专利名称：一种自定心预应力混凝土框架楼板结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种框架楼板结构，具体来说，涉及一种自定心预应力混凝土框架楼板结构。
背景技术：
传统的现浇混凝土框架楼板结构，是将楼板和梁进行现浇连接。具体来说，自定心预应力混凝土框架包括N个水平布置的跨，N为大于1的整数，每个跨包括呈矩形布置的四根主梁、M根次梁，M为大于1的整数，四个框架柱和楼板，主梁通过预应力钢绞线连接在相邻的两个框架柱之间，次梁连接在相对的两根主梁之间，楼板位于主梁和次梁的上方。相邻的跨之间共用一根主梁和两个框架柱。对于自定心混凝土框架来说，若采用现浇混凝土楼板结构，则楼板和主梁之间，以及楼板和次梁之间均采用现场浇注混凝土的方式进行固定连接。当该固定方式的混凝土框架楼板结构在地震作用下，主梁和框架柱界面发生分离时， 楼板会约束主梁和框架柱界面的开合行为。若现浇混凝土楼板提供的约束力较强，不发生明显的破坏，则会对框架产生很大的约束力，并破坏自定心预应力框架梁柱节点的自定心能力，从而影响整体结构的抗震性能。
发明内容
技术问题本发明所要解决的技术问题是提供一种自定心预应力混凝土框架楼板结构，该混凝土框架楼板结构可以在单向地震作用下，减少自定心预应力混凝土框架因楼板约束效应造成的损伤，从而减少震后修复的代价。技术方案为解决上述技术问题，本发明的自定心预应力混凝土框架楼板结构，该混凝土框架楼板结构包括N个水平布置的跨，N为大于1的整数，每个跨包括四根主梁、M 根次梁，M为大于1的整数，四个框架柱和楼板，主梁通过预应力钢绞线连接在相邻的两个框架柱之间，主梁和框架柱组成矩形框架，次梁连接在相对的两根主梁之间，楼板位于主梁和次梁的上方；相邻的跨共用一根主梁和两个框架柱，在所述的N个跨的一个跨中，次梁， 以及与次梁相连接的两根主梁分别通过紧固装置与楼板固定连接，其余两根主梁通过滑移装置与楼板连接，并且该两根主梁和楼板通过滑移装置可相对滑动；在余下的各跨中，主梁和次梁分别通过滑移装置与楼板连接，并且主梁和次梁分别通过滑移装置与楼板可相对滑动。有益效果与现有技术相比，本发明具有以下有益效果
1.在单向地震动作用下，减少自定心预应力混凝土框架因楼板约束效应造成的损伤。 本发明的技术方案中，在组成混凝土框架楼板结构的多个跨中，在任意一个跨中，将次梁和两根主梁分别与楼板固定连接，在剩余的其他跨中，次梁和主梁分别与楼板可相对滑动。自定心预应力混凝土框架在单向地震动作用下，主梁和框架柱的接触面发生张开行为时，楼板随着与其固定连接的主梁和次梁一起做水平运动，并在其他跨上产生相对滑动，混凝土框架楼板基本仍处于弹性范围。地震作用后，框架结构在钢绞线预应力的作用下回复到原先的竖向中心位置(自定心)，从而大大减小混凝土框架楼板结构在地震作用下的残余变形。采用本发明的自定心预应力混凝土框架楼板结构，在单向地震动结束后，由于主梁、次梁和框架柱的变形可控制在弹性范围内，所以混凝土框架楼板结构无损，从而减少震后修复的代价。
2.结构造价低。本发明中的构件可以在工厂预制，然后现场组装，有利于加快施工进度、保证质量和减少人工成本。
图1为本发明的伸展变形图。图2为本发明的平面示意图。图3为图2的A-A剖面。图4为图2的B-B剖面。图5为图2的C-C剖面。图6为图2的D-D剖面。图中有1.跨，2.主梁，3.次梁，4.框架柱，5.楼板；6.紧固装置，7.滑移装置， 8.抗剪销钉，9.水泥砂浆找平层，10.上滑移板；11.下滑移板。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的技术方案进一步详细说明。如图1至6所示，本发明的一种自定心预应力混凝土框架楼板结构，该混凝土框架楼板结构包括N个水平布置的跨1，N为大于1的整数，例如N可以为2、3或4。在图2中， N为2。每个跨1包括四根主梁2、M根次梁3，M为大于1的整数，四个框架柱4和楼板5。 主梁2通过预应力钢绞线连接在相邻的两个框架柱4之间，主梁2和框架柱4组成矩形框架。次梁3连接在相对的两根主梁2之间。楼板5位于主梁2和次梁3的上方。在一个跨1中，次梁3的数量依据工程实际需要而定。在图2中，采用两根次梁3。跨与跨之间的连接采用共用结构的形式。如图2所示，相邻的跨1共用一根主梁2和两个框架柱4。在N 个跨1的一个跨中，次梁3，以及与次梁3相连接的两根主梁2分别通过紧固装置6与楼板 5固定连接；其余两根主梁2通过滑移装置7与楼板5连接，并且该两根主梁2和楼板5通过滑移装置2可相对滑动。在余下的各跨中，主梁2和次梁3分别通过滑移装置7与楼板 5连接，并且主梁2和次梁3分别通过滑移装置7与楼板5可相对滑动。安装时，用工厂预制的钢筋混凝土框架主梁2、次梁3和框架柱4，经现场吊装就位，将预应力钢绞线穿过主梁2和框架柱4中预留的孔道，进行框架主梁2的预应力张拉。 之后，将工厂预制的钢筋混凝土楼板5以抗剪销钉8固定连接在预应力框架的一个跨的次梁和两根主梁上。为保证自定心框架不受楼板5的约束，在自定心框架的其他跨的主梁和次梁上设置水平滑移装置7。自定心预应力混凝土框架楼板结构是一种新型的结构体系，框架主梁2通过水平设置的预应力钢绞线和框架柱4结合在一起，剪力由主梁2和框架柱4 之间接触面上的摩擦力或耗能元件承担。当地震作用增大到一定程度时，主梁2和框架柱 4的接触面将会张开。随着主梁2和框架柱4的接触面的张开，主梁2端面的角钢、摩擦件等耗能构件率先进入塑性状态以实现耗能。同时，楼板5内的纵向钢筋可以作为抵抗主梁2两端的负弯矩用。楼板5随着与其固定连接的预应力框架的主梁2和次梁3 —起做水平运动，并在其他跨上产生相对滑动，混凝土框架楼板基本仍处于弹性范围。地震作用后，与楼板5固定连接的次梁3和主梁2在钢绞线预应力的作用下回复到原先的竖向中心位置(自定心)，从而消除混凝土框架楼板结构在地震作用下的残余变形，并且由主梁2、次梁3和框架柱4组成的混凝土框架楼板结构的主体部件的变形可控制在弹性范围内，即混凝土框架楼板结构无损。本发明采用的技术方案克服了自定心预应力混凝土框架楼板结构中楼板5对框架的约束效应问题，减少(或避免)因楼板5对自定心预应力框架梁柱节点，即对主梁2和框架柱4之间的节点的约束而削弱自定心混凝土框架的震后自动复位功能，有效地消除或减少了结构的残余变形，减少了震后修复的代价。所述的紧固装置6可以有多种结构。如图3和图5所示，本发明采用的紧固装置6 包括抗剪销钉8和水泥砂浆找平层9。水泥砂浆找平层9固定连接在次梁3和楼板5之间， 或者固定连接在主梁2和楼板5之间。抗剪销钉8穿过水泥砂浆找平层9，抗剪销钉8的两端分别位于主梁2和楼板5中，或者抗剪销钉8的两端分别位于次梁3和楼板5中。这样， 采用紧固装置6连接的主梁2和楼板5会一起移动；采用紧固装置6连接的次梁3和楼板 5会一起移动。所述的滑移装置7可以有多种结构。如图4和图6所示，本发明采用的滑移装置7 包括上滑移板10和下滑移板11。上滑移板10固定连接在楼板5的底面，下滑移板11固定连接在主梁2或次梁3的顶面，并且下滑移板11的面积小于上滑移板10的面积，上滑移板 10覆盖整个下滑移板11。这样，上滑移板10和楼板5固定连接，主梁2或次梁3和下滑移板11固定连接。当楼板5与主梁2或次梁3之间产生相对移动时，上滑移板10和下滑移板11之间就会产生相对滑动。下滑移板11的面积小于上滑移板10的面积，可以保证下滑移板11和上滑移板10可自由的产生相对滑移。所述的上滑移板10和下滑移板11的厚度之和等于水泥砂浆找平层9的厚度。这样可以保证整个框架平面内的楼板5在同一高度。由于上滑移板10和下滑移板11之间会产生相对滑动，所以，为减小摩擦效应，下滑移板11和上滑移板10分别采用聚四氟乙烯材料制成。这样，下滑移板11和上滑移板10 更容易产生相对滑动。
权利要求
1.一种自定心预应力混凝土框架楼板结构，该混凝土框架楼板结构包括N个水平布置的跨(1)，N为大于1的整数，每个跨(1)包括四根主梁(2)、M根次梁(3)，M为大于1的整数，四个框架柱(4)和楼板(5)，主梁(2)通过预应力钢绞线连接在相邻的两个框架柱(4)之间，主梁(2)和框架柱(4)组成矩形框架，次梁(3)连接在相对的两根主梁(2)之间，楼板(5) 位于主梁(2 )和次梁(3 )的上方；相邻的跨(1)共用一根主梁(2 )和两个框架柱(4)，其特征在于，在所述的N个跨(1)的一个跨中，次梁(3)，以及与次梁(3)相连接的两根主梁(2)分别通过紧固装置(6 )与楼板(5 )固定连接，其余两根主梁(2 )通过滑移装置(7 )与楼板(5 ) 连接，并且该两根主梁(2)和楼板(5)通过滑移装置(2)可相对滑动；在余下的各跨中，主梁(2)和次梁(3)分别通过滑移装置(7)与楼板(5)连接，并且主梁(2)和次梁(3)分别通过滑移装置(7 )与楼板(5 )可相对滑动。
2.按照权利要求1所述的自定心预应力混凝土框架楼板结构，其特征在于，所述的紧固装置(6)包括抗剪销钉(8)和水泥砂浆找平层(9)，水泥砂浆找平层(9)固定连接在次梁(3)和楼板(5)之间，或者固定连接在主梁(2)和楼板(5)之间；抗剪销钉(8)穿过水泥砂浆找平层(9)，抗剪销钉(8)的两端分别位于主梁(2)和楼板(5)中，或者抗剪销钉(8)的两端分别位于次梁(3)和楼板(5)中。
3.按照权利要求1或2所述的自定心预应力混凝土框架楼板结构，其特征在于，所述的滑移装置(7 )包括上滑移板(10 )和下滑移板(11)，上滑移板(10 )固定连接在楼板(5 )的底面，下滑移板(11)固定连接在主梁(2)或次梁(3)的顶面，并且下滑移板(11)的面积小于上滑移板(10 )的面积，上滑移板(10 )覆盖整个下滑移板(11)。
4.按照权利要求3所述的自定心预应力混凝土框架楼板结构，其特征在于，所述的上滑移板(10)和下滑移板(11)的厚度之和等于水泥砂浆找平层(9)的厚度。
5.按照权利要求3所述的自定心预应力混凝土框架楼板结构，其特征在于，所述的下滑移板(11)和上滑移板(10)分别采用聚四氟乙烯材料制成。
全文摘要
本发明公开了一种自定心预应力混凝土框架楼板结构，包括N个水平布置的跨，每个跨包括四根主梁、M根次梁，四个框架柱和楼板，主梁通过预应力钢绞线连接在相邻的两个框架柱之间，次梁连接在相对的两根主梁之间，楼板位于主梁和次梁的上方；相邻的跨共用一根主梁和两个框架柱，在N个跨的一个跨中，次梁，以及与次梁相连接的两根主梁分别通过紧固装置与楼板固定连接，其余两根主梁通过滑移装置与楼板连接；在余下的各跨中，主梁和次梁分别通过滑移装置与楼板连接。该混凝土框架楼板结构可以在单向地震作用下，减少自定心预应力混凝土框架因楼板约束效应造成的损伤。
文档编号E04B5/14GK102425257SQ201110430239
公开日2012年4月25日 申请日期2011年12月21日 优先权日2011年12月21日
发明者宋良龙, 郭彤 申请人:东南大学