[发明专利]一种预应力装配式人工铰、自适应减震结构体系及其工法

说明书

一种预应力装配式人工铰、自适应减震结构体系及其工法，包括梁柱连接节点，框架柱包括柱身部和对应框架梁连接位置伸出柱身部并与其一体预制的牛腿连接梁部，牛腿连接梁部为连接台，框架梁的内部预留有梁预应力孔道，牛腿连接梁部预留有连接梁孔道，连接梁孔道在连接梁内纵向通长设置并且延伸至柱身部内形成柱内梁预应力孔道，孔道内依次通长贯穿有梁预应力筋，预应力筋与混凝土的接触关系为跨中无粘结和跨端有粘结。本发明基于人工铰，跳出建筑中设置阻尼器减震的传统观念，系统地提出了自适应减震结构体系的概念，将装配式梁、柱组合成一种控制系统，使结构具有修正自身刚度的特性以适应地震波的振动变化。

技术领域

本发明属于结构减震领域，特别是一种预应力装配式人工铰、自适应减震结构体系及其工法。

背景技术

现有装配式建筑中的框架结构一般均需要通过设置塑性铰减震或安装阻尼器进行减震，而结构中设置阻尼器存在如下问题：

一、大幅增加了结构设计成本，并带来了一系列问题，如结构设计的不经济，建筑有效利用面积和空间的浪费，甚至在一些高烈度地区，传统结构设计已经无法满足装配式建筑的要求。

二、塑性铰不具有恢复力性能，在受地震作用破坏后无法继续使用，不经济。

发明内容

本发明的目的是提供一种预应力装配式人工铰、自适应减震结构体系及其工法，要解决现有装配式建筑中的框架结构设置阻尼器存在结构设计的不经济，建筑有效利用面积和空间的浪费的技术问题；还要解决塑性铰不具有恢复力性能，在受地震作用破坏后无法继续使用，不经济，不利于装配式建筑的推广使用的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种预应力装配式人工铰，包括钢筋混凝土预制的框架梁和框架柱的梁柱连接节点，所述框架柱包括柱身部和对应框架梁连接位置伸出柱身部并与其一体预制的牛腿连接梁部，所述牛腿连接梁部为连接台，所述框架梁的连接端端面形状与牛腿连接梁部的连接台的连接端端面相配合，所述框架梁的连接端搭接在连接台的连接端上并且两个连接端的端面紧密贴合，

所述框架梁的内部沿梁纵向通长预留有梁预应力孔道，所述梁预应力孔道沿梁横向设置有一道或者间隔设置有两道以上，所述牛腿连接梁部预留有梁预应力孔道对应的连接梁孔道，所述连接梁孔道在连接梁内纵向通长设置并且延伸至柱身部内形成柱内梁预应力孔道，

所述梁预应力孔道、连接梁孔道和柱内梁预应力孔道内依次通长贯穿有梁预应力筋，其中梁预应力筋与混凝土的接触关系为跨中无粘结和跨端有粘结，即梁预应力筋在梁预应力孔道内无粘结连接，梁预应力筋在连接梁孔道和柱内梁预应力孔道内有粘结连接。

同一根梁预应力筋所贯穿的梁预应力孔道、连接梁孔道和柱内梁预应力孔道的孔道轴线位于同一个竖向平面内，并且该孔道轴线呈两端高中间内凹的弧形线。

所述连接台的连接端端面呈两台阶的阶梯状，所述连接台的阶梯由上至下尺寸依次变大，分别为上台阶和下台阶，所述连接梁孔道位于上台阶或者下台阶内。

所述柱内梁预应力孔道的端面延伸至柱身的柱中或者柱侧。

一种自适应减震结构体系，包括上下连接的至少两层框架结构，每层框架结构均包括一组框架柱以及一组框架梁，所述框架柱按柱网设置，所述框架梁的两端分别与框架柱的相应位置连接，每个梁柱连接节点均包括预应力装配式人工铰。

所述柱身部的四角处分别开设有柱角预应力孔道，所述柱角预应力孔道沿框架柱竖向通长设置，上下相邻两层框架柱的柱角预应力孔道竖向对齐，所述柱角预应力孔道内通长贯穿有柱预应力筋，所述柱预应力筋与混凝土的接触关系为通长无粘结，即柱预应力筋在柱角预应力孔道内无粘结连接。

所述柱身部的顶部居中设有向下内凹于柱身的凹槽，所述柱身部的底部居中设有与凹槽相适应并且向下伸出柱身的榫头，所述柱角预应力孔道设置在凹槽和榫头外侧的四角位置。

上层框架柱底部的榫头与下层框架柱顶部的凹槽榫卯连接。