[發(fā)明專利]一種震后具有自復位功能的新型預制預應力鋼框架結構體系

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310045201.9
• 申請日: 2013-02-05
• 公開（公告）號: CN103088917A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發(fā)明（設計）人: 張艷霞;杜紅凱;葉吉健;李瑞;劉景波
• 申請（專利權）人: 北京建筑工程學院
• 主分類號: E04B1/58
• 分類號: E04B1/58;E04B1/98
• 代理公司: 北京馳納智財知識產權代理事務所(普通合伙) 11367
• 代理人: 謝亮

技術領域

本發(fā)明涉及一種鋼結構體系，尤其是建筑結構領域應用的一種震后具有自復位功能的新型預應力鋼框架結構體系。

背景技術

傳統的抗震鋼結構體系梁柱節(jié)點一般采用剛接連接，具體形式分為栓焊混合連接和全焊連接兩種形式，但是這兩種梁柱節(jié)點在地震后因梁端焊縫得不到保護容易發(fā)生脆性破壞，近年來廣泛研究的加強和削弱等改進型鋼框架梁柱節(jié)點能夠達到強震時塑性鉸外移的目的，保護了梁端焊縫而不發(fā)生脆性破壞，但在強震過后，鋼框架都會產生較大的殘余變形，結構和構件變形較大，震后難以修復或修復成本大大增加。國外學者提出了震后具有自復位功能的梁柱節(jié)點組成的鋼框架結構體系（以下稱普通自復位鋼框架結構體系），其基本構成包括框架梁、柱、預應力構件、耗能裝置，其中框架梁通過水平設置的預應力拉索和框架柱連接在一起。當地震作用達到一定程度時，梁柱的接觸面張開，耗能裝置耗能，從而避免了梁柱等主體構件的損壞。地震作用后，結構在預應力作用下恢復到原先的豎向位置。研究表明這種普通自復位鋼框架結構體系能夠克服傳統鋼結構體系的不足，避免現場焊接，發(fā)揮預應力鋼結構的優(yōu)勢，在強震發(fā)生后控制結構損傷，減少或消除結構殘余變形，震后結構容易修復。但是普通自復位鋼框架結構體系需要現場張拉預應力拉索，尤其應用于高層建筑時，需要高空作業(yè)，不但會增加鋼框架的施工難度，而且延長了鋼框架的施工時間，因此在一定程度上阻礙了自復位鋼框架結構體系在實際工程中的應用。

申請?zhí)枮?01210232785.6的中國發(fā)明專利申請?zhí)峁┝艘环N震后可恢復功能的鋼框架預制預應力梁柱節(jié)點，其包括鋼框架柱和短梁段、梁柱連接裝置和耗能裝置，所述鋼框架柱包括鋼柱、柱加勁肋和柱加強板，所述短梁段包括短梁段腹板、短梁段翼緣和短梁段翼緣加強板，所述梁柱連接裝置包括短梁段腹板加勁肋、預應力拉索和梁端頂板。該節(jié)點可以實現地震后結構恢復其原有功能，但是短梁段與柱通過在工廠張拉預應力索完成連接，在施工現場只需像普通鋼梁一樣的方法通過全栓接或栓焊混合連接安裝中間梁段，現場無需張拉預應力拉索，方便了施工、提高了施工質量且減少了安裝時間。

申請?zhí)枮?01210232390.6的中國發(fā)明專利申請一種震后可恢復功能的預制預應力鋼梁包括中間梁段、位于中間梁段兩端的短梁段、連接裝置和耗能裝置，所述中間梁段包括中間梁段腹板和連接在中間梁段腹板邊緣的中間梁段翼緣；所述短梁段包括短梁段腹板和連接在短梁段腹板邊緣的短梁段翼緣；所述連接裝置是指用于連接中間梁段和短梁段的連接裝置，包括連接豎板、預應力拉索；所述耗能裝置包括中間梁段腹板兩側的槽鋼和高強度螺栓。實現了現場不需要張拉預應力拉索，只需像普通鋼梁一樣采用栓焊混合連接方法與框架柱相連，從而減小了施工難度，提高了施工質量且減少了施工時間。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于基于一種震后可恢復功能的預制預應力鋼梁及一種震后可恢復功能的鋼框架預制預應力梁柱節(jié)點，提出了一種震后具有自復位功能的新型預制預應力鋼框架結構體系，其包括自復位預制預應力鋼框架和普通鋼框架，所述自復位預制預應力鋼框架優(yōu)先布置在鋼結構的周邊，其余框架為普通鋼框架。所述自復位預制預應力鋼框架包括鋼框架梁和鋼框架柱，鋼框架梁和鋼框架柱的連接采用自復位預制預應力梁柱節(jié)點形式，所述梁柱節(jié)點為具有自復位功能的節(jié)點，所述鋼框架梁包括中間梁段、短梁段、加強裝置、連接裝置和耗能裝置；所述中間梁段的兩端分別與短梁段連接，所述連接裝置連接中間梁段和兩個短梁段，所述短梁段上焊接加強裝置，所述短梁段與耗能裝置連接，所述鋼框架柱包括鋼柱、焊接在鋼柱與短梁段翼緣齊平位置的柱加勁肋、焊接在鋼柱腹板兩側對應節(jié)點位置的柱加強板；所述普通鋼框架包括鋼梁和鋼柱，鋼梁與鋼柱之間的連接采用剛接連接或鉸接連接。

優(yōu)選的是，所述中間梁段包括中間梁段腹板和連接在中間梁段腹板邊緣的中間梁段翼緣。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述短梁段包括短梁段腹板和連接在短梁段腹板邊緣的短梁段翼緣。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述連接裝置包括連接豎板、預應力拉索，所述連接裝置用于連接中間梁段和兩個短梁段。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述連接豎板的一面與短梁段腹板和短梁段翼緣及短梁段腹板兩側的縱向加勁肋焊接。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述連接豎板的另一面與中間梁段腹板之間裝有鋼板，所述連接豎板的另一面與中間梁段腹板兩側的鋼板焊接。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述加強裝置包括焊于短梁腹板上的橫向加勁肋和縱向加勁肋。