[发明专利]兼顾高耐久性地铁车站减震梁柱节点及其施工方法

说明书

本发明公开了兼顾高耐久性地铁车站减震梁柱节点及其施工方法，减震梁柱节点设置在地铁车站的中柱的柱端与相应的顶纵梁之间、相应的中纵梁之间；减震梁柱节点均包括匹配的弹性支座连接系统和弹性支座，以及保护结构。施工时，先完成中纵梁上对应减震梁柱节点的预留预埋；在回筑底板、下二层的中柱及侧墙、中板及中纵梁后，完成弹性支座的预连接和中纵梁与相应的中柱之间的减震梁柱节点；再完成顶纵梁上对应减震梁柱节点的预留预埋；在回筑下一层的中柱及侧墙、顶板及顶纵梁后，完成弹性支座的预连接和顶纵梁与相应的中柱之间的减震梁柱节点。本发明即能确保荷载的有效传递及梁柱节点的稳定，又能解决柔性支座或减震支座的耐久性难题。

技术领域

本发明涉及地铁抗震技术领域，特别涉及兼顾高耐久性地铁车站减震梁柱节点及其施工方法。

背景技术

长期以来，人们普遍认为地铁车站由于埋置于土中，所受地震作用危害较小。但已有的震害表明：在强震灾害发生时，现有地铁车站结构型式并不安全。比如1995年日本阪神Ms7.2级地震，对神户市地铁、地下商业、隧道造成了有史以来最严重的破坏。其中，最引人注意的是5个地铁车站的破坏。大开站作为破坏最严重的地铁车站，50％以上的中柱完全倒塌，直接导致顶板折断破坏和上覆土层坍塌，最大沉降量达2.5m之多，地铁停运、地面交通瘫痪。

“阪神地震”灾害揭示了强震灾害下地铁车站中柱的破坏导致顶板折断进而引发整体地下结构坍塌的破坏机理。这主要是因为：对于地铁地下车站的箱形结构型式，中柱是一种离散结构且周围没有约束，相对于侧墙其抗剪切变形能力明显弱于侧墙，而常规地铁车站设计中中柱与梁板采用整体浇筑的固接形式导致在地震作用下承受了与抗剪切变形能力不相匹配的较大弯矩及剪力，从而发生剪压破坏，进而导致顶板弯曲折断，结构产生严重破坏。因此如何保护中柱本身在地震作用下不因过大变形而丧失竖向承载力成了解决问题的关键。

传统的做法中柱采用型钢混凝土组合构件。虽然能起到增加中柱的承载力，但在地震发生时，外包混凝土层在水平大变形条件下容易剥落，而整个组合构件由于型钢构件深入梁板结构，并未改变节点的固接形式，继续承受较大的弯矩及剪力，并且由于失去混凝土层的约束，抗剪能力会大大降低，更易破坏。受装配式结构的启发，一些学者通过将中柱与顶板和中板传统的“刚接”方式调整为“柔接”方式来改善中柱在连接处变形能力差的缺点。常见的有“橡胶支座连接”、“刚性球铰连接”“摩擦滑移装置连接”、“承压钢球及减震层连接”、“预应力筋加剪力销栓接”等形式，但现有的这些“柔接”方式由于均是采用了橡胶等弹性材料或者金属材料部件组成的复杂机构，均无法满足地铁地下车站干湿交替环境下，100年设计使用年限，对应的高耐久性要求。

因此，如何既能显著提高强震作用下钢筋混凝土中柱的抗剪切变形能力，又能有效解决上述高耐久性问题，是目前行业亟待解决的棘手问题。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提出兼顾高耐久性地铁车站减震梁柱节点及其施工方法，实现的目的是即能确保荷载的有效传递及梁柱节点的稳定，又能解决已有的橡胶等弹性材料柔性支座或金属材料部件组成的复杂的减震支座未考虑地铁地下车站干湿交替环境而导致的耐久性难题。

为实现上述目的，本发明公开了兼顾高耐久性地铁车站减震梁柱节点，所述减震梁柱节点设置在地铁车站的每一中柱的柱端与相应的顶纵梁之间、相应的中纵梁之间；

每一所述减震梁柱节点均包括匹配的弹性支座连接系统和弹性支座，以及保护结构；

每一所述弹性支座连接系统均包括设置于相应的所述中柱柱端的钢筋接驳器、预埋钢板、预埋柱锚筋和预埋锚栓，以及设置于相应的所述顶纵梁或者相应的所述中纵梁底部的所述钢筋接驳器、所述预埋钢板、预埋梁锚筋和所述预埋锚栓；

每一所述保护结构均包括多根通过所述钢筋接驳器连接所述中柱和所述顶纵梁内钢筋网的中柱钢筋，以及采用轻质多孔混凝土在多根所述中柱钢筋外形成的包封。