[发明专利]控制塑性铰在框架梁端出现的抗震构造措施

说明书

技术领域

本发明是控制塑性铰在框架梁端出现的抗震构造措施，是一种突破传统的、新型的抗震构造措施，为框架结构建筑物的抗震减灾、防灾提供了基本的构造保障。

背景技术

我国有记录的地震可以追溯到数千年前，但是对地震动有数字记录的历史仅有几十年，由于研究时间较短，我国当前应用的统计意义上的基本烈度地震还具有很大不确定性。要减轻震害同时考虑当前经济发展现状，我国工程科技人员提出了三大对策：“设防标准对策、区别对待对策和技术立法对策”。由此衍生出“四设防分类，三设防水准，二阶段设计”的抗震设防理论体系。

多数发达国家的抗震设防设计，直接将较大的地震作用于结构物，相当于对整个建筑物进行加强；而我国则是将小震作用于结构物，通过抗震措施(包括内力调整、抗震构造措施等)局部加强关键部位，其优点是经济性较好，缺点是系数较多，计算复杂。

我国工程界当前对内力调整的原则为：强柱弱梁，强节点弱杆件，强剪弱弯。在框架结构设计中，按照杆系模型进行结构分析。结构设计时首先假定塑性铰在框架梁端产生，以此为依据加强柱端。遗憾的是，历次震害表明，按“强柱弱梁”原则设计的框架结构总是出现“强梁弱柱”的破坏特征，即框架结构主要在柱端产生破坏而非梁端，这与设计基本原则严重不符，致使抗震内力调整原则难以自圆其说。

传统设计中楼板被视为竖向受力构件，其作用是将竖向荷载传递梁、柱、墙。工程设计时，楼板厚度常常根据跨高比确定，其基本含义为：在常规使用荷载条件下，此跨高比可使楼板满足挠度和裂缝要求，从而避免了复杂的计算。一方面，我们在结构整体分析时假定楼板的剪切刚度为无限大，使得楼层中每点位移均能协调；另一方面，在抗震分析中，计算与楼板紧密相连的梁的刚度和承载力时，又忽略楼板的巨大作用，这种做法显然自相矛盾。

发明内容

技术问题：为控制塑性铰在框架梁端出现，本发明提出在框架梁端设置截震条的方法，使得现浇钢筋混凝土楼板对梁端的约束降至最低，并提出了截震条的完整制作方法以及相应的施工工序。震害调查结果表明，此发明可使塑性铰在框架梁端出现，是抗震设计必要的构造措施。这一方法概念清晰，工艺简单，具有明显的社会效益；对于震害修复具有极大的经济效益。

技术方案：

1、一种控制塑性铰在框架梁端出现的抗震构造措施，其特征在于：在框架梁端部侧面放置由预制钢丝混凝土块、苯板和薄钢板叠合而成的截震条；与传统的设置在竖向构件如柱、墙嵌固部位的隔震垫以及设置在斜撑上的阻尼器不同，截震条首先是设置在作为水平构件的梁和板之间的，其次截震条不能减小结构承受的地震作用；截震条独特功能是通过在梁端部侧面将梁、板分隔，使得水平地震作用下，梁与板在梁端(柱边)各自独立工作、而非协同受弯，从而使得塑性铰能出现在梁端而非柱端，达到保护柱端的抗震设防目的。

2、根据1所述的抗震构造措施，其特征在于：截震条长400～1500mm，宽60～200mm，高度100～200mm。

3、根据1所述的抗震构造措施，其特征在于：预制钢丝混凝土块的混凝土强度等级为C15～C25，厚20～30mm，宽度同截震条宽度，长度同截震条长度。

4、根据1所述的抗震构造措施，其特征在于：预制钢丝混凝土块的细钢丝直径不大于6mm，水平间距200～300mm，保护层8～10mm。细钢丝外露60～100mm，伸入混凝土块长度同混凝土块宽度。

5、根据1所述的抗震构造措施，其特征在于：苯板胶结于预制混凝土块上，宽度同截震条宽度，长度同截震条长度，高度为截震条高度减去预制钢丝混凝土块厚度。

6、根据1所述的抗震构造措施，其特征在于：苯板上端胶结不大于2mm的等宽、等长薄钢板。

7、根据1～6之一所述的抗震构造措施的施工工序，其特征在于：施工时，支好梁板模板后应先绑扎框架梁钢筋；然后在梁端侧面固定截震条；随后绑扎楼板钢筋，并将细钢丝缠绕于板底钢筋；最后整体浇注混凝土，形成截震框架结构体系。

技术效果：

设置截震条的有效性可以用实际震害调查统计结果来证明。

未设置截震条的框架结构，楼板对梁端部有极大约束，典型震害如图1～2，主要为柱头或柱脚破坏，震害调查统计结果表明，高于98％的破坏发生在竖向构件。由于柱、梁、板为一个整体，宜引发连锁破坏。如图13～14，当柱发生震害时，则引发梁破坏，继续引发板破坏；如图15，柱未破坏，主梁破坏也引发楼板破坏；如图16，在次梁端部，次梁破坏引发楼板破坏。