[实用新型]可提高结构综合抗倒塌能力的钢筋混凝土框架梁结构

说明书

本实用新型公开了一种可提高结构综合抗倒塌能力的钢筋混凝土框架梁结构，包括：多个立柱、设置于钢筋混凝土框架梁结构顶部和底部的多组钢筋组件和梁中部腰筋，多组钢筋组件的每组钢筋组件设置于相邻立柱之间，每组钢筋组件中的的套筒变形释放装置位于或临近钢筋混凝土框架梁结构在竖向载荷作用下的弯矩最小处。该结构在正常使用时，不会对安全性造成影响；在地震荷载作用下可在一定程度上使结构形成“强柱弱梁”的破坏模式，提高结构抗地震倒塌能力，同时在接近倒塌时，梁中承载力会二次上升，进一步提高结构抗地震倒塌能力；在爆炸等荷载作用下结构发生局部柱子失效时，可在一定程度上增大结构的悬链线竖向拉结抗力，提高结构的防连续倒塌能力。

技术领域

本实用新型涉及土木建筑技术领域，特别涉及一种可提高结构综合抗倒塌能力的钢筋混凝土框架梁结构。

背景技术

房屋、桥梁等结构的垮塌是灾害中造成严重人员伤亡和巨大经济损失的直接原因。当前，基于可预期荷载下结构安全的设计方法已较为成熟，但仍难以避免极端灾害中的结构垮塌。然而，极端灾害难以预知，荷载形式多样，单一考虑某种荷载工况的抗倒塌设计很容易出现“按下葫芦浮起瓢”的情况。例如，在梁中增加拉结筋可提高结构的抗连续倒塌能力，但会使大震中“强柱弱梁”的破坏模式难以实现，从而增加了地震倒塌的可能性。因此，“如何提高结构在不同灾害荷载下的综合抗倒塌能力？”成为亟待解决的理论和技术问题。对于钢筋混凝土框架结构，强震作用下的倒塌和局部破坏引起的竖向连续倒塌是主要的灾害破坏形式。

钢筋混凝土框架结构的“大震不倒”设计主要依靠结构破坏模式控制和构件耗能，即形成“强柱弱梁”机制，使整个结构中有尽可能多的构件形成塑性铰来耗散地震能量，避免框架柱端屈服而造成倒塌。但是实际震害调查发现：绝大多数经过“强柱弱梁”设计的钢筋混凝土框架在地震中并没有实现“强柱弱梁”的屈服机制，从而造成了严重的破坏和倒塌，损失惨重。相关研究表明，由于楼板现浇、超量实配、填充墙等实际工程因素，当前设计方法和构造形式很难保证“强柱弱梁”屈服机制形成。钢筋混凝土框架“大震不倒”设计的核心就是控制结构破坏模式，因此怎样真正在结构中实现“强柱弱梁”成为钢筋混凝土框架结构设计的一个难题。

连续倒塌是指结构遭受小范围初始破坏后发生与初始破坏不成比例的连锁破坏。随着工程结构规模的越来越大，结构连续倒塌不仅会造成严重的人员伤亡和财产损失，还会带来极大的社会影响。钢筋混凝土框架结构发生竖向连续倒塌是最常见的灾害破坏形式，我国2010版的《混凝土结构设计规范》已将此纳入设计要求。钢筋混凝土框架结构竖向连续倒塌过程中框架梁板经历了受压拱机制-弯曲机制-悬链线机制，最终控制竖向连续倒塌极限荷载的是悬链线的拉结能力，在梁板中增加连续拉结筋是当前提高钢筋混凝土框架抗倒塌能力的主要方法。但这必然会增强梁的抗弯能力，从而加剧“强梁”、“弱柱”的形成；而再相应增加柱中的配筋，又会大大增加造价。这成为抗震设计和抗连续倒塌设计之间的一个矛盾。因此，在不显著增加造价的情况下同时提高钢筋混凝土框架结构的抗震性能和抗连续倒塌能力，成为当前结构设计中的又一个难题。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本实用新型的目的在于提出一种可提高结构综合抗倒塌能力的钢筋混凝土框架梁结构，该结构可以提高结构抗地震倒塌能力，并提高结构的防连续倒塌能力。

为达到上述目的，本实用新型提出了一种可提高结构综合抗倒塌能力的钢筋混凝土框架梁结构，包括：多个立柱、设置于钢筋混凝土框架梁结构顶部和底部的多组钢筋组件和梁中部腰筋。所述多组钢筋组件的每组钢筋组件设置于相邻立柱之间，所述每组钢筋组件包括：套筒变形释放装置，所述套筒变形释放装置位于或临近所述钢筋混凝土框架梁结构在竖向载荷作用下的弯矩最小处。所述梁中部腰筋用于承担截面处初始拉力，并在所述套筒变形释放装置开始提供抗拉能力时，梁中部腰筋由于变形需求较小也不会被拉断，使得该梁截面处抗弯承载力实现二次上升。