[发明专利]一种采用预应力钢棒和内芯弯曲式防屈曲支撑的装配式板柱体系

说明书

本发明公开了一种采用预应力钢棒和内芯弯曲式防屈曲支撑的装配式板柱体系，属于建筑结构技术和结构抗震减震领域。该体系主要包括预制柱，预制楼板，预制墙板，预应力混凝土用钢棒，预应力锚具，内芯弯曲式防屈曲支撑，保温隔音墙板，外墙板，内芯弯曲式防屈曲支撑和保温隔音墙板之间的空隙，柱‑墙连接件等。预应力锚具设置在柱角，预应力混凝土用钢棒在预制楼板内的预应力孔道中，板柱节点通过预应力混凝土用钢棒和预应力锚具连接。预制墙板内设置内芯弯曲式防屈曲支撑，提高结构抗侧刚度和承载力，同时增强体系耗能能力。本发明实现了全干式施工，省去湿法作业，施工简便，预制率高，板柱节点稳定可靠，而且结构体系抗震性能良好。

技术领域

本发明涉及一种采用预应力钢棒和内芯弯曲式防屈曲支撑的装配式板柱体系，利用预制楼板中的预应力混凝土用钢棒为结构施加预应力，并实现板柱干式连接，在地震作用下，内芯弯曲式防屈曲支撑可以有效耗散能量，显著改善传统预应力装配式板柱结构的施工效率和抗震性能。属于新型建筑结构技术和结构抗震减震领域。

背景技术

近年来，随着建筑工业化和住宅产业化的推进，装配式混凝土结构在我国取得了较快发展和广泛的应用。预应力装配式板柱结构可以有效降低层高，经济效益较好，布局灵活，便于分隔建筑空间，有利于向大开间方向发展，预应力可以有效延缓楼板裂缝出现，减小裂缝宽度和结构在使用阶段出现的挠度，同时施工工期短，节能环保，符合国家绿色建筑和建筑节能减排的要求。

装配式板柱节点连接方法是限制该结构进一步推广的关键问题和核心难题。地震发生时，板柱节点需要传递不平衡弯矩，因此板柱节点在地震作用下容易发生节点开裂及冲切破坏，甚至造成结构倒塌。传统预应力装配式板柱节点通过设置贯穿柱和楼板的预应力筋及后浇细石混凝土的方式实现连接，在板柱之间形成摩擦节点，当遭遇强烈地震时，预制柱与板之间会发生相对转动，使板柱节点接触界面发生不平衡接触，混凝土预制柱在节点处所受的水平压力不在同一作用面上，产生截面上的不平衡弯矩，从而导致节点开裂甚至退出工作，因此传统预应力装配式板柱节点连接方式传力稳定性较差，存在安全隐患。

为了改进传统装配式板柱节点的不足，本发明提出采用预应力混凝土用钢棒进行装配式板柱构件连接。预应力混凝土用钢棒（简称PC钢棒）是由日本于20世纪60年代开发的一种技术含量很高的预应力钢材。由于它具有高强度韧性、低松弛性、与混凝土握裹力强，良好的可焊接性、镦锻性、节省材料（如φ11mmPC钢棒可代替φ20mm热轧钢筋）等特点，在国外已被广泛应用于60m以下高层房屋建筑立柱、桥基立柱、高强的与应力或凝土离心管桩、电杆、高架桥墩、铁路轨枕等预应力构件中。本发明提出的体系在预制柱中设置锚具，与楼板预应力孔道中的预应力混凝土用钢棒进行连接，并为结构施加预应力，充分发挥预应力混凝土用钢棒的优良性能，保证节点传力稳定。

对于板柱结构，设置斜向支撑是增强结构的抗侧刚度和承载力的有效手段。普通支撑在受压时容易发生屈曲，刚度和承载力急剧下降，实际工程中多使用防屈曲支撑。传统防屈曲支撑能保证支撑在受压与受拉时不屈曲，与传统支撑相比具有更稳定的力学性能，经过合理设计的防屈曲支撑可具有高刚度和良好的滞回耗能能力，但这种防屈曲支撑往往屈服力较高，在设计地震（小震或中震）下只提供刚度而不耗能，有必要提出新型耗能防屈曲支撑。

有鉴于此，本发明提出的一种采用预应力钢棒和内芯弯曲式防屈曲支撑的装配式板柱体系，设置内芯弯曲式防屈曲支撑，钢支撑沿长度方向呈曲线型，面外有微弯曲，外裹砂浆，支撑屈服力低，容易屈服耗能，综合利用砂浆和保温隔音板实现支撑防屈曲失稳，保证支撑耗能能力。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用预应力钢棒和内芯弯曲式防屈曲支撑的装配式板柱体系，保证板柱节点传力稳定，同时采用干法施工，省去混凝土养护时间，缩短工期，防屈曲支撑提高结构抗侧刚度和承载力，在地震作用下，支撑耗散大量能量，从而提高体系的抗震性能。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：