1)所述预制梁柱组合型构件1和预制梁2在预制厂进行预制，吊装到施工现场进行拼接。所述预制梁柱组合型构件1和预制梁2在施工现场通过干式连接方式进行拼接，如图1所示的螺栓连接，但不限于此，也可采用其他连接方式。

(2)所述预制梁柱组合型构件1中预埋有预埋插筋8和预埋焊板9，其中预埋插筋8焊接在预埋焊板9同一侧。所述防屈曲支撑通过工厂制作，在现场通过预埋件连接板3安装到装配式钢筋混凝土框架结构中。

上述防屈曲支撑斜向和X型布置的干式连接装配式钢筋混凝土框架结构，通过设置防屈曲支撑减小了地震作用下的响应和损伤。梁、柱、BRB三者交汇处，梁柱连接部分提前预制在一起，构成梁柱组合型预制件，梁柱节点为刚性连接形式，梁柱刚节点能够保证强震下节点不提前破坏，保证BRB充分发挥作用。所有构件均为干式连接，无现场湿作业，易于拼装，加快施工进度。震后BRB及预制梁端均可进行替换。BRB可以灵活布置，不受限于结构层高和构件的自重。在层高较大时，可以根据需要将BRB布置成X型。