本發(fā)明涉及土木工程抗震加固技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種帶懸挑板框架外附預(yù)應(yīng)力裝配式耗能框架加固的結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

從傳統(tǒng)意義上說(shuō)，提高混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震能力的途徑大致可分為提高承載能力(強(qiáng)度型加固)、提高延性(延性型加固)、減少作用于結(jié)構(gòu)上的地震力(消能減震加固)三種主要方式。提高承載能力是通過(guò)增加支撐、增加抗震墻、增設(shè)外部構(gòu)架、加大原框架結(jié)構(gòu)截面尺寸等方式，提高結(jié)構(gòu)的抗震能力；提高延性是通過(guò)對(duì)構(gòu)件進(jìn)行延性加固，如對(duì)柱增加箍筋、外包鋼板箍、碳纖維圍束等方式提高構(gòu)件延性從而提高結(jié)構(gòu)的延性；設(shè)置消能減震裝置則是通過(guò)設(shè)置阻尼器、隔震裝置等耗散地震能力或隔斷地震能量輸入，以減輕地震造成的影響。

附加整體子結(jié)構(gòu)加固就是利用附加整體子結(jié)構(gòu)與原有結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作，不但可以有效改善結(jié)構(gòu)的整體受力狀態(tài)，提高結(jié)構(gòu)的抗震性能，而且在加固施工期間可以盡量不中斷建筑結(jié)構(gòu)的正常使用，還可以結(jié)合建筑的具體情況創(chuàng)造出豐富的建筑效果，是一種經(jīng)濟(jì)、合理、高效的結(jié)構(gòu)體系加固方法。

目前多數(shù)外附子結(jié)構(gòu)加固需進(jìn)行子結(jié)構(gòu)的現(xiàn)澆作業(yè)，會(huì)產(chǎn)生污染和噪音，并且施工周期繁雜漫長(zhǎng)。此外，外附子結(jié)構(gòu)加固存在一種特殊的連接情況，即原框架結(jié)構(gòu)外伸陽(yáng)臺(tái)或外走廊懸挑板，導(dǎo)致外附子結(jié)構(gòu)無(wú)法與原框架結(jié)構(gòu)貼合。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種帶懸挑板框架外附預(yù)應(yīng)力裝配式耗能框架加固的結(jié)構(gòu)。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的一種帶懸挑板框架外附預(yù)應(yīng)力裝配式耗能框架加固的結(jié)構(gòu)，包括待加固的原框架結(jié)構(gòu)以及外附框架結(jié)構(gòu)，外附框架結(jié)構(gòu)為節(jié)點(diǎn)核心區(qū)摩擦耗能的預(yù)應(yīng)力裝配式結(jié)構(gòu)，其包括預(yù)制鋼筋混凝土梁和預(yù)制鋼筋混凝土柱，預(yù)制鋼筋混凝土梁與預(yù)制鋼筋混凝土柱連接的端部設(shè)置鋼套頭，鋼套頭與預(yù)制鋼筋混凝土柱之間設(shè)置摩擦軟鋼板，預(yù)制鋼筋混凝土梁與預(yù)制鋼筋混凝土柱內(nèi)均設(shè)置預(yù)應(yīng)力筋；預(yù)制鋼筋混凝土梁向外延伸有懸挑板，在懸挑板上打連接孔；原框架結(jié)構(gòu)上也向外延伸有懸挑板，并在懸挑板上打連接孔，預(yù)制鋼筋混凝土梁上的懸挑板與原框架結(jié)構(gòu)的懸挑板通過(guò)螺栓連接。

其中，剛套頭由四塊矩形鋼板焊接而成，兩側(cè)的兩塊鋼板長(zhǎng)度大于上方和下方的兩塊鋼板，兩側(cè)鋼板伸出距離為預(yù)制鋼筋混凝土柱截面高度的一半。

其中，剛套頭與預(yù)制鋼筋混凝土梁通過(guò)抗剪栓釘進(jìn)行連接，預(yù)制鋼筋混凝土梁端部設(shè)有螺旋箍筋，防止預(yù)制鋼筋混凝土梁端部的混凝土提前壓潰，增強(qiáng)端部承載力。

其中，兩塊摩擦軟鋼板分別放置在剛套頭兩側(cè)鋼板的內(nèi)表面，并且在摩擦軟鋼板、剛套頭、節(jié)點(diǎn)核心區(qū)對(duì)應(yīng)位置打孔，通過(guò)穿入螺栓、螺栓兩側(cè)緊固螺帽將摩擦軟鋼板、剛套頭、節(jié)點(diǎn)核心區(qū)緊密連接。

其中，預(yù)制鋼筋混凝土柱在預(yù)制時(shí)一端外伸鋼筋，另一端留有灌漿套筒或者波紋管；下層預(yù)制鋼筋混凝土柱的上端外伸鋼筋與上層預(yù)制鋼筋混凝土柱的下端灌漿套筒或者波紋管進(jìn)行套筒連接或漿錨搭接。

其中，預(yù)制鋼筋混凝土梁、預(yù)制鋼筋混凝土柱內(nèi)均預(yù)留波紋管，以便張拉預(yù)應(yīng)力筋；在本層所有的外附框架節(jié)點(diǎn)連接完成后，張拉梁中預(yù)應(yīng)力筋，并在最外側(cè)梁端錨固。

其中，張拉預(yù)制鋼筋混凝土梁及預(yù)制鋼筋混凝土柱內(nèi)的預(yù)應(yīng)力筋前，在預(yù)制鋼筋混凝土梁及預(yù)制鋼筋混凝土柱的結(jié)合面上澆筑水泥砂漿或環(huán)氧砂漿，連接找平，保護(hù)節(jié)點(diǎn)核心區(qū)，同時(shí)減小預(yù)應(yīng)力筋的壓力損失。

其中，預(yù)制鋼筋混凝土柱另設(shè)基礎(chǔ)，其中的預(yù)應(yīng)力筋一端先錨固在基礎(chǔ)中，在預(yù)制柱吊裝、連接前，先將預(yù)應(yīng)力筋穿過(guò)預(yù)制鋼筋混凝土柱中預(yù)埋的波紋管，待所有的預(yù)制鋼筋混凝土柱對(duì)位連接后，張拉其中的預(yù)應(yīng)力筋，并將預(yù)應(yīng)力筋的另一端錨固在柱頂。

有益效果：本發(fā)明的一種帶懸挑板框架外附預(yù)應(yīng)力裝配式耗能框架加固的結(jié)構(gòu)，具有以下有益效果：

1、外附框架結(jié)構(gòu)不但以其自身的抗震承載能力和耗能能力貢獻(xiàn)于加固后的整體結(jié)構(gòu)的抗震能力，還可改善原框架結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)和變形模式，使結(jié)構(gòu)形成更合理的損傷屈服機(jī)制，從而使原框架結(jié)構(gòu)的抗震能力得到更充分的利用。

2、外附框架結(jié)構(gòu)外伸懸挑板與原框架結(jié)構(gòu)外伸懸挑板通過(guò)螺栓連接，充分發(fā)揮了懸挑板的作用，減少現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)，提高施工效率，加固工作在建筑物外部完成，不破壞建筑物的內(nèi)部裝修，不影響建筑物內(nèi)部活動(dòng)，外附框架另設(shè)基礎(chǔ)，相當(dāng)于原框架結(jié)構(gòu)在該方向多出一跨，增加結(jié)構(gòu)使用面積。

3、外附框架結(jié)構(gòu)中的雙向預(yù)應(yīng)力筋實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的自復(fù)位，減小原框架結(jié)構(gòu)本身的殘余變形，并利用節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的鋼套頭與軟鋼板的摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)消耗能量，將損傷位置控制在鋼套頭與摩擦軟鋼板。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明中外附預(yù)制框架節(jié)點(diǎn)構(gòu)造示意圖；

圖2為本發(fā)明中外附預(yù)制框架節(jié)點(diǎn)構(gòu)造細(xì)部圖；

圖3為本發(fā)明中外附預(yù)制框架節(jié)點(diǎn)構(gòu)造正視圖；

圖4為本發(fā)明中外附預(yù)制框架節(jié)點(diǎn)構(gòu)造俯視圖；

圖5為本發(fā)明中預(yù)制鋼筋混凝土柱基礎(chǔ)大樣圖；

圖6為本發(fā)明中外附預(yù)制框架示意圖(帶懸挑板)；

圖7為本發(fā)明中原框架結(jié)構(gòu)示意圖(帶懸挑板)；

圖8為本發(fā)明中外附框架與原框架連接方法示意圖；

圖9為本發(fā)明中外附框架與原框架連接方法側(cè)視圖；

圖10為本發(fā)明中外附框架與原框架連接方法俯視圖；

圖11為本發(fā)明中外附框架連接完成示意圖；

圖12為本發(fā)明中外附框架連接完成側(cè)視圖；

圖13為本發(fā)明中外附框架連接完成俯視圖；

圖中：1-原框架結(jié)構(gòu)，2-外附框架結(jié)構(gòu)，3-預(yù)制鋼筋混凝土梁，4-預(yù)制鋼筋混凝土柱，5-懸挑板，6-懸挑板，7-外伸鋼筋，9-節(jié)點(diǎn)核心區(qū)，10-梁端削弱面，11-節(jié)點(diǎn)核心區(qū)削弱截面，12-鋼套頭，13-摩擦軟鋼板，14-預(yù)應(yīng)力筋，15-預(yù)應(yīng)力筋，16-基礎(chǔ)，17-連接孔，18-連接孔，19-鋼套頭連接孔，20-軟鋼板連接孔，21-節(jié)點(diǎn)核心區(qū)連接孔，22-對(duì)拉螺栓，23-螺帽，24-波紋管。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說(shuō)明。

本發(fā)明提供了一種帶懸挑板框架外附預(yù)應(yīng)力裝配式耗能框架加固的結(jié)構(gòu)，利用原框架結(jié)構(gòu)1中外伸的懸挑板6，將外附框架結(jié)構(gòu)2與原框架結(jié)構(gòu)1連接。預(yù)應(yīng)力筋14、預(yù)應(yīng)力筋15實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)自復(fù)位，外附框架結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)核心區(qū)9摩擦實(shí)現(xiàn)耗能。

具體地，如圖1-4所示，本發(fā)明包括待加固的原框架結(jié)構(gòu)1，外附框架結(jié)構(gòu)2以及兩者之間的懸挑板5和懸挑板6。外附框架結(jié)構(gòu)2為節(jié)點(diǎn)核心區(qū)9摩擦耗能的預(yù)應(yīng)力裝配式結(jié)構(gòu)，由預(yù)制鋼筋混凝土梁3、預(yù)制鋼筋混凝土柱4、鋼套頭12、摩擦軟鋼板13等組成，并在裝配完成后張拉預(yù)制鋼筋混凝土梁3中預(yù)應(yīng)力筋14，節(jié)點(diǎn)無(wú)后澆段。預(yù)制鋼筋混凝土柱4在樓層中部進(jìn)行連接，其中穿有預(yù)應(yīng)力筋15。

鋼套頭12由四塊矩形鋼板焊接而成，兩側(cè)的兩塊鋼板長(zhǎng)度大于上下兩面的鋼板長(zhǎng)度；預(yù)制鋼筋混凝土梁3端部局部削弱，以便套上鋼套頭12。外附框架梁3在吊裝前，將鋼套頭12與梁端削弱面10通過(guò)抗剪栓釘進(jìn)行連接；預(yù)制鋼筋混凝土梁3端部設(shè)有螺旋箍筋，防止梁端混凝土提前壓潰，進(jìn)一步增強(qiáng)預(yù)制鋼筋混凝土梁3端部承載力。

節(jié)點(diǎn)核心區(qū)9局部削弱，并嵌入摩擦軟鋼板13；摩擦軟鋼板13外側(cè)與鋼套頭12外伸的鋼板相連，鋼套頭12外表面與預(yù)制鋼筋混凝土梁3側(cè)面在同一平面。鋼套頭12、摩擦軟鋼板13、節(jié)點(diǎn)核心區(qū)9對(duì)應(yīng)位置打鋼套頭連接孔19、軟鋼板連接孔20、節(jié)點(diǎn)核心區(qū)連接孔21，并保證孔貫通連接。穿入對(duì)拉螺栓22并緊固螺帽23，將鋼套頭12、摩擦軟鋼板13、節(jié)點(diǎn)核心區(qū)9緊密連接。

預(yù)制鋼筋混凝土柱4在預(yù)制時(shí)一端外伸鋼筋7，另一端預(yù)留孔洞；下層柱上端外伸鋼筋7與上層柱下端的預(yù)留孔洞進(jìn)行套筒連接或漿錨搭接。

預(yù)制鋼筋混凝土梁3、預(yù)制鋼筋混凝土柱4內(nèi)均預(yù)留波紋管24，以便張拉預(yù)應(yīng)力筋14、預(yù)應(yīng)力筋15。在本層所有的外附框架結(jié)構(gòu)2節(jié)點(diǎn)核心區(qū)9連接完成后，張拉梁中預(yù)應(yīng)力筋14，并在最外側(cè)梁端錨固；張拉預(yù)應(yīng)力筋14前，在梁柱結(jié)合面上澆筑水泥砂漿或環(huán)氧砂漿，連接找平，保護(hù)節(jié)點(diǎn)核心區(qū)9，同時(shí)減小預(yù)應(yīng)力筋14的壓力損失。

如圖5所示，預(yù)制鋼筋混凝土柱4另設(shè)基礎(chǔ)16，柱中預(yù)應(yīng)力筋15一端先錨固在基礎(chǔ)16中，在預(yù)制柱4吊裝、連接前，先將預(yù)應(yīng)力筋15穿過(guò)柱中預(yù)埋波紋管24，待所有的預(yù)制鋼筋混凝土柱4對(duì)位連接后，張拉柱中預(yù)應(yīng)力筋15，并將預(yù)應(yīng)力筋15的另一端錨固在柱頂。

如圖6-13所示，外附框架結(jié)構(gòu)2外伸懸挑板5，懸挑板5與預(yù)制鋼筋混凝土梁3一起預(yù)制，并在懸挑板5上打連接孔17；懸挑板5與預(yù)制鋼筋混凝土梁的連接面在預(yù)制鋼筋混凝土梁側(cè)面中線以下，懸挑板5不經(jīng)過(guò)預(yù)制鋼筋混凝土梁的梁端削弱面10。在原結(jié)構(gòu)外伸懸挑板6打連接孔18，連接孔18位置與外附框架外伸懸挑板5的連接孔17位置相對(duì)應(yīng)，并通過(guò)對(duì)拉螺栓22連接。連接孔17、連接孔18應(yīng)該避開(kāi)懸挑板5、懸挑板6內(nèi)部的縱筋以及構(gòu)造筋。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。