[实用新型]一种变截面柱梁节点塑性铰

说明书

技术领域

本实用新型涉及土木工程的塑性铰技术领域，具体涉及一种变截面的柱梁节点塑性铰。

背景技术

介于我国是个多发地震的国家，因此建筑设计中进行抗震设防必不可少，在当下的抗震结构设计之中，一般都是按照“强柱弱梁”、“强剪弱弯”和“强节点弱构件”的理念去进行结构设计。但是从实际的地震来临建筑损坏的程度来看，往往出现如“强梁弱柱”的情况，主要是因为在一般的框架结构之中，梁由于上下板和墙的约束作用，以及同时现行抗震规范对于梁柱节点的构造规定，往往节点处钢筋分布多而密，承受了较大的承载力，所以在实际的情况下才会出现梁未被破坏反而柱端破坏而造成巨大损失的现实。

目前土木工程的塑性铰结构主要有：在安全性的保障下减少梁柱的配筋、将梁分为两段并在连接处加以阻尼器来减震或者在内部加以塑形耗能材料如高阻尼橡胶等等，这些措施也会产生在节点处强度不足、施工较麻烦以及经济性不高等缺点，虽然也能实现梁端先产生塑性铰破坏再使柱后破坏的情形，但是大面积推广较难。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于设计一种变截面柱梁节点塑性铰，通过地震下梁段塑性铰的作用，使得梁在柱之前破坏，保证整体结构的稳定性。

为了达到上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种变截面柱梁节点塑性铰，包括两个碳纤维柱1之间连接的弹力混凝土梁2，弹力混凝土梁2的跨中部位配置若干上下的主受力钢筋5，弹力混凝土梁2的中轴线配置的构造腰筋4横穿整个弹力混凝土梁2；弹力混凝土梁2靠近碳纤维柱1的两端上下各开一个能形成塑性铰的凹槽3。

所述的凹槽3距离碳纤维柱1的长度取弹力混凝土梁2有效高度H₀；凹槽3处塑性铰长度取弹力混凝土梁2的有效高度H₀的0.2～0.5。

所述的凹槽3的下端布置有弯曲筋6伸长至碳纤维柱1中进行锚固。

所述的弹力混凝土梁2靠近碳纤维柱1的两端配置加密箍筋7。

所述的弹力混凝土梁2靠近碳纤维柱1的两端以及跨中部位的均采用弹力水泥材料。

本实用新型的有益效果为：

碳纤维柱1加入与弹力混凝土梁2在节点处的强度与连接力，保证碳纤维柱1在地震下的稳定性；同时在靠近碳纤维柱1两侧与跨中部位的弹力混凝土梁2均采用弹性水泥材料制成，弹性混凝土比普通的混凝土抗裂性能高500倍，质量轻40％左右，而在凹槽3处的梁截面混凝土按照设计要求选择相对应的混凝土强度进行浇筑，通过利用弹性混凝土更大的强度来保证地震作用下，弹力混凝土梁2和碳纤维柱1连接节点处能承受较大的弯曲变形，凹槽3处变截面处梁首先形成塑性铰发生首要破坏。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作详细叙述。

参照图1，一种变截面柱梁节点塑性铰，包括两个碳纤维柱1之间连接的弹力混凝土梁2，弹力混凝土梁2的跨中部位按设计要求配置若干上下的主受力钢筋5，弹力混凝土梁2的中轴线配置的构造腰筋4横穿整个弹力混凝土梁2；弹力混凝土梁2靠近碳纤维柱1的两端上下各开一个能形成塑性铰的凹槽3。

所述的凹槽3距离碳纤维柱1的长度取弹力混凝土梁2有效高度H₀；凹槽3处塑性铰长度取弹力混凝土梁2的有效高度H₀的0.2～0.5。

所述的凹槽3的下端布置有弯曲筋6伸长至碳纤维柱1中进行锚固，防止凹槽3变截面处的弹力混凝土梁2在正常使用情况下发生较大的剪切变形。

所述的弹力混凝土梁2靠近碳纤维柱1的两端配置加密箍筋7，加密箍筋7来防止梁柱节点处的剪切破坏。

所述的弹力混凝土梁2靠近碳纤维柱1的两端以及跨中部位的均采用弹力水泥材料。

并本实用新型的工作原理为：

首先弹力混凝土梁2在上下凹槽3处的截面高度小于整体的截面高度，形成一个类似变截面，使得其在地震来临时作为一个塑性铰更容易在较大的弯曲变形下先断裂破坏，来保证弹力混凝土梁2先破坏，碳纤维柱1后破坏。

碳纤维柱1加大了节点处的强度与连接力，保证碳纤维柱1与连接节点在地震下的强度、稳定性；同时弹力混凝土梁2在靠近碳纤维柱1两侧与跨中部位的均采用弹力水泥材料，在凹槽3处梁混凝土按照设计要求选择相对应的水泥进行浇筑，利用弹力混凝土比普通的混凝土抗裂性能高强度大，重量轻且变形程度大、延弹性好的力学特性，使得在地震下弹力混凝土梁2跨中与端部部分能够形成较大的挠度变形，凹槽3处梁因为变截面而极限强度低于其余区域弹性混凝土的强度形成塑性铰直至发生破坏，使整根弹力混凝土梁2破坏，最终破坏碳纤维柱1，形成“强柱弱梁”。