[发明专利]具有钢管混凝土分肢组合异形柱及减震墙的装配框架体系

说明书

本发明公开了具有钢管混凝土分肢组合异形柱及减震墙的装配框架体系，属于建筑结构技术和结构抗震减震领域。该体系主要包括由圆钢管混凝土长柱焊接钢缀板并外部浇筑混凝土制成的预制角柱、预制边柱、预制中柱、钢筋混凝土梁、钢板墙、预制钢楼板、柱‑柱连接套筒、柱‑梁锚固件、中柱‑梁锚固件、梁‑板连接件、ECC后浇带等。使用柱‑柱连接套筒连接上下层钢管混凝土，柱‑梁锚固件、中柱‑梁锚固件与圆钢管混凝土长柱通过销钉连接预制，增强梁柱节点连接性能。在梁与墙两端设置ECC后浇带并上下贯通浇筑，提高结构体系的耗能能力和抗震性能。本发明实现了隐藏柱棱、建筑美观的功能，且建造工程简便快捷，施工效率高，节点连接稳定可靠，结构体系抗震性能良好。

技术领域

本发明涉及具有钢管混凝土分肢组合异形柱及减震墙的装配框架体系，属于新型建筑结构技术和结构抗震减震领域。

背景技术

异形柱指截面几何形状为L形、T形、十字形和一字形，且截面各肢的肢高与肢厚比不大于4的柱。异形柱框架体系是以异形柱代替传统的矩形柱作为竖向支承构件的框架体系，柱肢厚、梁宽度、和墙厚度尺寸相同，建筑美观，随着研究的深入，得到越来越多的推广应用。由于异形柱受到肢厚比和截面尺寸的限制，同时受到混凝土强度、配筋率的影响，钢筋混凝土异形柱承载力较低，轴压比限值过低，抗震性能不理想，使其发展受到限制。

钢管混凝土柱是在钢管中填充混凝土、使得钢管及其内部混凝土能共同承受外荷载作用的结构构件，提高了钢管的抗屈曲能力，同时发挥混凝土的三向应力作用，具有承载力高、韧性好等优点，同时抗震性能也较好，在高层建筑中应用越来越多。将钢管混凝土应用在异形柱中，充分结合了钢管混凝土柱和钢筋混凝土异形柱的优势，造型美观的同时，弥补钢筋混凝土异形柱承载力低、抗震性能不佳的缺陷，适用于现浇结构和装配式结构，具有广阔应用前景。

预制装配式结构是以预制构件为主要构件，经装配、连接、部分现浇而成的结构，运用工业化的生产模式，具有施工速度快、工程质量好、施工周期短、建筑垃圾少等诸多优点，符合建筑工业化、住宅产业化发展的方向，是实现绿色建筑、绿色施工的重要途径。将装配式技术应用于钢管混凝土组合异形柱框架体系中能凸显装配式施工的优势，并在结构承载力方面有足够的保障。

框架节点在结构中起着连接梁柱、传递和分配内力、协调结构构件之间的变形、保证结构整体性的作用。在地震作用下，节点是框架中最薄弱、最易受损的部位之一。装配式结构的节点既要承担连接又要传递内力、协调变形，对于如何提高预制装配式结构的抗震性能，减少地震对生命财产的损失仍是人们关心的一个议题。因此，如何在装配式结构中实现钢管混凝土组合异形柱的节点之间连接合理、施工方便、节点及整体抗震性能优良是决定其推广应用的重要因素。

工程用水泥基复合材料(ECC)是一种具有高延性、高韧性和多缝稳态开裂的特征的纤维增强水泥基复合材料。相比于混凝土，ECC材料具有超高的韧性以及更好的耗能能力和耐久性，可以很好地解决传统混凝土由于易脆性、弱拉伸性而导致的种种缺陷，在提高结构性能方面具有广阔的应用前景。如将装配式混凝土框架的部分后浇带使用ECC材料浇筑，提升结构性能并兼顾经济性，促进装配式混凝土框架在地震区的推广应用。

基于预制装配式结构常见的连接节点可靠性及结构抗震性能需求，本发明提出了含钢管混凝土分肢组合异形柱及耗能墙的框架体系，创新之处主要是由钢缀板连接圆钢管混凝土长柱作为异形柱骨架，外部浇筑混凝土，提高结构承载力、延性，增强耐火和耐腐蚀能力；结构的所有预制构件均可在工厂实现预制，实现施工效率的提高；增加柱-梁锚固件，加强节点连接性能；使用ECC材料贯通浇筑梁、墙后浇带，保证结构在正常使用状态下和地震作用下安全可靠。

发明内容