[发明专利]一种预制装配式自复位框架整体结构

说明书

本发明公开了一种预制装配式自复位框架整体结构，包括基础、钢柱、横梁、楼板、预制填充墙板和U型卡；钢柱与基础形成自复位柱脚结构；横梁与其两侧连接的横梁形成自复位节点结构；当地震来临时，位于梁柱节点的自复位节点结构首先耗散地震能量，提高结构的水平承载力；其次因为楼板和预制填充墙板不与钢柱直接接触，且预制填充墙板与上部和两侧的U型卡底部留有一定间距，当整体结构有侧向倾覆的趋势时，楼板和预制填充墙板保持正常的稳定状态，保证整体结构的重心不随地震作用而大幅偏移，且使得整体结构在震后有自复位的能力；最后，自复位节点结构和自复位柱脚结构发挥作用，共同确保节点和柱脚不受太大的损伤，实现结构的耗能与自复位功能。

技术领域

本发明涉及建筑结构的消能减震领域，更具体的说是涉及一种预制装配式自复位框架整体结构。

背景技术

近些年的地震灾害表明，地震中建筑倒塌和人员死亡的数量已经得到了有效控制，但是地震所造成的经济损失和社会影响仍然十分巨大，其中很大一部分的经济损失是由于地震时建筑受损严重，震后难以修复；或者修复时间过长，建筑功能中断，影响正常生产和生活。基于此，研究者提出了可恢复功能结构的概念。地震可恢复功能结构是指地震后不需修复或者稍加修复即可恢复使用功能的结构，其主要目的是使结构具备震后快速恢复使用功能的能力，从而减轻由于结构震后功能中断带来的影响。

在高层建筑中，竖向荷载的作用是次要的，水平荷载的作用则处于主导地位。而处于抗震设防高烈度地区的建筑，地震荷载将起到决定性作用。开发自复位框架整体结构，不仅能确保结构满足正常使用和承载能力极限状态的刚度、强度以及延性要求，还能在强震时保护结构的抗震安全性，震后无需修复或稍许修复即可恢复整体框架结构的使用功能，而且施工方便，成本相比传统的框架结构相差不大，能够获得良好的社会和经济效益。

因此，研发一种具有极强的自复位性能和耗能能力，同时还具有优良的延性和抗疲劳性能的预制装配式自复位框架整体结构，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种预制装配式自复位框架整体结构，旨在解决上述技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种预制装配式自复位框架整体结构，包括：基础、钢柱、横梁、楼板、预制填充墙板和U型卡；

所述基础之间水平固定有基础梁；

所述钢柱竖直布置在所述基础的顶面，且底端与所述基础连接形成自复位柱脚结构；

所述横梁水平布置，且端头与所述钢柱的侧壁连接；所述钢柱与其两侧连接的横梁形成自复位节点结构；

所述楼板水平固定在所述横梁的顶面上，且与所述钢柱存在水平方向的间隙；

所述预制填充墙板竖直布置，且位于下方的所述基础梁、两侧的所述钢柱和上方的所述横梁围成的矩形框架中，以及位于上下对应的两根所述横梁和两侧的所述钢柱围成的矩形框架中；所述预制填充墙板的顶边和两侧边与所述横梁和钢柱之间填充有柔性材料；

所述U型卡的数量为多个，且均匀布置在所述预制填充墙板的四周边沿；所述U型卡的开口端径向卡设在所述预制填充墙板的边沿，且能够与所述预制填充墙板的两侧墙面产生相对滑动；另一端与所述基础梁、钢柱和横梁固定连接；位于所述预制填充墙板顶沿和两侧的所述U型卡的开口端均包裹所述柔性材料。

通过上述技术方案，当地震来临时，位于梁柱节点的自复位节点结构首先耗散地震能量，提高结构的水平承载力；其次因为楼板和预制填充墙板不与钢柱直接接触，且预制填充墙板与上部和两侧的U型卡底部留有一定间距，当整体结构有侧向倾覆的趋势时，楼板和预制填充墙板保持正常的稳定状态，保证整体结构的重心不随地震作用而大幅偏移，且使得整体结构在震后有自复位的能力；最后，自复位节点结构和自复位柱脚结构发挥作用，共同确保节点和柱脚不受太大的损伤，最终实现整个结构的耗能与自复位功能。