[发明专利]一种预应力自复位混凝土桁架结构及装配方法

说明书

本发明涉及混凝土桁架装配技术领域，具体涉及一种预应力自复位混凝土桁架结构及装配方法及其装配方法，包括预制混凝土框架柱、角钢和预制混凝土桁架；下弦杆的左、右端头均通过一截钢箱梁内灌微膨胀混凝土进行封锚，两个截钢箱梁的外端均通过高强摩擦型螺栓与软钢耗能装置进行固定，两个软钢耗能装置的外端均通过预埋螺栓分别与两个预制混凝土框架柱进行固定连接；本发明采用预应力筋以及高强螺栓的干连接技术，以及利用软钢耗能装置进行缓冲耗能，增强桁架结构与主体构件的连接性能，利用耗能元件增强结构的耗能能力，改善抗震性能，控制结构在地震作用下的最大变形，同时在地震作用下利用预应力筋的自复位能力，减小结构的残余变形，实现结构功能的迅速修复。

技术领域

本发明涉及混凝土桁架装配技术领域，具体涉及一种预应力自复位混凝土桁架结构及装配方法及其装配方法。

背景技术

我国建筑工业化水平相对较低，预制装配技术落后，随着我国经济的发展，建筑工业化已成为建筑产业的发展方向和必然趋势。我国大部分城市处于抗震设防区，发展预制结构需考虑其抗震能力。预应力混凝土桁架结构与梁式结构相比，不仅能从建筑上满足穿设管道和线路的要求，有利于建筑室内的采光，而且具有自重轻、刚度大，受力明确、计算方便等优点，在工业厂房与民用建筑等大跨结构中得到较为广泛的应用。

传统的装配式结构通过延性设计避免结构发生脆性破坏甚至倒塌，允许结构主要抗侧力构件发生塑性变形以耗散输入结构中的地震能量，但历次地震表明结构在中震或大震作用下虽然没有倒塌，但由于破坏位置的特殊性以及破坏的严重性，震后结构的残余位移很大，使其难以加固修复，最后整个结构只能被推倒重建，造成了巨大的浪费，影响了人们的生产和生活。因此，传统的抗震设计理念忽略了结构在震后的可恢复性及使用功能的可持续性；另外，传统的预应力混凝土桁架结构还存在有竖向构件连接不牢靠、抗震性能差、耗能能力不足等缺陷。

发明内容

本发明针对背景技术所提出构件连接不牢靠、抗震性能差、耗能能力不足的问题，设计了一种预应力自复位混凝土桁架结构及装配方法及其装配方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种预应力自复位混凝土桁架结构及装配方法，包括预制混凝土框架柱、角钢和预制混凝土桁架，所述预制混凝土桁架安装于左、右两个所述预制混凝土框架柱之间，所述预制混凝土桁架包括上弦杆、下弦杆及固定于上弦杆、下弦杆之间的斜腹杆，所述上弦杆和所述下弦杆的内部分别预留有第一预应力孔道和第二预应力孔道，所述第一预应力孔道的内部设有第一预应力筋，所述第二预应力孔道的内部设有第二预应力筋；所述上弦杆的两端顶、底面均嵌设有预埋钢板，上、下层所述预埋钢板的外侧均设置有摩擦耗能金属板，上、下层所述摩擦耗能金属板均通过高强螺栓分别与上盖板以及所述角钢进行固定；所述下弦杆的左、右端头均通过一截钢箱梁内灌微膨胀混凝土进行封锚，两个所述截钢箱梁的外端均通过高强摩擦型螺栓与软钢耗能装置进行固定，两个所述软钢耗能装置的外端均通过预埋螺栓分别与两个所述预制混凝土框架柱进行固定连接。

作为上述方案的进一步改进，左、右两个所述预制混凝土框架柱上与所述第一预应力孔道正相对的位置均开设有孔洞，所述第一预应力筋由第一预应力孔道及两个孔洞穿过，张拉并锚固在两个所述预制混凝土框架柱外侧。

作为上述方案的进一步改进，所述软钢耗能装置包括左封板、右封板及两块软钢耗能板，两块所述软钢耗能板对称固定于所述左封板与所述右封板之间，且两块所述软钢耗能板的中段侧壁均开设有条形螺栓孔，每一个所述条形螺栓孔的前、后侧均通过固定螺栓连接有两片约束侧板。

作为上述方案的进一步改进，所述角钢上设置加强肋，所述角钢通过紧固螺栓固定在所述预制混凝土框架柱上。

作为上述方案的进一步改进，所述上盖板与所述预制混凝土框架柱侧壁安装的连接钢板之间采用焊接连接或者螺栓连接。

作为上述方案的进一步改进，所述第二预应力筋在地面上完成预应力筋的张拉，且锚固在所述下弦杆的两端。