一种可更换的HPFRCC耗能装置的制作方法

一种可更换的hpfrcc耗能装置
技术领域
1.本实用新型属于抗震结构体系领域，具体涉及一种可更换的hpfrcc耗能装置。


背景技术：

2.框架结构由于其空间布置灵活、结构自重较轻等优点在多、高层建筑中有着广泛的应用。但是框架结构抗侧刚度较小，水平荷载作用下侧移较大，在地震作用下容易出现“软弱层”或者结构损伤过大而难以修复或修复成本过大。
3.因此研究者将各类耗能装置装配到rc框架结构中，以有效地改善rc框架结构的抗震性能。但是，目前rc框架结构中采用的各类耗能装置存在一些问题：传统的金属阻尼器不能承受轴力，且与框架结构之间的受力关系复杂；钢支撑一旦屈服后刚度很小，而为了防屈曲就需要采取增大截面或与混凝土结合等措施，造价较高；大多数耗能装置结构较复杂，占用结构空间。
4.因此，有必要研究一种新型耗能减震装置，使其能有效提高rc框架结构的抗震性能，尽可能保持框架结构“空间布置灵活”的优势，同时简化结构的施工工序和节约成本。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术中的问题，本实用新型提供了一种可更换的hpfrcc耗能装置，能够提高rc框架结构的抗震性能，且结构简单，施工方便，便于更换，成本较低，具有良好的应用前景。
6.为了实现以上目的，本实用新型所采用的技术方案为：包括hpfrcc耗能构件，以及设置于所述hpfrcc耗能构件的上下两端的rc连接端，所述rc连接端分别可拆卸地固定连接框架梁，所述rc连接端包括受力钢筋网以及浇筑于受力钢筋网的混凝土，所述hpfrcc耗能构件包括受力钢筋网以及浇筑于受力钢筋网的hpfrcc材料，且所述hpfrcc耗能构件的受力钢筋网固定延伸至上下两端的所述rc连接端的受力钢筋网内。
7.进一步地，所述rc连接端设置有连接件，所述连接件通过高强螺栓可拆卸地固定连接于所述rc连接端和所述框架梁之间。
8.进一步地，所述rc连接端的相背两侧分别设置有所述连接件，所述高强螺栓贯穿所述rc连接端或所述框架梁连接两个所述连接件。
9.进一步地，所述连接件为直面钢板，所述rc连接端和所述框架梁上下连接且夹持固定于两个所述直面钢板之间。
10.进一步地，所述连接件为l形钢板，所述l形钢板的一端贴合固定于所述rc连接端，所述l形钢板的另一端贴合固定于所述框架梁。
11.进一步地，所述rc连接端和/或所述框架梁对应所述连接件的位置设置有预埋钢板和预埋螺栓，所述预埋螺栓固定连接所述预埋钢板和对应的所述连接件。
12.进一步地，所述连接件开设有长圆孔，所述高强螺栓或所述预埋螺栓穿过所述长圆孔，所述连接件能够通过所述长圆孔调节位置。
13.进一步地，所述hpfrcc耗能构件的高度为框架结构净高的1/3，所述hpfrcc耗能构件与框架结构中框架柱的屈服强度比为0.5～1。
14.进一步地，所述rc连接端与对应的所述框架梁沿上下方向预留空隙连接。
15.进一步地，所述hpfrcc耗能构件和所述rc连接端一体浇筑成型。
16.与现有技术相比，本实用新型设置hpfrcc耗能构件，以及设置于hpfrcc耗能构件的上下两端的rc连接端，hpfrcc耗能构件利用受力钢筋网以及浇筑于受力钢筋网的hpfrcc材料制成，hpfrcc，即高性能水泥基复合材料，是一种经过设计的具有拉伸应变硬化和微裂缝特性的复合材料。材料的极限拉应变可以达到3％，可以提高构件的抗剪能力，变形能力、耐损伤能力以及耗能能力等。采用hpfrcc材料制作的短柱或墙等构件具有较高的抗侧刚度、强度以及变形能力，较小的变形状态下就可以有效的耗散能量。本实用新型依据框架结构抗震需求布置在框架柱。该耗能装置在结构承受地震作用时先发生屈服，刚度退化缓慢，持续有效的进行耗能，能够在强震时有效保护框架结构主要受力构件的安全，降低其损伤；hpfrcc耗能构件的刚度、强度和耗能能力都能通过调节材料强度、配筋率等参数进行调节；hpfrcc耗能装置的预制化程度高，震后受损以后可以进行更换，即时承载；hpfrcc耗能装置在结构中布置灵活，便于空间利用，可广泛用于新建和既有框架结构中，以提高结构的抗震性能。
附图说明
17.图1是本实用新型实施例的结构示意图；
18.图2是本实用新型实施例的内部钢筋网的结构示意图；
19.图3a是本实用新型实施例与框架梁连接结构示意图一；图3b是本实用新型实施例与框架梁连接结构示意图二；
20.其中，1-hpfrcc耗能构件；2-rc连接端；3-高强螺栓；4-预埋螺栓；5-连接件；6-框架梁；7-受力钢筋网；8-预埋钢板。
具体实施方式
21.下面结合说明书附图和具体的实施例对本实用新型作进一步地解释说明，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
22.本实用新型实施例提供了一种可更换的hpfrcc耗能装置，具体参见图1、图2、图3a和图3b，包括hpfrcc耗能构件1，以及设置于hpfrcc耗能构件1的上下两端的rc连接端2，rc连接端2分别可拆卸地固定连接框架梁6，rc连接端2包括受力钢筋网7以及浇筑于受力钢筋网7的混凝土，hpfrcc耗能构件1包括受力钢筋网7以及浇筑于受力钢筋网7的hpfrcc材料，且hpfrcc耗能构件1的受力钢筋网7固定延伸至上下两端的rc连接端2的受力钢筋网7内。
23.本实施例利用受力钢筋网以及浇筑于受力钢筋网的hpfrcc材料制成hpfrcc耗能构件1，利用hpfrcc，即高性能水泥基复合材料，具有拉伸应变硬化和微裂缝特性的复合材料可以提高构件的抗剪能力，变形能力、耐损伤能力以及耗能能力等，具有较高的抗侧刚度、强度以及变形能力，较小的变形状态下就可以有效的耗散能量，hpfrcc耗能构件1的刚
度、强度和耗能能力都能通过调节材料强度、配筋率等参数进行调节。rc连接端2利用受力钢筋网7以及浇筑于受力钢筋网7的混凝土制成，混凝土可以是普通标号混凝土即可，且hpfrcc耗能构件1的受力钢筋网7固定延伸至上下两端的rc连接端2的受力钢筋网7内，使得rc连接端2和hpfrcc耗能构件1一体式预制化程度高，rc连接端2分别可拆卸地固定连接框架梁6，震后受损以后可以进行更换，即时承载，耗能装置在结构中布置灵活，便于空间利用，可广泛应用于高烈度地震区的新建和既有框架结构中，提高rc框架结构的抗震性能，避免框架结构出现软弱层，便于震后修复，施工方便，具有良好的应用前景。
24.具体地，rc连接端2设置有连接件5，连接件5通过高强螺栓3可拆卸地固定连接于rc连接端2和框架梁6之间。利用连接件5和高强螺栓3提高连接稳固性，且便于拆卸安装。
25.优选地，rc连接端2的相背两侧分别设置有连接件5，高强螺栓3贯穿rc连接端2或框架梁6连接两个连接件5，在rc连接端2的相背两侧分别进行rc连接端2和框架梁6的连接，更加提高连接稳固性。
26.作为本实用新型的一个优选实施例，为了适应rc连接端2和框架梁6的上下尺寸相适配时，连接件5为直面钢板，rc连接端2和框架梁6上下连接且夹持固定于两个直面钢板之间。
27.作为本实用新型的另一个优选实施例，为了适应rc连接端2和框架梁6的上下尺寸不适配时，连接件5为l形钢板，l形钢板的一端贴合固定于rc连接端2，l形钢板的另一端贴合固定于框架梁6。
28.优选地，rc连接端2和/或框架梁6对应连接件5的位置设置有预埋钢板8和预埋螺栓4，预埋螺栓4固定连接预埋钢板8和对应的连接件5。利用预埋钢板8和预埋螺栓4，更加提高了rc连接端2和框架梁6之间连接的稳固可靠性。预埋螺栓4也是高强螺栓。
29.优选地，连接件5开设有长圆孔，高强螺栓3或预埋螺栓4穿过长圆孔，连接件5能够通过长圆孔调节位置，方便根据具体工况调节连接件5安装位置，便于现场安装调节。
30.具体地，hpfrcc耗能构件1的高度为框架结构净高的1/3，hpfrcc耗能构件1与框架结构中框架柱的屈服强度比为0.5～1。需要说明的是，该处的框架结构净高指的是上下相邻的两个框架梁6之间的高度，rc连接端2与对应的框架梁6沿上下方向预留空隙连接，以使rc连接端2和框架梁6之间具有一定的变形余量，提高抗震性能。hpfrcc耗能构件1和rc连接端2一体浇筑成型，可以形成便于更换的构件。
31.本实施例的施工工序如下：
32.(一)在工厂完成hpfrcc耗能装置的预制：
33.hpfrcc耗能构件1和rc连接端2的受力钢筋网7依据设计要求进行绑扎布置，先进行hfprcc耗能构件1的hpfrcc材料的浇筑，24h后进行rc连接端2的混凝土的浇筑，高强螺栓3、预埋螺栓4以及预埋钢板8在rc连接端2或框架梁6的混凝土浇筑之前按设计位置布置；并使得hpfrcc耗能构件1的高度约为框架结构净高的1/3，hpfrcc耗能构件1与框架结构中框架柱的屈服强度比为0.5-1。
34.(二)施工现场装配流程：
35.施工现场，依据框架梁的尺寸以及rc连接端2的尺寸，采用l形或直面钢板的连接件5，将hpfrcc耗能装置与框架梁6进行连接，连接件5的连接孔为长圆孔，便于调节安装，且hpfrcc耗能装置与框架梁之间留有一定尺寸的空隙，拧紧螺栓，完成安装，需要替换时，直
接拧松螺栓进行替换即可。
36.本实用新型预制化程度高，震后受损以后可以进行更换，即时承载，在结构中布置灵活，便于空间利用，可广泛应用于高烈度地震区的新建和既有框架结构中，提高rc框架结构的抗震性能，避免框架结构出现软弱层，便于震后修复，施工方便，具有良好的应用前景。
37.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围。