本實用新型涉及建筑工程技術領域,具體而言,涉及一種用于鋼筋混凝土框架結構的抗震加固裝置。
背景技術:
我國是一個地震多發的國家,地震對于人民的生命和財產安全造成了巨大的威脅。通過震后調查分析發現,地震造成的損害絕大多數都是由于房屋的倒塌所引起的。因此,防止或者限制房屋在地震作用下的倒塌是抗震的關鍵。
結構工程經過長久以來的發展,在抗震領域發展出了眾多的抗震、隔振和消能技術,其中最為基礎的便是利用結構構件本身的耗能機制來抵抗地震能量,即在結構的合理位置形成塑性鉸,通過塑性鉸的轉動來耗散地震能量。
對于鋼筋混凝土結構來說,在梁端形成塑性鉸是最為合理的耗能機制,因為在柱端只要形成少量的塑性鉸結構便會發生倒塌,而在梁端即使形成數量較多的塑性鉸,結構也能保持相對安全而不倒塌的狀態。通過在結構設計中進行“強柱弱梁”設計,將塑性鉸集中在梁端,以保證建筑的可靠性。
相關技術中的建筑結構,由于梁端超配筋、樓板隔墻的加強作用等因素,使得梁端通常具有比柱端更高的強度,進而導致地震作用下塑性鉸常常率先出現在柱端,易引起結構過早的倒塌。
為此,部分混凝土結構設計時通過對柱端設計彎矩進行放大,增強柱端承載力,以防止塑性鉸出現在柱端。但是由于樓板隔墻對梁強度的增強作用,仍然不能夠保證“強柱弱梁”機制的形成。
對于這些已經建成的無法保證“強柱弱梁”的鋼筋混凝土結構,為了達成“強柱弱梁”耗能機制,需要削弱橫梁的抗彎承載力,但會導致橫梁的強度下降,不能保證地震發生時塑性鉸的安全性。
技術實現要素:
本實用新型旨在至少在一定程度上解決現有技術中的上述技術問題之一。為此,本實用新型提出一種用于鋼筋混凝土框架結構的抗震加固裝置,該用于鋼筋混凝土框架結構的 抗震加固裝置能夠便于實現“強柱弱梁”的抗震機制,防止結構倒塌,具有易于安裝、適用性廣等優點。
為實現上述目的,根據本實用新型提出一種用于鋼筋混凝土框架結構的抗震加固裝置,所述用于鋼筋混凝土框架結構的抗震加固裝置包括:兩個第一安裝板,兩個所述第一安裝板安裝在所述鋼筋混凝土框架結構的橫梁的一側壁面上且在所述橫梁的長度方向上間隔開;兩個第二安裝板,兩個所述第二安裝板安裝在所述鋼筋混凝土框架結構的橫梁的另一側壁面上且分別與兩個所述第一安裝板位置相對;第一連接筋,所述第一連接筋分別與兩個所述第一安裝板相連,所述第一連接筋包括在所述橫梁的長度方向上位于兩個所述第一安裝板之間的第一折彎段,所述第一折彎段的長度大于兩個所述第一安裝板之間的距離;第二連接筋,所述第二連接筋分別與兩個所述第二安裝板相連,所述第二連接筋包括在所述橫梁的長度方向上位于兩個所述第二安裝板之間的第二折彎段,所述第二折彎段的長度大于兩個所述第二安裝板之間的距離。
根據本實用新型的用于鋼筋混凝土框架結構的抗震加固裝置,能夠便于實現“強柱弱梁”的抗震機制,防止結構倒塌,具有易于安裝、適用性廣等優點。
另外,根據本實用新型上述的用于鋼筋混凝土框架結構的抗震加固裝置還可以具有如下附加的技術特征:
所述第一安裝板上設有第一安裝孔,所述第二安裝板上設有與所述第一安裝孔位置相對的第二安裝孔,所述第一安裝板和所述第二安裝板通過配合在所述第一安裝孔和所述第二安裝孔內的螺紋緊固件安裝在所述橫梁的兩側。
每個所述第一安裝板上設有多個間隔設置的所述第一安裝孔且每個所述第二安裝板上設有多個間隔設置的所述第二安裝孔。
所述第一連接筋的兩端分別連接在兩個所述第一安裝板的相鄰的兩側壁面上,所述第二連接筋的兩端分別連接在兩個所述第二安裝板的相鄰的兩側壁面上。
所述第一連接筋的兩端分別連接在兩個所述第一安裝板的遠離所述橫梁的側壁面上,所述第二連接筋的兩端分別連接在兩個所述第二安裝板的遠離所述橫梁的側壁面上。
所述第一連接筋還包括兩個第一水平段,兩個所述第一水平段分別與所述第一折彎段的兩端相連,所述第二連接筋還包括兩個第二水平段,兩個所述第二水平段分別與所述第二折彎段的兩端相連。
所述第一連接筋為多個且沿豎直方向間隔設置,所述第二連接筋為多個且沿豎直方向間隔設置。
所述第一折彎段的兩端分別鄰近兩個所述第一安裝板的下端設置且所述第一折彎段的中部的高度高于所述第一折彎段的兩端的高度,所述第二折彎段的兩端分別鄰近兩個所述 第二安裝板的下端設置且所述第二折彎段的中部的高度高于所述第二折彎段的兩端的高度。
所述用于鋼筋混凝土框架結構的抗震加固裝置還包括第一連接部和第二連接部,兩個所述第一安裝板的上端通過所述第一連接部相連且兩個所述第二安裝板的上端通過所述第二連接部相連。
所述用于鋼筋混凝土框架結構的抗震加固裝置還包括兩個連接板,每個所述連接板均貼合在所述橫梁的下表面且分別與相對的所述第一安裝板和所述第二安裝板的下端相連。
所述橫梁的下表面設有弱化槽,兩個所述第一安裝板在所述橫梁的長度方向上位于所述弱化槽的兩側,兩個所述第二安裝板在所述橫梁的長度方向上位于所述弱化槽的兩側。
所述弱化槽鄰近所述橫梁受豎向均布荷載的反彎點設置。
附圖說明
圖1是根據本實用新型實施例的鋼筋混凝土框架結構的局部結構示意圖。
圖2是根據本實用新型實施例的鋼筋混凝土框架結構的爆炸圖。
圖3是根據本實用新型實施例的鋼筋混凝土框架結構的局部結構示意圖。
圖4是根據本實用新型實施例的用于鋼筋混凝土框架結構的抗震加固裝置的爆炸圖。
圖5是根據本實用新型一個具體實施例的用于鋼筋混凝土框架結構的抗震加固裝置的局部結構示意圖。
圖6是根據本實用新型另一個具體實施例的用于鋼筋混凝土框架結構的抗震加固裝置的局部結構示意圖。
圖7是根據本實用新型另一個具體實施例的用于鋼筋混凝土框架結構的抗震加固裝置的局部結構示意圖。
圖8是根據本實用新型另一個具體實施例的用于鋼筋混凝土框架結構的抗震加固裝置的局部結構示意圖。
附圖標記:用于鋼筋混凝土框架結構的抗震加固裝置10、第一安裝板100、第一安裝孔110、第二安裝板200、第二安裝孔210、第一連接筋300、第二連接筋400、第二折彎段410、第二水平段420、螺紋緊固件500、連接板600、橫梁20、弱化槽21、橫梁過孔22、樓板30。
具體實施方式
下面詳細描述本實用新型的實施例,所述實施例的示例在附圖中示出,其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實施例是示例性的,旨在用于解釋本實用新型,而不能理解為對本實用新型的限制。
下面參考附圖描述根據本實用新型實施例的用于鋼筋混凝土框架結構的抗震加固裝置10。
如圖1-圖8所示,根據本實用新型實施例的用于鋼筋混凝土框架結構的抗震加固裝置10包括兩個第一安裝板100、兩個第二安裝板200、第一連接筋300和第二連接筋400。
兩個第一安裝板100安裝在所述鋼筋混凝土框架結構的橫梁20的一側壁面上且在橫梁20的長度方向上間隔開。兩個第二安裝板200安裝在所述鋼筋混凝土框架結構的橫梁20的另一側壁面上且分別與兩個第一安裝板100位置相對。第一連接筋300分別與兩個第一安裝板100相連,第一連接筋300包括在橫梁20的長度方向上位于兩個第一安裝板100之間的第一折彎段,所述第一折彎段的長度大于兩個第一安裝板100之間的距離。第二連接筋400分別與兩個第二安裝板200相連,第二連接筋400包括在橫梁20的長度方向上位于兩個第二安裝板200之間的第二折彎段410,第二折彎段410的長度大于兩個第二安裝板200之間的距離。這里需要理解的是,“折彎段的長度”指折彎段拉直后的長度,并非折彎段在橫梁20的長度方向上的長度。
根據本實用新型實施例的用于鋼筋混凝土框架結構的抗震加固裝置10,通過在所述鋼筋混凝土框架結構的橫梁20上設置抗震加固裝置10,可以對橫梁20的抗彎承載力進行弱化,使塑性鉸更容易出現在橫梁20上,以實現“強柱弱梁”的抗震機制,相比相關技術中的抗震加固方式,利用抗震加固裝置10對橫梁20進行加固,能夠保證塑性鉸的安全性。
具體而言,在地震發生時,由于橫梁20的抗彎承載能力被弱化,橫梁20相比立柱更容易出現塑性鉸。通過設置具有所述第一折彎段的第一連接筋300和具有第二折彎段410的第二連接筋400,若橫梁20發生變形,橫梁20受到的拉力能夠傳遞第一連接筋300和第二連接筋400上并將所述第一折彎段和第二折彎段410拉直,使第一連接筋300和第二連接筋400承受橫梁20所受到的拉力,以保證地震發生時橫梁20的安全性,而且由于橫梁20在發生一定程度的變形后第一連接筋300和第二連接筋400才會被拉直,可以使橫梁20具有一定的變形能力和延性,從而實現“強柱弱梁”的抗震機制。
也就是說,抗震加固裝置10不僅可以對弱化后的橫梁20進行加固,保證橫梁20在地震發生時的安全性,以便于對橫梁20進行弱化,促使塑性鉸出現在橫梁20上,而且可以允許橫梁20發生一定程度的變形,從而提高橫梁20的變形能力和延性,實現“強柱弱梁”的抗震機制。
并且,通過設置第一安裝板100和第二安裝板200,只需將第一安裝板100安裝在橫梁20的一側,并將第二安裝板200安裝在橫梁20的另一側,即可實現抗震加固裝置10的安 裝,保證橫梁20在地震發生時的安全性。由此可以不僅可以便于抗震加固裝置10的安裝,而且可以便于在已建成的鋼筋混凝土框架結構上實現“強柱弱梁”的抗震機制,提高抗震加固裝置10的適用性。
因此,根據本實用新型實施例的用于鋼筋混凝土框架結構的抗震加固裝置10能夠便于實現“強柱弱梁”的抗震機制,防止結構倒塌,具有易于安裝、適用性廣等優點。
下面參考附圖描述根據本實用新型具體實施例的用于鋼筋混凝土框架結構的抗震加固裝置10。
在本實用新型的一些具體實施例中,如圖1-圖8所示,根據本實用新型實施例的用于鋼筋混凝土框架結構的抗震加固裝置10包括兩個第一安裝板100、兩個第二安裝板200、第一連接筋300和第二連接筋400。
第一安裝板100上設有第一安裝孔110,第二安裝板200上設有與第一安裝孔110位置相對的第二安裝孔210,第一安裝板100和第二安裝板200通過配合在第一安裝孔110和第二安裝孔210內的螺紋緊固件500安裝在橫梁20的兩側。具體而言,橫梁20上設有橫梁過孔22,橫梁過孔22避讓開橫梁20內的箍筋和架立筋且與橫梁20的長度方向垂直,螺紋緊固件500配合在第一安裝孔110、橫梁過孔22和第二安裝孔210內。這樣不僅可以進一步便于抗震加固裝置10的安裝,而且可以提高抗震加固裝置10與橫梁20的連接的可靠性。
可選地,螺紋緊固件500為剪力螺栓。這里需要理解的是,“所述剪力螺栓”包括本體部分和螺母部分,并非單指本體部分。這樣可以保證螺紋緊固件500的結構強度,使螺紋緊固件500能夠承受較大的剪力。
在本實用新型的一些具體實施例中,如圖1-圖8所示,每個第一安裝板100上設有多個間隔設置的第一安裝孔110且每個第二安裝板200上設有多個間隔設置的第二安裝孔210。
在本實用新型的一個具體實施例中,如圖1-圖7所示,第一安裝板100和第二安裝板200均為矩形,每個第一安裝板100上設有四個第一安裝孔110且四個第一安裝孔110分別鄰近第一安裝板100的四個拐角處,每個第二安裝板200上設有四個第二安裝孔210且四個第二安裝孔210分別鄰近第二安裝板200的四個拐角處。這樣不僅可以利用四個螺紋緊固件500連接第一安裝板100和第二安裝板200,以保證抗震加固裝置10的連接強度,而且可以使第一安裝板100和第二安裝板200的受力更加均勻,以提高抗震加固裝置10的穩定性和可靠性。
在本實用新型的另一個具體實施例中,如圖8所示,每個第一安裝板100上可以設有陣列排布的六個第一安裝孔110且每個第二安裝板200上可以設有陣列跑步的六個第二安 裝孔210。
圖5-圖8示出了根據本實用新型一些具體實施例的用于鋼筋混凝土框架結構的抗震加固裝置10。
在本實用新型的一個具體實施例中,如圖6所示,第一連接筋300的兩端分別連接在兩個第一安裝板100的相鄰的兩側壁面上,第二連接筋400的兩端分別連接在兩個第二安裝板200的相鄰的兩側壁面上。這樣可以便于第一連接筋300和第二連接筋400的連接,而且可以節省第一連接筋300和第二連接筋400的材料成本。
在本實用新型的另一個具體實施例中,如圖5所示,第一連接筋300的兩端分別連接在兩個第一安裝板100的遠離橫梁20的側壁面上,第二連接筋400的兩端分別連接在兩個第二安裝板200的遠離橫梁20的側壁面上。這樣不僅可以便于第一連接筋300和第二連接筋400連接在第一安裝板100和第二安裝板200上,而且可以便于保證第一連接筋300和第二連接筋400的連接強度。
具體地,如圖5所示,第一連接筋300還包括兩個第一水平段,兩個所述第一水平段分別與所述第一折彎段的兩端相連,第二連接筋400還包括兩個第二水平段420,兩個第二水平段420分別與第二折彎段410的兩端相連。這樣可以進一步便于保證第一連接筋300與第一安裝板100的連接強度以及第二連接筋400和第二安裝板200的連接強度。
在本實用新型的另一個具體實施例中,如圖7所示,第一連接筋300為多個且沿上下方向間隔設置,第二連接筋400為多個且沿上下方向間隔設置。這樣可以利用多個第一連接筋300和多個第二連接筋400對橫梁20進行加固,使橫梁20發生變形時抗震加固裝置10能夠承受更大的拉力,從而進一步保證所述鋼筋混凝土框架結構的安全性。
在本實用新型的另一個具體實施例中,如圖8所示,抗震加固裝置10還包括第一連接部和第二連接部,兩個第一安裝板100的上端通過所述第一連接部相連且兩個第二安裝板200的上端通過所述第二連接部相連。這樣不僅可以提高第一安裝板100和第二安裝板200之間的連接強度以在保證“強柱弱梁”機制的情況下避免橫梁20削弱后的強度過低,而且可以簡化抗震加固裝置10的裝配過程,提高抗震加固裝置10的安裝效率。
有利地,如圖8所示,抗震加固裝置10還包括兩個連接板600,每個連接板600均貼合在橫梁20的下表面且分別與相對的第一安裝板100和第二安裝板200的下端相連。這樣不僅可以實現第一安裝板100和第二安裝板200的連接以進一步保證橫梁20的結構強度,而且可以進一步簡化抗震加固裝置10的裝配過程,提高抗震加固裝置10的安裝效率。
圖1-圖8示出了根據本實用新型一個具體示例的用于鋼筋混凝土框架結構的抗震加固裝置10。如圖1-圖8所示,所述第一折彎段的兩端分別鄰近兩個第一安裝板100的下端設置且所述第一折彎段的中部的高度高于所述第一折彎段的兩端的高度,第二折彎段410的 兩端分別鄰近兩個第二安裝板200的下端設置且第二折彎段410的中部的高度高于第二折彎段410的兩端的高度。這樣可以便于橫梁20發生變形時拉直第一連接筋300和第二連接筋400,而且可以減小第一連接筋300和第二連接筋400凸出第一安裝板100和第二安裝板200的高度,以提高空間的利用率。
具體而言,第一安裝孔110可以均位于所述第一水平段上方且與所述第一水平段間隔設置,第二安裝孔210可以均位于第二水平段420上方且與第二水平段420間隔設置。這樣可以避免第一安裝孔110和第二安裝孔210影響第一連接筋300和第二連接筋400的焊接,而且可以避免第一連接筋300和第二連接筋400影響螺紋緊固件500的安裝。
具體地,如圖1-圖3所示,橫梁20的下表面設有弱化槽21,兩個第一安裝板100在橫梁20的長度方向上位于弱化槽21的兩側,兩個第二安裝板200在橫梁20的長度方向上位于弱化槽21的兩側。這樣不僅可以實現橫梁20的弱化,而且可以利用抗震加固裝置10對弱化槽21處進行加固,從而便于實現“強柱弱梁”的抗震機制。
本領域的技術人員可以理解的是,在保證塑性鉸更易出現在橫梁20上的情況下,橫梁20也可以采用其他弱化方式。
更為具體地,弱化槽21鄰近橫梁20受豎向均布荷載的反彎點設置。具體而言,弱化槽21需避開橫梁20內部箍筋。這里需要理解的是,本領域的技術人員可以通過對所述鋼筋混凝土框架結構進行分析和計算得出“橫梁20受豎向均布荷載的反彎點”的位置。這樣可以使橫梁20更易于在地震時發生變形,以便于“強柱弱梁”的抗震機制的形成。
具體而言,橫梁20的上表面可以設置有樓板30。第一安裝板100和第二安裝板200可以為鋼板。第一連接筋300和第二連接筋400可以為鋼筋且分別焊接在第一安裝板100和第二安裝板200上。第一連接筋300和第二連接筋400的材性、長度、折彎方式可根據結構抗震性能的設計和計算進一步確定。
下面參考圖1-圖8描述根據本實用新型具體實施例的用于鋼筋混凝土框架結構的抗震加固裝置10的安裝過程。
首先確定所述鋼筋混凝土框架結構中橫梁20在豎向均布荷載作用下的反彎點位置。
在橫梁20的下表面豎向均布荷載作用下的反彎點位置處,除去部分混凝土以形成弱化槽21,減小該截面受負彎矩時混凝土的受壓區面積,露出橫梁20的底部縱向鋼筋,并根據設計計算切斷若干縱向鋼筋。
在弱化槽21的長度方向上的兩側鉆出橫梁過孔22,孔徑的大小與螺紋緊固件500相適配。
將螺紋緊固件500分別依次穿過第二安裝板200上的第二安裝孔210、橫梁20上的橫梁過孔22、第一安裝板100上的第一安裝孔110,對螺紋緊固件500進行鎖緊以將第一安 裝板100和第二安裝板200固定在橫梁20的兩側。
在兩塊第一安裝板100和兩塊第二安裝板200安裝好后,將第一連接筋300兩端分別焊接在兩個第一安裝板100上,將第二連接筋400的兩端分別焊接在兩個第二安裝板200上,使第一連接筋300和第二連接筋400的折彎凸起方向朝向上方。
本領域的技術人員可以理解的是,抗震加固裝置10安裝時也可以先將第一連接筋300和第二連接筋400分別焊接在第一安裝板100和第二安裝板200上再將第一安裝板100和第二安裝板200通過螺紋緊固件500安裝在橫梁20上。
具體而言,如圖1所示,橫梁20上可以設有多個間隔設置的抗震加固裝置10。
根據本實用新型實施例的用于鋼筋混凝土框架結構的抗震加固裝置10的其他構成以及操作對于本領域普通技術人員而言都是已知的,這里不再詳細描述。
在本實用新型的描述中,需要理解的是,術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內”、“外”、“順時針”、“逆時針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系,僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作,因此不能理解為對本實用新型的限制。
此外,術語“第一”、“第二”僅用于描述目的,而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。在本實用新型的描述中,“多個”的含義是至少兩個,例如兩個,三個等,除非另有明確具體的限定。
在本實用新型中,除非另有明確的規定和限定,術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或成一體;可以是機械連接,也可以是電連接或彼此可通訊;可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連,可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關系,除非另有明確的限定。對于本領域的普通技術人員而言,可以根據具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。
在本實用新型中,除非另有明確的規定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸,或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本說明書的描述中,參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中,對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且,描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外,在不相互矛盾的情況下,本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結合和組合。
盡管上面已經示出和描述了本實用新型的實施例,可以理解的是,上述實施例是示例性的,不能理解為對本實用新型的限制,本領域的普通技術人員在本實用新型的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。