專利名稱：一種可提高建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件阻尼的預(yù)應(yīng)力減震部件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑結(jié)構(gòu)的阻尼減震控制和已有建筑物的抗震加固，尤其是置于結(jié)構(gòu)構(gòu)件中或附著于結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面的阻尼抗震裝置。
背景技術(shù)：
近年來我國連續(xù)發(fā)生了多次具有較大破壞力地震，其中汶川地震、玉樹地震造成 的生命和財產(chǎn)損失，舉國為之同悲。我國大部分城市和重要工業(yè)建筑都位于地震區(qū)，地震危 害將長期威脅著我們。因而減輕建筑結(jié)構(gòu)在地震作用中發(fā)生破壞性損失具有重要的經(jīng)濟價 值和社會意義。目前常用的減震技術(shù)主要是通過在建筑內(nèi)部安裝阻尼器。利用建筑物的層間位移 驅(qū)動阻尼器工作，增加結(jié)構(gòu)阻尼，從而達到減震的目的。在結(jié)構(gòu)內(nèi)部安裝阻尼器存在如下缺 陷一是很多結(jié)構(gòu)內(nèi)部的阻尼器安裝空間受限于建筑功能或美觀方面的要求，往往沒有足 夠或合適的安裝空間；二是阻尼器一般需要定期的檢查與維修，這增加了使用阻尼器的成 本；三是安裝阻尼器部位的節(jié)點需要專門設(shè)計，增加了設(shè)計工作量；四是阻尼器的設(shè)計和 應(yīng)用需要專門知識和技術(shù)，造成了一定的應(yīng)用障礙；五是國內(nèi)大型工程的減震設(shè)備多采用 國外阻尼器，國內(nèi)同類產(chǎn)品與之競爭尚存在一定的困難。這些因素阻礙了阻尼減震技術(shù)的 在我國的推廣應(yīng)用。我國舊有工程的抗震加固普遍采用的方法有在構(gòu)件表面加鋼板或粘接碳纖維布， 加鋼板可以提高舊有建筑物構(gòu)件的剛度，粘接碳纖維布則是可以提高構(gòu)件的強度，二者各 有側(cè)重點，但都不能提高結(jié)構(gòu)的阻尼。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)安裝阻尼器的上述缺陷和抗震加固方法不 能提高結(jié)構(gòu)阻尼的缺陷，提出了一種可提高建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件阻尼的預(yù)應(yīng)力減震部件，通過置 入鋼筋混凝土構(gòu)件中或安裝于鋼筋混凝土構(gòu)件表面或焊接于鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件中來提高構(gòu)件的 阻尼，進而實現(xiàn)整個建筑物的減震或加固，其使用不受建筑物內(nèi)部空間的限制，適用范圍廣 泛，可以在任意鋼筋混凝土構(gòu)件和鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件中采用。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案—種可提高建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件阻尼的預(yù)應(yīng)力減震部件，包括預(yù)應(yīng)力鋼桿1、套管2、錨 板3、張拉錨具4;其中預(yù)應(yīng)力鋼桿1裝入套管2內(nèi)；預(yù)應(yīng)力鋼桿1的一端與錨板3相連，另 一端伸入張拉錨具4中；錨板3和張拉錨具4錨固于結(jié)構(gòu)構(gòu)件中，為預(yù)應(yīng)力張拉提供反力； 預(yù)應(yīng)力張拉完成后預(yù)應(yīng)力鋼桿處于拉應(yīng)力狀態(tài)。套管的作用一方面在于當(dāng)預(yù)應(yīng)力減震部件 埋置于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件時隔離預(yù)應(yīng)力鋼桿與混凝土的粘接，以便于張拉預(yù)應(yīng)力；另外 一方面在于為預(yù)應(yīng)力鋼桿受壓時提供防屈曲約束。一般來說可以將預(yù)應(yīng)力減震部件安裝于結(jié)構(gòu)構(gòu)件中縱向纖維受拉變形較大區(qū)域， 如鋼筋混凝土梁柱構(gòu)件截面抗彎縱筋下面或鋼結(jié)構(gòu)受彎構(gòu)件翼緣內(nèi)側(cè)或鋼結(jié)構(gòu)鋼支撐截面中間部位。當(dāng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件發(fā)生振動時如果構(gòu)件中的預(yù)應(yīng)力減震部件處于受拉狀態(tài)，則預(yù)應(yīng) 力減震部件中的預(yù)應(yīng)力鋼桿的拉應(yīng)變將進一步增加，由于預(yù)應(yīng)力的存在，使得預(yù)應(yīng)力鋼桿 的拉應(yīng)變遠大于相同位置的結(jié)構(gòu)配筋或鋼材，因此預(yù)應(yīng)力減震部件中的預(yù)應(yīng)力鋼桿將早于 構(gòu)件配筋或鋼材進入屈服，提供滯回阻尼；上述預(yù)應(yīng)力減震裝置在構(gòu)件截面中對稱布置，則 總有一側(cè)處于受拉狀態(tài)可以提供阻尼。本減震部件主要利用拉應(yīng)力方向的塑性耗能。以上所述的結(jié)構(gòu)構(gòu)件包括鋼筋混凝土梁、柱、墻、板；鋼骨混凝土柱、梁、墻；型 鋼-混凝土組合梁；鋼梁、鋼柱、鋼板剪力墻、鋼支撐等。預(yù)應(yīng)力減震部件中的預(yù)應(yīng)力鋼桿1可以采用鋼筋、鋼管、鋼棒等對于結(jié)構(gòu)構(gòu)件中受震變形大的區(qū)域可連續(xù)布置該裝置，以有效的為結(jié)構(gòu)和構(gòu)件提 供阻尼減震保護。本發(fā)明提出的可提高建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件阻尼的預(yù)應(yīng)力減震部件可獲得如下有益效 果預(yù)應(yīng)力減震部件安裝于結(jié)構(gòu)構(gòu)件中，可以增加構(gòu)件的阻尼水平，起到降低結(jié)構(gòu)地 震響應(yīng)的效果；預(yù)應(yīng)力減震部件不占用建筑物內(nèi)部的安裝空間，可以在任意構(gòu)件中使用，包括梁、 柱、墻、板、支撐等，適用范圍廣泛。預(yù)應(yīng)力減震部件用于抗震加固時，可直接安裝于構(gòu)件表面，施工方便，不影響建筑 的正常使用功能。預(yù)應(yīng)力減震部件中的鋼材為普通結(jié)構(gòu)鋼，工程造價低。
圖1是本發(fā)明提出的可提高建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件阻尼的預(yù)應(yīng)力減震部件的示意圖；圖2是本發(fā)明提出的可提高建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件阻尼的預(yù)應(yīng)力減震部件的示意圖中的 a-a斷面圖；圖3是本發(fā)明提出的可提高建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件阻尼的預(yù)應(yīng)力減震部件實施例1的示意 圖；圖4是本發(fā)明提出的可提高建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件阻尼的預(yù)應(yīng)力減震部件實施例1的示意 圖中b_b斷面圖；圖5是本發(fā)明提出的可提高建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件阻尼的預(yù)應(yīng)力減震部件實施例1的示意 圖中c-c斷面圖；圖6是本發(fā)明提出的可提高建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件阻尼的預(yù)應(yīng)力減震部件實施例1的示意 圖中d-d斷面圖；圖7是本發(fā)明提出的可提高建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件阻尼的預(yù)應(yīng)力減震部件實施例2的示意 圖；圖8是本發(fā)明提出的可提高建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件阻尼的預(yù)應(yīng)力減震部件實施例2的示意 圖中e-e斷面圖；圖9是本發(fā)明提出的可提高建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件阻尼的預(yù)應(yīng)力減震部件實施例2的示意 圖中g(shù)_g斷面圖；圖10發(fā)明提出的可提高建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件阻尼的預(yù)應(yīng)力減震部件實施例1的示意圖 中f_f斷面4
圖11是本發(fā)明提出的可提高建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件阻尼的預(yù)應(yīng)力減震部件實施例3的示 意圖；圖12是本發(fā)明提出的可提高建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件阻尼的預(yù)應(yīng)力減震部件實施例3的示 意圖中i_i斷面圖；圖13是本發(fā)明提出的可提高建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件阻尼的預(yù)應(yīng)力減震部件實施例3的示 意圖中h_h斷面圖；圖14發(fā)明提出的可提高建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件阻尼的預(yù)應(yīng)力減震部件實施例3的示意圖 中j_j斷面圖；圖中1、預(yù)應(yīng)力鋼桿，2、套管，3、錨板，4、張拉錨具，5、預(yù)應(yīng)力減震部件，6、鋼筋混 凝土梁，7、鋼筋混凝土柱，8、鋼筋混凝土剪力墻，9、鋼筋混凝土梁配筋，10、鋼筋混凝土柱配 筋，11、鋼筋混凝土剪力墻配筋，12、型鋼梁，13、型鋼柱，14、鋼支撐，15、錨件。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行進一步詳細說明。實施例1 如圖3所示，設(shè)有預(yù)應(yīng)力減震部件5的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，包括鋼筋混凝土梁6、鋼筋 混凝土柱7、鋼筋混凝土剪力墻8、預(yù)應(yīng)力減震部件5。預(yù)應(yīng)力減震部件5埋置于鋼筋混凝土 梁6截面上下皮配筋9的內(nèi)側(cè)方區(qū)域、鋼筋混凝土柱7截面周圍的結(jié)構(gòu)配筋10的內(nèi)側(cè)方區(qū) 域和鋼筋混凝土剪力墻8受彎截面上下皮配筋11的內(nèi)側(cè)方。預(yù)應(yīng)力減震部件5可以為鋼 筋混凝土梁6、鋼筋混凝土柱7和鋼筋混凝土剪力墻8提供阻尼減震保護，同時減輕鋼筋混 凝土結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)幅值。本實施例中預(yù)應(yīng)力減震部件5阻尼鋼筋包括預(yù)應(yīng)力鋼桿1、套管2、錨板3、張拉錨 具4 ；預(yù)應(yīng)力鋼桿1裝入套管2內(nèi)；預(yù)應(yīng)力鋼桿1的一端與錨板3相連，另一端伸入張拉錨 具4中；預(yù)應(yīng)力張拉完成后預(yù)應(yīng)力鋼桿1處于拉應(yīng)力狀態(tài)。此實施例中預(yù)應(yīng)力減震部件5埋置于鋼筋混凝土構(gòu)件中，需在張拉錨具4部位預(yù) 留張拉作業(yè)空間，在張拉完成后再用高強度等級混凝土或環(huán)氧樹脂灌注預(yù)留空間。實施例2 如圖7所示，設(shè)有預(yù)應(yīng)力減震部件5的鋼結(jié)構(gòu)，包括型鋼梁12、型鋼柱13、鋼支撐 14、預(yù)應(yīng)力減震部件5。預(yù)應(yīng)力減震部件5焊接于型鋼梁12翼緣內(nèi)側(cè)、型鋼柱13翼緣角點 內(nèi)側(cè)和鋼支撐14截面的中部。預(yù)應(yīng)力減震部件5可以為型鋼梁12、型鋼柱13和鋼支撐14 提供阻尼減震保護，同時減輕鋼結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)幅值。本實施例中預(yù)應(yīng)力減震部件5阻尼鋼筋包括預(yù)應(yīng)力鋼桿1、套管2、錨板3、張拉錨 具4 ；預(yù)應(yīng)力鋼桿1裝入套管2內(nèi)；預(yù)應(yīng)力鋼桿1的一端與錨板3相連，另一端伸入張拉錨 具4中；預(yù)應(yīng)力張拉完成后預(yù)應(yīng)力鋼桿1處于拉應(yīng)力狀態(tài)。實施例3:如圖11所示，設(shè)有預(yù)應(yīng)力減震部件5的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，包括鋼筋混凝土梁6、鋼 筋混凝土柱7、鋼筋混凝土剪力墻8、預(yù)應(yīng)力減震部件5。預(yù)應(yīng)力減震部件5置于鋼筋混凝土 梁6截面左右外表面、鋼筋混凝土柱7截面外表面和鋼筋混凝土剪力墻8截面外表面。預(yù) 應(yīng)力減震部件5可以為鋼筋混凝土梁6、鋼筋混凝土柱7和鋼筋混凝土剪力墻8提供阻尼減震保護，同時減輕鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)幅值。本實施例中預(yù)應(yīng)力減震部件5阻尼鋼筋包括預(yù)應(yīng)力鋼桿1、套管2、錨板3、張拉錨 具4 ；預(yù)應(yīng)力鋼桿1的一端與錨板3相連，另一端伸入張拉錨具4中；預(yù)應(yīng)力張拉完成后預(yù) 應(yīng)力鋼桿1處于拉應(yīng)力狀態(tài)。此實施例中預(yù)應(yīng)力減震部件5安裝于鋼筋混凝土構(gòu)件表面，為說明使用方法，本 實施例在梁柱中采用了不同的安裝方法 鋼筋混凝土梁6中采用了預(yù)埋錨板的方法，即將錨板3和張拉錨具4的部分先 預(yù)埋于鋼筋混凝土梁6中，待混凝土強度滿足要求后，張拉預(yù)應(yīng)力。 鋼筋混凝土柱7采用了錨件15固定方法，錨板3和張拉錨件4焊接于錨件15 上，然后張拉預(yù)應(yīng)力。此方法即可用于新建建筑，也可用于既有建筑的抗震加固。用于新建 建筑是，錨件15可以預(yù)埋于混凝土中，用于既有建筑時，可用化學(xué)錨栓將錨件15固定與柱 表面。
權(quán)利要求
一種可提高建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件阻尼的預(yù)應(yīng)力減震部件，其特征在于包括預(yù)應(yīng)力鋼桿(1)、套管(2)、錨板(3)、張拉錨具(4)；其中預(yù)應(yīng)力鋼桿(1)在張拉前先裝入套管(2)內(nèi)；預(yù)應(yīng)力鋼桿(1)的一端與錨板(3)相連，另一端伸入張拉錨具(4)中；在錨板(3)和張拉錨具(4)在構(gòu)件中固定后張拉預(yù)應(yīng)力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可提高建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件阻尼的預(yù)應(yīng)力減震部件，其特征 是此預(yù)應(yīng)力減震部件一般安裝于結(jié)構(gòu)構(gòu)件中縱向纖維拉壓變形較大區(qū)域，如鋼筋混凝土 梁柱構(gòu)件截面抗彎縱筋下面或鋼結(jié)構(gòu)受彎構(gòu)件翼緣內(nèi)側(cè)或鋼結(jié)構(gòu)鋼支撐截面中間部位。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可提高建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件阻尼的預(yù)應(yīng)力減震部件，其特征 是此預(yù)應(yīng)力減震部件不僅可以埋置于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件中，亦可以安裝于鋼筋混凝土 構(gòu)件表面或焊接于鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可提高建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件阻尼的預(yù)應(yīng)力減震部件，其特征 是預(yù)應(yīng)力減震部件中的預(yù)應(yīng)力鋼桿(1)可以是鋼筋、鋼管、鋼棒等。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可提高建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件阻尼的預(yù)應(yīng)力減震部件，其特征 是該減震部件可連續(xù)布置于結(jié)構(gòu)構(gòu)件中受變形較大的區(qū)域。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可提高建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件阻尼的預(yù)應(yīng)力減震部件，其特征 是所述結(jié)構(gòu)構(gòu)件包括鋼筋混凝土梁、柱、墻、板；鋼骨混凝土柱、梁、墻；型鋼_混凝土組 合梁；鋼梁、鋼柱、鋼板剪力墻、鋼支撐等。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可提高建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件阻尼的預(yù)應(yīng)力減震部件，包括預(yù)應(yīng)力鋼桿、套管、錨板、張拉錨具；其中預(yù)應(yīng)力鋼桿裝入套管內(nèi)；預(yù)應(yīng)力鋼桿的一端與錨板相連，另一端伸入張拉錨具中；進行預(yù)應(yīng)力張拉后，預(yù)應(yīng)力鋼桿處于受拉狀態(tài)，可以將此預(yù)應(yīng)力減震部件安裝于結(jié)構(gòu)構(gòu)件中縱向纖維拉壓變形較大區(qū)域，如鋼筋混凝土梁柱構(gòu)件截面抗彎縱筋下面或鋼結(jié)構(gòu)受彎構(gòu)件翼緣內(nèi)側(cè)或鋼結(jié)構(gòu)鋼支撐截面中間部位。當(dāng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件發(fā)生振動時預(yù)應(yīng)力減震部件中的預(yù)應(yīng)力鋼桿的拉應(yīng)變將進一步增加，由于預(yù)應(yīng)力的存在，此預(yù)應(yīng)力減震部件中的預(yù)應(yīng)力鋼桿將早于構(gòu)件配筋或鋼材進入屈服，提供滯回阻尼。本發(fā)明可以用于新建工程的減震控制或舊有建筑的抗震加固。
文檔編號E04B1/98GK101858112SQ20101019916
公開日2010年10月13日 申請日期2010年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月4日
發(fā)明者何浩祥, 周錫元, 彭凌云 申請人:北京工業(yè)大學(xué)