一种装配式隔震结构体系
阅读说明：本技术 一种装配式隔震结构体系 (Assembled shock insulation structural system ) 是由 何文福 刘威 王琨 许浩 张强 杨森 于 2021-09-17 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种装配式隔震结构体系,属于建筑工程技术领域,解决了结构承载能力和正常使用的要求的技术问题,可有效抵御地震作用。预制构件包括装配柱、装配梁、预制楼板、预制墙、预制上支墩、预制下支墩和基础梁,节点连接包括梁柱节点、柱柱节点、板梁节点、围护结构连接和隔震层连接；梁柱节点设置在装配梁与装配柱之间；柱柱节点设置在两条装配柱之间；板梁节点设置在装配梁与装配板之间；围护结构分别用于预制与装配梁连接和预制楼板与装配梁连接；隔震层设置在预制上支墩与预制下支墩之间。本发明的有益效果是：本发明具有良好的减震效果,在地震动作用下的上部结构震动响应得到有效控制,从而保护震动作用下结构安全。(The invention provides an assembled shock insulation structure system, belongs to the technical field of constructional engineering, solves the technical problems of structural bearing capacity and normal use requirements, and can effectively resist the earthquake action. The prefabricated parts comprise assembly columns, assembly beams, prefabricated floor slabs, prefabricated walls, prefabricated upper piers, prefabricated lower piers and foundation beams, and the node connection comprises beam-column nodes, column-column nodes, plate-beam nodes, enclosure structure connection and shock insulation connection; the beam-column joint is arranged between the assembly beam and the assembly column; the column joint is arranged between the two assembling columns; the plate beam node is arranged between the assembly beam and the assembly plate; the enclosing structures are respectively used for connecting the prefabricated and assembled beams and connecting the prefabricated floor slabs and the assembled beams; the shock insulation layer is arranged between the prefabricated upper buttress and the prefabricated lower buttress. The invention has the beneficial effects that: the invention has good shock absorption effect, and the shock response of the upper structure under the action of earthquake motion is effectively controlled, thereby protecting the structure safety under the action of shock.)
技术领域
本发明涉及建筑工程技术领域，特别涉及一种装配式隔震结构体系。
背景技术
长期以来，我国建筑也主要采用的是现场施工的方式，从支设模板、绑扎钢筋到混凝土的浇筑，大部分工作是在施工现场由人工完成，这样的施工方式不仅施工速度慢，施工周期长，而且施工现场混乱，建筑材料消耗较大，现场产生的建筑垃圾较多，同时对周围环境影响较大，随着劳动力成本的不断上涨，这种以低廉劳动力价格为基础的现场施工方式也日益受到挑战，预制装配式施工方式也越来越被人们所关注。
地震是目前威胁人类的严重自然灾害。传统设计的结构主要是依靠结构和构件的塑性变形来耗散能量，其抗震性能很大程度上取决于结构的延性水平。为确保上部结构在大地震时处于弹性状态，降低结构的塑性损伤出现，可以通过水平隔震结构体系，延长上部结构的自振周期增大结构阻尼，确保人类生命安全，降低地震对人类带来的经济损失。
大面积的房屋倒塌给震后重建工作也带来了很多困难，发展预制装配式建筑可以加快施工速度。在美、欧、日等国家和地区，装配式建筑结构的抗震技术研究有着成熟的积累，在我国装配式建筑结构的抗震性能研究尚待深入，装配式建筑结构的隔震技术研究和开发有待展开。在装配式结构中大力推广隔震技术可以减少地震造成的损失，因此，对建筑结构进行抗震研究，采取必要的抗震措施十分必要。基于此，本发明提供了一种装配式隔震结构体系，以解决上述技术问题。
发明内容
为了解决上述发明问题，本发明提供了一种装配式隔震结构体系，本发明提供的隔震结构体系，可有效抵御地震作用，满足结构承载能力和正常使用的要求。
本发明提出了一种装配式隔震结构体系，包括装配柱、装配梁、预制楼板、预制墙、预制上支墩、预制下支墩和基础梁，涉及梁柱节点、柱柱节点、板梁节点、围护结构连接和隔震层连接；所述装配柱包括预制“凸”型上柱和预制“凸”型下柱，所述预制“凸”型上柱的底部与预制“凸”型下柱的顶部连接后形成装配柱，所述梁柱节点设置在装配梁与装配柱之间；所述柱柱节点设置在两根装配柱之间；所述板梁节点设置在装配柱以及装配梁之间；所述围护结构分别用于预制墙与装配梁连接和预制楼板与装配梁连接；所述隔震层设置在预制上支墩与预制下支墩之间。
进一步地，所述梁柱节点包括牛腿、第一预埋部、第二预埋部、第三预埋部和高承载力屈服螺杆，所述牛腿一体化成型在装配柱的侧壁上，且装配梁的搭接段通过凹槽与牛腿的顶部贴合接触，所述第一预埋部和第三预埋部均预埋在牛腿的底部凹槽内，所述第二预埋部预埋在所述装配梁的端部凹槽内；所述第一预埋部、第三预埋部、第二预埋部预留有螺栓孔位，所述高承载力屈服螺杆自上而下插入所述第一预埋部、第三预埋部、第二预埋部内并通过平头螺母固定，形成铰接节点或半刚性节点，实现所述装配柱与装配梁的连接；所述第三预埋部的下表面、第二预埋部的上表面均涂有防火材料。
进一步地，所述柱柱节点为半干式连接，所述柱柱节点包括环箍钢套板；所述预制“凸”型上柱的底部一体成型有第一连接部；所述预制“凸”型下柱的顶部一体成型有第二连接部；所述预制“凸”型上柱的第一连接部贴合接触环箍钢套板，环箍钢套板设置在预制“凸”型上柱的第一连接部和预制“凸”型下柱的第二连接部交接面略高处，且高度应高于预制梁；所述环箍钢套板中间带有方槽，方槽尺寸略大于预制“凸”型上柱的第一连接部截面尺寸，环箍钢套板的外周尺寸小于预制“凸”型上柱截面尺寸；所述环箍钢套板上开有圆形、长条形或椭圆形孔；所述预制“凸”型上柱、预制“凸”型下柱连接部的位置现场支模板并灌注后浇混凝土。
进一步地，所述预制“凸”型上柱和预制“凸”型下柱的伸出纵筋在环箍钢套板处采用焊条焊连接或螺栓连接，采用螺栓连接时，环箍钢套板上开有圆孔，分为内孔和外孔，预制“凸”型上柱的纵向连接筋与外孔一一对应，预制“凸”型下柱的连接纵筋与内孔一一对应，上下纵筋应错开并分别伸入环箍钢套板的外孔和内孔，并通过高强螺栓紧固；焊条焊连接时，环箍钢套板上开有椭圆形孔或长条形孔，预制“凸”型上柱的纵向连接筋和预制“凸”型下柱的连接纵筋在孔处与环箍钢套板焊接。
进一步地，所述预制楼板边缘为马牙槎凹凸交错的形式设置，且预制楼板之间交错咬合对正连接。
进一步地，所述板梁节点用于装配梁和预制楼板连接，所述板梁节点包括预留钢筋，所述预留钢筋一端分别浇筑预制在预制楼板和装配梁内，所述装配梁的连接部设置在装配梁的顶部处，所述装配梁的连接部顶部通过混凝土浇筑形成后浇带，且预留钢筋的另一端均设置在后浇带内。
进一步地，所述围护结构连接包括F型钢螺栓卡扣与角钢螺栓卡扣，且F型钢螺栓卡扣的侧壁与预制楼板和预制墙接触，所述F型钢螺栓卡扣的底部与装配梁贴合接触，所述F型钢螺栓卡扣的横向部位顶部与预制楼板的底部贴合接触，角钢螺栓卡扣的侧壁与预制楼板和预制墙接触，且角钢螺栓卡扣的底部与装配梁贴合接触；预制墙与装配梁连接时，预制墙与装配梁连接处进行防水处理，再与预制楼板通过F型钢螺栓卡扣连接墙梁与预制楼板，使得三者成为一个整体，最后在墙板接缝处后浇混凝土；预制楼板与装配梁时，通过角钢螺栓卡扣连接装配梁、预制楼板和预制墙，最后在墙板接缝处后浇混凝土。
进一步地，所述隔震层连接包括上钢板、下钢板、连接钢板、高强螺栓和隔震支座，所述上钢板预埋在所述预制上支墩下端面，下钢板预埋在所述预制下支墩上端面，所述隔震支座的上部与下部设置连接有钢板，所述钢板通过高强螺栓将隔震支座和预制上支墩、预制下支墩紧固连接。
进一步地，所述预制下支墩与基础梁交接面处设置有剪力键，并在预制下支墩与基础梁之间浇筑混凝土，实现预制下支墩与基础梁的连接，所述剪力键可以是工字钢、钢筋笼或圆钢管，剪力键设置单个或多个。
进一步地，所述隔震支座包括上连接板、复位杆、直杆、下球体、下万向球罩、支撑杆、复位罩、连接套、滑杆、上球体、上万向球罩、减震弹簧、限位孔、复位弹簧、方形槽和下连接板，所述下连接板的顶部中端处固定连接有复位罩，所述复位罩内壁均匀固定连接有复位弹簧，所述复位弹簧的里端固定连接有复位杆，所述复位杆的底部与下连接板的顶部之间存在缝隙，所述复位罩的顶部中端处开设有限位孔，所述限位孔的直径比复位杆的直径大，所述复位杆的顶部固定连接有上连接板，所述下连接板在复位罩两侧处均匀固定连接有支撑杆，所述支撑杆的顶部固定连接有下万向球罩，所述下万向球罩内限位转动连接有下球体，所述下球体的顶部固定连接有直杆，所述直杆的顶部固定连接有连接套，所述连接套的上端开设有方形槽，所述方形槽的内底部固定连接有减震弹簧，所述减震弹簧的顶部固定连接有滑杆，且滑杆与方形槽贴合滑动连接，所述上连接板在支撑杆的对应位置一一对应固定安装有上万向球罩，所述上万向球罩内限位转动连接有上球体，所述上球体的底部与滑杆的顶部固定连接，所述上连接板和下连接板均与钢板固定连接。
与现有技术相比，本发明实施例的有益效果是：
1.本发明构造较为简单，能兼顾安全与成本控制，同时隔震支座可进行竖直方式减震，此外还可在水平方向进行小幅度摇晃减震，隔震支座的布置能保证建筑的安全，具有良好的减震效果，在地震动作用下的上部结构震动响应得到有效控制，从而保护震动作用下结构安全。
2.梁柱节点通过高承载力屈服螺杆固定，装配梁端外伸钢筋在核心区弯起，完全干式连接，安装方便；当遭受地震等外力作用时，通过高承载力屈服螺杆、装配梁的搭接段之间相互摩擦，高承载力屈服螺杆和耗能钢筋发生屈曲来耗散能量，减少对房屋的损害，克服了装配式框架结构节点耗能能力不足的问题。
3.柱柱节点对接方便，施工简单，传力明确，克服了传统灌浆套筒连接中套筒内砂浆灌注的施工质量难以把控的困难，上下预制柱“凸”字截面的设计可有效提高施工效率，且结构简洁，成本低，便于工业化生产。
4.梁板节点施工方便、结构整体性好，施工速度快、经济效果好，造价较低，运输方便。
5.隔震层连接采用干湿结合的方式，不仅可以通过隔震支座起到隔震耗能的作用，保护建筑结构的安全，而且所采用的预制装配式梁柱加快了施工速度，降低了工程造价，使建筑现代化。该预制装配式层间隔震体系可以很好地应用于各类隔震建筑结构中，具有很好的实用性和可行性。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
图1为本发明实施例的装配式框架结构隔震体系的结构示意图。
图2为本发明实施例中图1中的梁柱节点的结构示意图。
图3为本发明实施例中的柱柱节点的各构件示意图。
图4为本发明实施例中图1中的柱柱节点的结构示意图。
图5为本发明实施例图4中A-A的剖面图。
图6为本发明实施例装配式预制板的结构示意图。
图7为本发明实施例装配式预制板截面的结构示意图。
图8为本发明实施例装配式预制板与预制板连接的结构示意图
图9为本发明实施例板梁节点的结构示意图。
图10为本发明实施例外墙与板梁连接的结构示意图。
图11为本发明实施例外墙与板梁连接的剖面图。
图12为本发明实施例内墙与板梁连接的结构示意图。
图13为本发明实施例内墙与板梁连接的剖面图。
图14为本发明实施例图1中中隔震层连接的结构示意图
图15为本发明实施例图14中隔震层的正剖面图。
图16为本发明实施例图14中隔震层B-B剖面图。
图17为本发明实施例的隔震支座结构示意图。
图18为本发明实施例的隔震支座结构剖视图。
其中，附图标记为，
1、装配柱；2、装配梁；3、预制楼板；4、预制墙；5、梁柱节点；6、柱柱节点；7、板梁节点；8、围护结构连接；9、隔震层连接；10、第一预埋部；11、高承载力屈服螺杆；12、第三预埋部；13、第二预埋部；14、牛腿；15、环箍钢套板；16、预制“凸”型上柱；17、预制“凸”型下柱；18、防火材料；19、预留钢筋；20、F型钢螺栓卡扣；21、角钢螺栓卡扣；22、上钢板；23、下钢板；24、连接钢板；25、高强螺栓；26、预制上支墩；27、预制下支墩；28、剪力筋；29、基础梁；30、隔震支座；31、后浇混凝土；32、上连接板；33、复位杆；34直杆；35、下球体；36、下万向球罩；37、支撑杆；38、复位罩；39连接套；40、滑杆；41、上球体；42、上万向球罩；43、减震弹簧；44、限位孔；45、复位弹簧；46、方形槽；47、下连接板。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下实施例是对本发明进行进一步详细说明。当然，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
参见图1、2所示，本发明提供一种装配式隔震结构体系，包括装配柱1、装配梁2、预制楼板3、预制墙4、预制上支墩26、预制下支墩27和基础梁29，涉及梁柱节点5、柱柱节点6、板梁节点7、围护结构连接8和隔震层连接9；；装配柱1包括预制“凸”型上柱16和预制“凸”型下柱17，预制“凸”型上柱16的底部与预制“凸”型下柱17的顶部连接后形成装配柱1，最下端的装配柱1只含有预制“凸”型下柱17，最上端的装配柱1只含有预制“凸”型上柱16，梁柱节点5设置在装配梁2与装配柱1之间，梁柱节点5包括牛腿14、第一预埋部10、第二预埋部13、第三预埋部12和高承载力屈服螺杆11，牛腿14一体化成型在装配柱1的侧壁上，且装配梁2的搭接段通过凹槽与牛腿14的顶部贴合接触，第一预埋部10和第三预埋部12均预埋在牛腿14的底部凹槽内，第二预埋部13预埋在装配梁2的端部凹槽内；第一预埋部10、第三预埋部12、第二预埋部13预留有螺栓孔位，高承载力屈服螺杆11自上而下插入第一预埋部10、第三预埋部12、第二预埋部13内并通过平头螺母固定，形成铰接节点或半刚性节点，实现装配柱1与装配梁2的连接；第三预埋部12的下表面、第二预埋部13的上表面均涂有防火材料18，进行防火处理；
梁柱节点5通过高承载力屈服螺杆固定，装配梁2端外伸钢筋在核心区弯起，完全干式连接，安装方便；当遭受地震等外力作用时，通过高承载力屈服螺杆11、装配梁2的搭接段之间相互摩擦，高承载力屈服螺杆11和耗能钢筋发生屈曲来耗散能量，减少对房屋的损害，克服了装配式框架结构节点耗能能力不足的问题。
参见图3、4、5所示，柱柱节点6设置在两根装配柱1之间，柱柱节点6为半干式连接，柱柱节点6包括环箍钢套板15；预制“凸”型上柱16的底部一体成型有第一连接部；预制“凸”型下柱17的顶部一体成型有第二连接部；预制“凸”型上柱16的第一连接部贴合接触环箍钢套板15，环箍钢套板15设置在预制“凸”型上柱16的第一连接部和预制“凸”型下柱17的第二连接部交接面略高处，且高度应高于预制梁2；环箍钢套板15中间带有方槽，方槽尺寸略大于预制“凸”型上柱16的第一连接部截面尺寸，环箍钢套板15的外周尺寸小于预制“凸”型上柱16截面尺寸；环箍钢套板15上开有圆形、长条形或椭圆形孔；预制“凸”型上柱16、预制“凸”型下柱17连接部的位置现场支模板并灌注后浇混凝土31；
预制“凸”型上柱16和预制“凸”型下柱17的伸出纵筋在环箍钢套板15处采用焊条焊连接或螺栓连接，采用螺栓连接时，环箍钢套板15上开有圆孔，分为内孔和外孔，预制“凸”型上柱16的纵向连接筋与外孔一一对应，预制“凸”型下柱17的连接纵筋与内孔一一对应，上下纵筋应错开并分别伸入环箍钢套板的外孔和内孔，并通过高强螺栓25紧固；焊条焊连接时，环箍钢套板15上开有椭圆形孔或长条形孔，预制“凸”型上柱16的纵向连接筋和预制“凸”型下柱17的连接纵筋在孔处与环箍钢套板15焊接；
柱柱节点6对接方便，施工简单，传力明确，克服了传统灌浆套筒连接中套筒内砂浆灌注的施工质量难以把控的困难，预制“凸”型上柱16和预制“凸”型下柱17的“凸”字截面的设计可有效提高施工效率，且结构简洁，成本低，便于工业化生产。
参见图6、7、8、9所示，预制楼板3边缘为马牙槎凹凸交错的形式设置，且预制楼板3之间交错咬合对正连接，板梁节点7设置在装配柱1以及装配梁2之间，板梁节点7用于装配梁2和预制楼板3连接，板梁节点7包括预留钢筋19，预留钢筋19一端分别浇筑预制在预制楼板3和装配梁2内，装配梁2的连接部设置在装配梁2的顶部处，装配梁2的连接部顶部通过混凝土浇筑形成后浇带，且预留钢筋19的另一端均设置在后浇带内；
梁板节点7施工方便、结构整体性好，施工速度快、经济效果好，造价较低，运输方便。
参见图10、11、12、13所示，围护结构8分别用于预制墙4与装配梁2连接和预制楼板3与装配梁2连接；围护结构8包括F型钢螺栓卡扣20与角钢螺栓卡扣21，且F型钢螺栓卡扣20的侧壁与预制楼板3和预制墙4接触，F型钢螺栓卡扣20的底部与装配梁2贴合接触，F型钢螺栓卡扣20的横向部位顶部与预制楼板3的底部贴合接触，角钢螺栓卡扣21的侧壁与预制楼板3和预制墙4接触，且角钢螺栓卡扣21的底部与装配梁2贴合接触；预制墙4与装配梁2连接时，预制墙4与装配梁2连接处进行防水处理，再与预制楼板3通过F型钢螺栓卡扣20连接墙梁与预制楼板，使得三者成为一个整体，最后在墙板接缝处后浇混凝土31；预制楼板3与装配梁2时，通过角钢螺栓卡扣21连接装配梁2、预制楼板3和预制墙4，最后在墙板接缝处后浇混凝土31。
参见图14、15、16所示，隔震层连接9设置在预制上支墩26与预制下支墩27之间，隔震层9包括上钢板22、下钢板23、连接钢板24、高强螺栓25和隔震支座30，上钢板22预埋在预制上支墩26下端面，下钢板23预埋在预制下支墩27上端面，隔震支座30的上部与下部设置连接有钢板24，钢板24通过高强螺栓25将隔震支座30和预制上支墩26、预制下支墩27紧固连接；预制下支墩27与基础梁29交接面处设置有剪力键28，并在预制下支墩27与基础梁29之间浇筑混凝土31，实现预制下支墩27与基础梁29的连接，剪力键28可以是工字钢、钢筋笼或圆钢管，剪力键28设置单个或多个；剪力键28提供刚性连接方式，利于与基础梁29固定连接。隔震层连接9连接采用干湿结合的方式，不仅可以通过隔震支座起到隔震耗能的作用，保护建筑结构的安全，而且所采用的预制装配式梁柱加快了施工速度，降低了工程造价，使建筑现代化；该预制装配式层间隔震体系可以很好地应用于各类隔震建筑结构中，具有很好的实用性和可行性。
参见图14、17、18所示，隔震支座30包括上连接板32、复位杆33、直杆34、下球体35、下万向球罩36、支撑杆37、复位罩38、连接套39、滑杆40、上球体41、上万向球罩42、减震弹簧43、限位孔44、复位弹簧45、方形槽46和下连接板47，下连接板47的顶部中端处固定连接有复位罩38，复位罩38内壁均匀固定连接有复位弹簧45，复位弹簧45的里端固定连接有复位杆33，复位杆33的底部与下连接板47的顶部之间存在缝隙，复位罩38的顶部中端处开设有限位孔44，限位孔44的直径比复位杆33的直径大，复位杆33的顶部固定连接有上连接板32，下连接板47在复位罩38两侧处均匀固定连接有支撑杆37，支撑杆37的顶部固定连接有下万向球罩36，下万向球罩36内限位转动连接有下球体35，下球体35的顶部固定连接有直杆34，直杆34的顶部固定连接有连接套39，连接套39的上端开设有方形槽46，方形槽46的内底部固定连接有减震弹簧43，减震弹簧43的顶部固定连接有滑杆40，且滑杆40与方形槽46贴合滑动连接，上连接板32在支撑杆37的对应位置一一对应固定安装有上万向球罩42，上万向球罩42内限位转动连接有上球体41，上球体41的底部与滑杆40的顶部固定连接，上连接板32和下连接板47均与钢板24固定连接，构造较为简单，能兼顾安全与成本控制，同时隔震支座30的滑杆40在方形槽46内滑动，减震弹簧43对滑杆40进行竖直减震处理，竖直方式减震，此外，下球体35在下万向球罩36内万向转动，上球体41在上万向球罩42内万向转动，上连接板32在下连接板47顶部水平方向上移动平移，限位孔44对复位杆33进行限位处理，然后复位弹簧45带动复位杆33恢复到初始位置，在水平方向进行小幅度摇晃减震，隔震支座30的布置能保证建筑的安全，具有良好的减震效果，在地震动作用下的上部结构震动响应得到有效控制，从而保护震动作用下结构安全。
以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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