一种装配式自适应抗震框架结构及其施工方法

1.一种装配式自适应抗震框架结构，包括框架柱和框架梁，其特征在于，还包括W形钢筋和固定在所述框架柱上的承载钢板，所述框架梁的端部压靠在所述承载钢板上；在所述框架梁端部的前侧和后侧分别设置有第一卡环，在所述承载钢板上设置有与所述第一卡环相对应的第二卡环，以使得两端分别与所述第一卡环和所述第二卡环连接的W形钢筋保持竖直状态；在所述框架梁的上方设置有垂直于所述框架梁的铸铁条，在所述铸铁条的上方设置有垂直于所述铸铁条的压紧件，所述压紧件的两端开设有螺栓孔，所述压紧件通过螺栓与所述承载钢板连接。
2.根据权利要求1所述的抗震框架结构，其特征在于，在所述框架梁端部设置有钩环，在所述框架柱上设置有能够钩住所述钩环的钩子。
3.根据权利要求2所述的抗震框架结构，其特征在于，所述承载钢板呈U形，所述框架梁位于U形的所述承载钢板的凹槽内，所述框架梁与U形的所述承载钢板的两个上边沿间隔一定距离，所述W形钢筋和所述螺栓位于所述框架梁与U形的所述承载钢板之间的间隙内。
4.根据权利要求3所述的抗震框架结构，其特征在于，在U形的所述承载钢板的上部还设置有钢板盖，所述钢板盖与所述承载钢板转动式连接。
5.根据权利要求4所述的抗震框架结构，其特征在于，在所述框架梁端部的前侧和后侧分别设置有两个第一卡环，两个所述第一卡环在水平方向上间隔一定距离，在所述承载钢板的底部分别设置有与所述第一卡环相对应的第二卡环。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的抗震框架结构，其特征在于，所述铸铁条的数量为两块。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的抗震框架结构，其特征在于，所述框架柱和所述框架梁由钢筋混凝土制成。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的抗震框架结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)预制框架柱和框架梁，在预制框架柱时，将承载钢板嵌入所述框架柱中，然后将所述框架柱与所述承载钢板整体浇注；
(2)将所述框架梁吊装在所述承载钢板上；
(3)在所述框架梁端部的前侧和后侧分别安装第一卡环，在所述承载钢板上安装第二卡环，并使所述第一卡环位于所述第二卡环的正上方，然后将W形钢筋的两端分别与第一卡环和第二卡环连接；
(4)在楼面施工完成后，将铸铁条放置在所述框架梁上，并使所述铸铁条垂直于所述框架梁，然后将所述压紧件放置在所述铸铁条上，并使所述压紧件垂直于所述铸铁条，然后通过螺栓将所述压紧件和所述承载钢板连接。
9.根据权利要求8所述的施工方法，其特征在于，在步骤(1)中预制所述框架柱时，在所述承载钢板的上方将钩子嵌入所述框架柱内，然后将所述框架柱、所述承载钢板和所述钩子整体浇注，在预制所述框架梁时，将钩环嵌入所述框架梁端部整体浇注，在步骤(2)进行吊装时，将所述框架柱上的钩子钩在所述框架梁端部的所述钩环上。

一种装配式自适应抗震框架结构及其施工方法\n技术领域\n[0001] 本发明属于结构工程抗震与减震技术领域，尤其涉及一种装配式自适应抗震框架结构及其施工方法。\n背景技术\n[0002] 地震灾害往往对建筑结构产生致命的影响，在2008年中国汶川地震中，许多框架结构房屋倒塌的现象使人们认识到，传统的框架结构施工方法,即梁板整体施工，导致梁的整体刚度大于柱的整体刚度，柱端较梁端率先出现屈服，这违背了在抗震设计中的“强柱弱梁”的基本原则，从而导致框架柱提前破坏而发生结构倒塌。\n[0003] 此外，传统框架结构在大震之后，即便梁端先于柱端发生屈服，结构没有发生倒塌，但由于梁端的破坏已非常严重，结构的维修与重复利用的成本往往非常高昂。\n[0004] 因此，针对上述缺陷，本发明提供了一种新型的装配式自适应抗震框架结构及其施工方法。\n发明内容\n[0005] (一)要解决的技术问题\n[0006] 本发明的目的是提供一种装配式自适应抗震框架结构，该框架结构既能保证小震和风载下结构稳定，又能在中震和大震下在梁端呈现为可双向转动双向耗能的机构，以消耗地震能量，从而实现“强柱弱梁”的设计理念，减小结构的地震破坏，且在震后通过更换少量元件，即可使该框架结构重新投入使用。\n[0007] 本发明还提供了一种上述装配式自适应抗震框架结构的施工方法。\n[0008] (二)技术方案\n[0009] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种装配式自适应抗震框架结构，包括框架柱和框架梁，其中，还包括W形钢筋和固定在所述框架柱上的承载钢板，所述框架梁的端部压靠在所述承载钢板上；在所述框架梁端部的前侧和后侧分别设置有第一卡环，在所述承载钢板上设置有与所述第一卡环相对应的第二卡环，以使得两端分别与所述第一卡环和所述第二卡环连接的W形钢筋保持竖直状态；在所述框架梁的上方设置有垂直于所述框架梁的铸铁条，在所述铸铁条的上方设置有垂直于所述铸铁条的压紧件，所述压紧件的两端开设有螺栓孔，所述压紧件通过螺栓与所述承载钢板连接。\n[0010] 其中，在所述框架梁端部设置有钩环，在所述框架柱上设置有能够钩住所述钩环的钩子。\n[0011] 其中，所述承载钢板呈U形，所述框架梁位于U形的所述承载钢板的凹槽内，所述框架梁与U形的所述承载钢板的两个上边沿间隔一定距离，所述W形钢筋和所述螺栓位于所述框架梁与U形的所述承载钢板之间的间隙内。\n[0012] 其中，在U形的所述承载钢板的上部还设置有钢板盖，所述钢板盖与所述承载钢板转动式连接。\n[0013] 其中，在所述框架梁端部的前侧和后侧分别设置有两个第一卡环，两个所述第一卡环在水平方向上间隔一定距离，在所述承载钢板的底部分别设置有与所述第一卡环相对应的第二卡环。\n[0014] 其中，所述铸铁条的数量为两块。\n[0015] 其中，所述框架柱和所述框架梁由钢筋混凝土制成。\n[0016] 本发明还提供了上述技术方案所提供的抗震框架结构的施工方法，其包括以下步骤：\n[0017] (1)预制框架柱和框架梁，在预制框架柱时，将承载钢板嵌入所述框架柱中，然后将所述框架柱与所述承载钢板整体浇注；\n[0018] (2)将所述框架梁吊装在所述承载钢板上；\n[0019] (3)在所述框架梁端部的前侧和后侧分别安装第一卡环，在所述承载钢板上安装第二卡环，并使所述第一卡环位于所述第二卡环的正上方，然后将W形钢筋的两端分别与第一卡环和第二卡环连接；\n[0020] (4)在楼面施工完成后，将铸铁条放置在所述框架梁上，并使所述铸铁条垂直于所述框架梁，然后将所述压紧件放置在所述铸铁条上，并使所述压紧件垂直于所述铸铁条，然后通过螺栓将所述压紧件和所述承载钢板连接。\n[0021] 其中，在步骤(1)中预制所述框架柱时，在所述承载钢板的上方将钩子嵌入所述框架柱内，然后将所述框架柱、所述承载钢板和所述钩子整体浇注，在预制所述框架梁时，将钩环嵌入所述框架梁端部整体浇注，在步骤(2)进行吊装时，将所述框架柱上的钩子钩在所述框架梁端部的所述钩环上。\n[0022] (三)有益效果\n[0023] 1.上述技术方案所提供的装配式自适应抗震框架结构，通过将框架梁吊装在承载钢板上，并在框架梁上方垂直设置脆性的铸铁条，然后在铸铁条的上方设置压紧件，并通过螺栓将压紧件与承载钢板连接，在框架梁端部设有第一卡环，在承载钢板上设有第二卡环，W型钢筋的两端分别与第一卡环和第二卡环连接。当受到小震和风载作用时，该抗震框架结构的框架梁与框架柱呈固定连接状态；当在中震或大震下，铸铁条断裂，框架梁将上下晃动，带动与框架梁和承载钢板连接的W型钢筋拉伸或者压缩来消耗地震能力，从而实现小震下结构稳定，大震下出现较大变形但构件不发生破坏的双向转动双向耗能的框架结构。\n该抗震框架结构实现了抗震设计中的“强柱弱梁”的基本原则，并在地震作用下可以保障良好的消能减震效果，因此可广泛应用于消能减震结构体系中。\n[0024] 2.上述技术方案所提供的装配式自适应抗震框架结构，通过将框架柱钩住框架梁端部，以便当框架梁在大震作用下晃动时，保证框架梁不会脱离框架柱，即限制框架梁的左右运动，但允许其上下运动。\n[0025] 3.上述技术方案所提供的装配式自适应抗震框架结构，通过采用U形的承载钢板，可方便吊装，加快施工进度。\n[0026] 4.上述技术方案所提供的装配式自适应抗震框架结构，采用装配式，预制构件现场安装，施工进度快。地震结束后重新安装铸铁条即可重新投入使用。\n附图说明\n[0027] 图1是本发明的一种装配式自适应抗震框架结构的立体示意图；\n[0028] 图2是图1中的装配式自适应抗震框架结构中框架梁与框架柱的连接结构的示意图；\n[0029] 图3是具有钢板盖的装配式自适应抗震框架结构的结构示意图；\n[0030] 图4是图1中的装配式自适应抗震框架结构在地震作用下的结构示意图。\n[0031] 其中：1-框架柱；2-框架梁；3-承载钢板；4-铸铁条；5-压紧件；6-螺栓；7-W型钢筋；8-钩子；9-钩环；10-钢板盖；11-第一卡环；12-第二卡环。\n具体实施方式\n[0032] 下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。\n[0033] 图1所示为本发明的一种装配式自适应抗震框架结构的一个优选实施例。根据该实施例，该抗震框架结构包括框架柱1和框架梁2、承载钢板3和W形钢筋7。其中，框架柱\n1和框架梁2由钢筋混凝土制成，在框架柱1和框架梁2内均按11G101-1图集及相关规范配置受力钢筋。承载钢板3嵌固在框架柱1上，框架梁2的端部压靠在承载钢板3上，在框架梁2端部的前侧和后侧的上部分别设置有两个第一卡环11，两个第一卡环11在水平方向上间隔一定距离。在承载钢板3上设置有与第一卡环11相对应的第二卡环12，以使得两端分别与第一卡环11和第二卡环12连接的W形钢筋7保持竖直状态。在框架梁2的上方设置有两块垂直于框架梁2的铸铁条4，在铸铁条4的上方设置有垂直于铸铁条4的压紧件\n5，该压紧件5的两端开设有螺栓孔，压紧件5通过螺栓与承载钢板3连接。当受到小震和风载作用时，本发明所提供的抗震框架结构的框架梁与框架柱呈固定连接状态。当在中震或大震下，预制梁2上部的铸铁条4产生断裂，预制梁2将上下晃动，带动与预制梁2和承载钢板3连接的W型钢筋拉伸或者压缩来消耗地震能力，以实现小震下结构稳定，大震下出现较大变形但破坏不明显的双向转动双向耗能的框架结构。该抗震框架结构实现了抗震设计中的“强柱弱梁”的基本原则，并在地震作用下可以保障良好的消能减震效果，地震结束后重新安装铸铁条即可重新投入使用，因此可广泛应用于消能减震结构体系中。\n[0034] 进一步地，当预制梁2在大震作用下晃动时，为了保证框架梁2不会脱离框架柱1，即限制框架梁2的左右运动，但允许其上下运动，优选在框架梁2端部设置有钩环9，在框架柱1上设置有用于钩在钩环9上的钩子8，如图2所示。在进行吊装框架梁2时，将框架梁\n2端部设置的钩环9钩在框架柱1上的钩子8上。\n[0035] 在该实施例中，为了方便施工，提高施工进度，优选承载钢板3呈U形，如图3所示，框架梁2位于U形的承载钢板3的凹槽内，框架梁3与U形的承载钢板3的两个上边沿间隔一定距离，W形钢筋7和螺栓均位于所述框架梁与U形的承载钢板之间的间隙内。此外，在U形承载钢板3的上部还设置有钢板盖10，该钢板盖10与承载钢板3转动式连接，以便于安装和更换铸铁条4。\n[0036] 需要说明的是，在该实施例中，在框架梁一端设置有4个第一卡环11，在承载钢板\n3上设置有4个第二卡环12，4根W形钢筋7分别与第一卡环11和第二卡环12连接。本领域技术人员应当理解，第一卡环11、第二卡环12以及和它们连接的W形钢筋7也可以是2个或其它的数量。\n[0037] 同样，铸铁条4的数量也可以为1个或其它的数量。\n[0038] 本发明还提供了一种上述装配式自适应抗震框架结构的施工方法，其包括以下步骤：\n[0039] (1)首先预制框架柱1和框架梁2，在预制框架柱1时，将承载钢板3嵌入框架柱\n1中，然后将框架柱1与承载钢板3整体浇注；\n[0040] (2)将框架梁2吊装在承载钢板3上；\n[0041] (2)在框架梁2端部的前侧和后侧的上部分别安装第一卡环11，在承载钢板3上安装第二卡环12，并使第一卡环11位于第二卡环11的正上方，并将W型钢筋7的两端分别与第一卡环11和第二卡环12连接；\n[0042] (4)在楼面施工完成后，将铸铁条4放置在框架梁2上，并使铸铁条4垂直于框架梁2，然后将压紧件5放置在铸铁条4上，并通过螺栓将压紧件5和承载钢板3连接，从而使铸铁条4压紧在框架梁2上。\n[0043] 进一步地，在步骤(1)中预制框架柱1时，在承载钢板3的上方将钩子嵌入框架柱\n1内，然后将框架柱1、承载钢板3和钩子8整体浇注，在预制框架梁2时，将钩环9嵌入框架梁端部整体浇注，在步骤(2)进行吊装时，将框架柱1内的钩子8钩住框架梁2端部的钩环9，以保证预制梁2在大震作用下晃动时，可以限制预制梁2的左右运动，但不会限制其上下运动。\n[0044] 以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此所有等同的技术方案也属于本发明的保护范畴。