一种建筑结构人工塑性铰的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于土木工程设计及建造技术领域，具体涉及一种建筑结构人工塑性 铰。
【背景技术】
[0002] 钢筋混凝土结构是当前我国乃至全世界使用量最大的建筑结构之一。而"强柱弱 梁"、"强节点弱构件"是各国抗震规范对结构的基本设计要求。但由于设计时的超配筋、与 梁相连的楼板、梁上部的填充墙以及施工质量等原因，一方面人为加大了梁的实际刚度，另 一方面人为降低了梁柱节点的承载力和刚度，使得实际建筑结构在地震作用下往往难以实 现以上设计目的，而往往出现"强梁弱柱"、"强构件弱节点"的实际破坏状况，这一点已经被 国内外多次地震灾害所证实。当前虽然有大量研究者提出了不同的解决办法，但由于受到 施工水平、建筑使用以及材料等因素影响，并没有得到广泛采用。因此，研究提出一种施工 简单，材料广泛，不影响结构使用的人工塑性铰成为一种解决办法。现有技术中的解决办法 及优缺点如下：
[0003] (1)采用轻质隔墙
[0004] 当前采用如加气混凝土砌块、空心砖等，一方面减轻了结构自重，另一方面降低了 填充墙刚度，对结构抗震性能的提高有一定作用，但由于填充墙刚度下降有限，且受到楼板 等的作用，并不能够从根本上改变"强梁弱柱"的破坏模式。
[0005] (2)改变隔墙连接方式
[0006] 地震灾害中，刚性连接填充墙不仅对混凝土结构主体抗震性能带来影响，对自身 也会带来严重震害。因此，当前研究者提出改变刚性连接为柔性连接，将填充墙与柱和梁等 主体结构之间设缝，并采用拉结筋拉结。柔性连接的采用，虽然一定程度上减轻了墙自身 的震害，其抗震性能介于刚性连接填充墙框架和空框架之间，但对非结构构件来说，设计过 于繁琐，并且填充墙的构造措施对框架结构的抗震性能有一定的影响，但影响不大，而对框 架梁刚度的影响则很少有改变。
[0007] (3)改变楼板连接方式
[0008] 带楼板的框架结构，特别是板内配筋也参与受力的结构，框架梁刚度和承载力得 到显著增强，梁端破坏程度降低，破坏时间延迟，对"强柱弱梁"和"强节点弱构件"的设计 目标存在显著影响。为减少楼板对梁刚度和承载力的影响，研究者提出在梁端部板梁连接 处设置人工缝，但对梁板传力方式会产生显著改变，而当前的设计计算理论和构造措施配 套并不完善，在实际结构中鲜有采用。
[0009] (4)已有的人工塑性铰方案
[0010] 为实现梁铰机制的抗震破坏模式，当前提出的人工塑性铰，主要是将预定区域的 配筋减少，或者在梁截面开设人工缝，或者将梁分为两段，中间用阻尼器连接。这些方法 虽然实现了梁铰机制的抗震破坏模式，但是由于受到施工、经济等原因，并没有获得广泛使 用。 【实用新型内容】 toon] 本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种建筑 结构人工塑性铰，其结构简单，设计合理，能够保证结构的良好抗震能力，简化了施工过程， 保证了施工质量，实用性强，便于推广使用。
[0012] 为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种建筑结构人工塑性铰， 所述建筑结构包括待设置梁和与待设置梁连接的柱，所述待设置梁上设置有梁底纵筋、梁 顶纵筋、梁箍筋、梁腰筋和S型箍筋，其特征在于：所述人工塑性铰包括设置在待设置梁与 所述柱连接的端部的塑性铰构造盒，以及用于固定塑性铰构造盒的塑性铰构造钢筋和拉结 钢筋；所述塑性铰构造盒放置在梁底纵筋和梁顶纵筋之间，所述塑性铰构造钢筋的数量为 多根，且多根塑性铰构造钢筋两两交叉放置在待设置梁与所述柱的连接节点部位，所述塑 性铰构造盒的正面靠近上边沿位置处和靠近下边沿位置处均设置有供塑性铰构造钢筋穿 过并定位塑性铰构造钢筋的塑性铰构造钢筋孔，所述塑性铰构造盒内部设置有两个并排设 置的用于放置阻燃泡沫板的阻燃泡沫板容置腔，两个阻燃泡沫板容置腔之间设置S型箍筋 并浇筑混凝土，所述塑性铰构造盒的侧面中间位置处设置有供拉结钢筋穿过并定位拉结钢 筋的拉结钢筋孔。
[0013] 上述的一种建筑结构人工塑性铰，其特征在于：所述柱为中柱，所述塑性铰构造盒 的数量为两个，两个塑性铰构造盒对称设置在待设置梁与所述柱的连接节点部位的两侧， 两两交叉后的所述塑性铰构造钢筋的两端分别穿过设置在两个塑性铰构造盒上的塑性铰 构造钢筋孔。
[0014] 上述的一种建筑结构人工塑性铰，其特征在于：所述柱为边柱，所述塑性铰构造盒 的数量为一个，两两交叉后的所述塑性铰构造钢筋的一端穿过设置在塑性铰构造盒上的塑 性铰构造钢筋孔，两两交叉后的所述塑性铰构造钢筋的另一端伸出待设置梁与所述柱的连 接节点并与边柱的钢筋连接。
[0015] 上述的一种建筑结构人工塑性铰，其特征在于：当所述待设置梁的高度大于等于 600mm时，所述拉结钢筋的数量为两根，相应所述拉结钢筋孔的数量为两个；当所述待设置 梁的高度小于600mm时，所述拉结钢筋的数量为一根，相应所述拉结钢筋孔的数量为一个。 [0016] 上述的一种建筑结构人工塑性铰，其特征在于：所述塑性铰构造盒由塑料制成，所 述塑性铰构造盒的壁厚为2_~5_，所述塑性铰构造盒的宽度B2比待设置梁的宽度B /J、 100mm ;当所述待设置梁的高度大于等于600mm时，所述塑性铰构造盒与所述柱的边之间的 距离1^为150_，所述塑性铰构造盒的长度L2为待设置梁的高度札的0. 5倍，所述塑性铰构 造盒的高度H2比待设置梁的高度H/j、140_ ;当所述待设置梁的高度小于600_时，所述塑 性铰构造盒与所述柱的边之间的距离1^为100mm，所述塑性铰构造盒的长度L2S 250mm， 所述塑性铰构造盒的高度H2比待设置梁的高度H /j、100mm。
[0017] 上述的一种建筑结构人工塑性铰，其特征在于：所述塑性铰构造钢筋孔与塑性铰 构造盒的正面上边沿之间的距离和塑性铰构造盒的正面下边沿之间的距离均为l〇mm。
[0018] 上述的一种建筑结构人工塑性铰，其特征在于：所述阻燃泡沫板容置腔的宽度& 为塑性铰构造盒的宽度&的0. 3倍，两个阻燃泡沫板容置腔的侧边沿距离塑性铰构造盒的 两侧边沿的距离相等且均为l〇mm，两个阻燃泡沫板容置腔的顶部距离塑性铰构造盒的顶部 的距离与两个阻燃泡沫板容置腔的底部距离塑性铰构造盒的底部的距离相等且均为35mm。
[0019] 上述的一种建筑结构人工塑性铰，其特征在于：所述塑性铰构造钢筋穿出塑性铰 构造钢筋孔的长度。为250mm，当所述待设置梁的高度大于等于600mm时，所述塑性铰构 造钢筋的直径为12_，所述塑性铰构造钢筋的数量为上下各4根；当所述待设置梁的高度 小于600mm时，所述塑性铰构造钢筋的直径为10mm，所述塑性铰构造钢筋的数量为上下各3 根。
[0020] 本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
[0021] 1、本实用新型的结构简单，设计合理，仅需在原来设计基础上复合塑性铰区的承 载力；施工时通过在适当位置放置塑性铰构造盒，并设置塑性铰构造钢筋，工作量增加不 大，施工方便。
[0022] 2、本实用新型塑性铰构造盒由塑料制成，并可工业化生产，成本低，对建筑造价影 响小。
[0023] 3、本实用新型通过对人工塑性铰截面承载力进行复核，在保证塑性铰区截面抗力 基础上，通过设置塑性铰构造盒，削弱截面刚度，通过交叉设置塑性铰构造钢筋，加强节点 抗剪承载力，实现了"强柱弱梁"，"强节点弱构件"的抗震设计目标，能够保证结构的良好抗 震能力，提高整个建筑结构在地震作用下的安全性。
[0024] 4、本实用新型通过对人工塑性铰截面承载力进行复核，保证了塑性铰区域足够 的抗弯抗剪承载力，能够防止由于人工塑性铰的存在而导致梁出现不可预料的破坏方式。
[0025] 5、本实用新型在人工塑性铰区放置塑性铰构造盒，与常规人工塑性铰相比，简化 了施工过程，保证了施工质量。
[0026] 6、本实用新型的实用性强，使用效果好，便于推广使用。
[0027] 综上所述，本实用新型结构简单，设计合理，能够保证结构的良好抗震能力，简化 了施工过程，保证了施工质量，实用性强，便于推广使用。
[0028] 下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0029] 图1为本实用新型实施例1中一种建筑结构人工塑性铰的结构示意图。
[0030] 图2为本实用新型实施例2中一种建筑结构人工塑性铰的结构示意图。
[0031] 图3为图1或图2的A-A剖视图。
[0032] 图4为本实用新型塑性铰构造盒的正立面图。
[0033] 图5为图4的B-B剖视图。
[0034] 图6为本实用新型塑性铰构造盒的侧立面图。
[0035] 图7为图4的C-C剖视图。
[0036] 图8为本实用新型图1或图2的A-A剖视图的尺寸标注图。
[0037] 图9为本实用新型塑性铰构造盒的正立面图的尺寸标注图。
[0038] 附图标记说明：
[0039] 1一待设置梁； 2-1-中柱； 2-2-边柱；
[0040] 3-1-梁底纵筋；3-2-梁顶纵筋； 4 一塑性铰构造盒；
[0041] 5-阻燃泡沫板；6-塑性铰构造钢筋；7-梁箍筋；
[0042] 8一梁腰筋； 9一拉结钢筋； 10 -S型箍筋；
[0043] 11 一混凝土； 12-