一种设置明柱暗梁的强约束混凝土核心筒.pdf

本发明涉及一种设置明柱暗梁的强约束混凝土核心筒，属于土木工程领域，主要用于建筑工程。明柱暗梁强约束混凝土核心筒，包括混凝土墙体、混凝土边框柱和混凝土墙体中的暗梁。混凝土墙体中配置水平分布钢筋和竖向分布钢筋；混凝土边框柱设置于核心筒各角部的混凝土墙体相交处，为突出于墙面的明柱；墙体中的暗梁设置于各楼层高度处，配有纵筋和箍筋，并沿墙体水平长度方向延伸，与两端混凝土边框柱相连，形成空间约束框架。混凝土边框柱内以及墙体洞口边缘构件内设置钢柱，暗梁中设置钢梁，钢梁和钢柱之间采用刚性连接，形成混凝土筒体内部的钢骨架。本发明提出的明柱暗梁强约束混凝土核心筒具有良好的抗震性能，可推广用于高层混凝土结构建筑。

权利要求书

一种设置明柱暗梁的强约束混凝土核心筒
技术领域
本发明涉及一种设置明柱暗梁的强约束混凝土核心筒，属于土木工程领域，主要用于建筑工程。
背景技术
近年来我国经济和社会的飞速发展促使高层建筑大量兴建，其规模不断扩大、高度不断增加，结构体系也越来越多样化。混凝土核心筒由于自身刚度大，被广泛应用于各类高层建筑结构体系中，成为结构抗侧力刚度的主体。因此核心筒的性能直接关系到整体结构的性能。对于有抗震要求的高层建筑，核心筒则成为抗震设防的第一道防线和关键构件。然而普通的混凝土核心筒在抗震性能上存在不足，表现为，在核心筒因刚度大而承受结构大部分水平地震作用的同时，混凝土材料本身的脆性性质使其容易较快发生破坏，导致其水平承载力迅速下降，变形性能差，从而影响核心筒乃至整个结构的抗震安全性。针对这种情况，本发明拟对混凝土核心筒通过采用设置混凝土边框明柱和暗梁的措施，形成强约束核心筒，有效提高筒体的水平承载力、变形和耗能能力，特别是改善其后期性能，以利抗震。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗震性能良好的明柱暗梁强约束混凝土核心筒。
本发明采用如下技术方案：
本发明提出的一种设置明柱暗梁的强约束混凝土核心筒，其包括混凝土墙体、混凝土边框柱和混凝土墙体中的暗梁；所述的混凝土墙体中配置水平分布钢筋和竖向分布钢筋；混凝土边框柱设置于核心筒角部的两个方向的混凝土墙体相交处，混凝土边框柱的水平截面尺寸在沿所相邻各混凝土墙体的厚度方向上均分别大于墙体厚度，形成突出于墙面的矩形或L形截面明柱，混凝土边框柱内配置有纵筋和箍筋，混凝土墙体中的水平分布钢筋伸入到混凝土边框柱内锚固；混凝土墙体内在各楼层高度处设置暗梁，暗梁的宽度与混凝土墙体厚度相同；暗梁在长度方向上沿混凝土墙体的水平长度方向延伸，最终分别与两端的混凝土边框柱相连。对于楼层处设有门窗洞口的墙体，暗梁高度取墙体洞口连梁的高度。暗梁顶面和底面配置通长纵筋伸入边框柱内进行锚固，沿所述的暗梁全长配置箍筋。混凝土边框柱和混凝土墙体中的暗梁形成与混凝土墙体浇筑为整体的空间约束框架。
所述的混凝土边框柱内以及墙体洞口边缘构件内设置沿筒体高度方向贯通的钢柱，所述的混凝土墙体内暗梁的横截面中部附近的位置设置沿梁长度方向贯通的钢梁，钢梁和钢柱之间采用刚性连接，形成混凝土筒体内部的空间钢骨架。
所述的钢梁和钢柱采用轧制截面钢构件或焊接截面钢构件。
与普通钢筋混凝土核心筒相比，本发明具有以下优点：
在正常使用阶段，筒体刚度大，变形小；在强烈地震作用时，由于边框柱和暗梁组成的空间框架的约束作用及对筒体角部的直接加强，使筒体水平承载能力和变形能力得以提高，破坏推迟，特别是有效改善其后期性能，避免筒体底部混凝土过早压溃，使连梁梁端塑性铰及其他部位的耗能机制得以较充分实现。当筒体内部设有钢梁和钢柱形成的空间钢骨架时，钢骨架可以与已开始进入破坏阶段的混凝土共同作用，使作为体系关键构件的筒体自身形成后期抗力系统。因此，本发明提出的设置明柱暗梁的强约束混凝土核心筒对于提高混凝土核心筒的抗震性能方面可取得明显效果，并大大提高结构体系的抗震安全性。
附图说明
图1是边框柱截面为矩形的明柱暗梁强约束混凝土核心筒平面示意图；
图2是图1的A‑A剖面图；
图3是图1的B‑B剖面图；
图4是边框柱截面为L形的明柱暗梁强约束混凝土核心筒平面示意图；
图5是图4的A‑A剖面图；
图6是图4的B‑B剖面图；
图中：1、混凝土墙体，2、混凝土边框柱，3、混凝土墙体中的暗梁，4、钢柱，5、钢梁，6、墙体洞口连梁，7、墙体洞口边缘构件，8、墙体水平分布钢筋，9、墙体竖向分布钢筋，10、混凝土边框柱纵筋，11、混凝土边框柱箍筋，12、墙体暗梁纵筋，13、墙体暗梁箍筋，14、门窗洞口。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明：
实施例1：
图1～图3所示为边框柱截面形式为矩形的明柱暗梁强约束混凝土核心筒。核心筒由混凝土墙体1、混凝土边框柱2和混凝土墙体中的暗梁3组合而成。混凝土墙体1中按常规方法配置墙体水平分布钢筋8和墙体竖向分布钢筋9；混凝土边框柱2设置于核心筒各角部的两个方向的混凝土墙体1相交处，混凝土边框柱2的水平截面尺寸在沿所相邻各混凝土墙体1的厚度方向上均分别大于墙体厚度，形成突出于墙面的矩形截面明柱，混凝土边框柱2内配置有混凝土边框柱纵筋10和混凝土边框柱箍筋11，墙体水平分布钢筋8伸入混凝土边框柱2，可靠锚固；混凝土墙体1内在各楼层高度处设置混凝土墙体中的暗梁3，混凝土墙体中的暗梁3的宽度与混凝土墙体1厚度相同；混凝土墙体中的暗梁3在长度方向上沿混凝土墙体1的水平长度方向延伸，最终分别与两端的混凝土边框柱2相连。对于设有门窗洞口14的混凝土墙体1，混凝土墙体中的暗梁3高度宜取墙体洞口连梁6高度。混凝土墙体中的暗梁3顶面和底面配置通长墙体暗梁纵筋12伸入混凝土边框柱2，可靠锚固，并沿混凝土墙体中的暗梁3全长配置墙体暗梁箍筋13。混凝土边框柱2和混凝土墙体中的暗梁3形成与混凝土墙体1浇筑为整体的空间约束框架。上述混凝土边框柱2以及墙体洞口边缘构件7内设置沿筒体高度方向贯通的钢柱4，上述混凝土墙体中的暗梁3横截面中部附近的位置设置沿梁长度方向贯通的钢梁5，钢梁5和钢柱4之间采用刚性连接，形成混凝土筒体内部的空间钢骨架。
实施例2：
图4～图5所示为边框柱截面形式为L形的明柱暗梁强约束混凝土核心筒。核心筒由混凝土墙体1、混凝土边框柱2和混凝土墙体中的暗梁3组合而成。混凝土墙体1中按常规方法配置墙体水平分布钢筋8和墙体竖向分布钢筋9；混凝土边框柱2设置于核心筒各角部的两个方向的混凝土墙体1相交处，混凝土边框柱2的水平截面尺寸在沿所相邻各混凝土墙体1的厚度方向上均分别大于墙体厚度，形成突出于墙面且有内凹角的L形截面明柱，混凝土边框柱2内配置有混凝土边框柱纵筋10和混凝土边框柱箍筋11，墙体水平分布钢筋8伸入混凝土边框柱2，可靠锚固；混凝土墙体1内在各楼层高度处设置混凝土墙体中的暗梁3，混凝土墙体中的暗梁3的宽度与混凝土墙体1厚度相同；混凝土墙体中的暗梁3在长度方向上沿混凝土墙体1的水平长度方向延伸，最终分别与两端的混凝土边框柱2相连。对于设有门窗洞口14的混凝土墙体1，混凝土墙体中的暗梁3高度宜取墙体洞口连梁6高度。混凝土墙体中的暗梁3顶面和底面配置通长墙体暗梁纵筋12伸入混凝土边框柱2，可靠锚固，并沿混凝土墙体中的暗梁3全长配置墙体暗梁箍筋13。混凝土边框柱2和混凝土墙体中的暗梁3形成与混凝土墙体1浇筑为整体的空间约束框架。上述混凝土边框柱2以及墙体洞口边缘构件7内设置沿筒体高度方向贯通的钢柱4，上述混凝土墙体中的暗梁3横截面中部附近的位置设置沿梁长度方向贯通的钢梁5，钢梁5和钢柱4之间采用刚性连接，形成混凝土筒体内部的空间钢骨架。
以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。