[發(fā)明專利]槽鋼裝配式鋼結(jié)構(gòu)自復(fù)位-預(yù)應(yīng)力防屈曲支撐

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410145777.7
• 申請(qǐng)日: 2014-04-11
• 公開（公告）號(hào): CN103981965A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張愛林;葉全喜;劉學(xué)春;封曉龍;林娜;關(guān)洪陽(yáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): E04B1/98
• 分類號(hào): E04B1/98
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種新型的支撐結(jié)構(gòu)形式，特別是建筑領(lǐng)域應(yīng)用的一種槽鋼裝配式鋼結(jié)構(gòu)自復(fù)位-預(yù)應(yīng)力位防屈曲支撐。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)支撐因其剛度大，在強(qiáng)震作用下拉應(yīng)力通常超過彈性極限而屈服，產(chǎn)生不可恢復(fù)的殘余變形；受壓時(shí)則容易受發(fā)生壓屈曲。在地震反復(fù)作用下，其耗能效果不大，也難以較好的保護(hù)主體結(jié)構(gòu)不受破壞。

防屈曲支撐構(gòu)件作為應(yīng)用于多、高層結(jié)構(gòu)中的抗側(cè)力耗能裝置，在中震或大震作用下，防屈曲支撐構(gòu)件在拉、壓時(shí)均能實(shí)現(xiàn)全截面充分屈服而不出現(xiàn)支撐構(gòu)件的整體或局部屈曲破壞，使原來(lái)通過主體結(jié)構(gòu)梁端塑性鉸的耗能方式轉(zhuǎn)變?yōu)橹辉诜狼尾考霞泻哪埽瑥亩^好地保護(hù)了主體結(jié)構(gòu)。但是傳統(tǒng)防屈曲支撐在強(qiáng)震作用下產(chǎn)生的殘余變形仍不可恢復(fù)，并且傳統(tǒng)防屈曲支撐還具有混凝土外圍約束構(gòu)件所導(dǎo)致的加工精度控制困難、濕作業(yè)工作量大等諸多問題。

最近幾年，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)裝配式鋼結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力防屈曲支撐的研究還很少，并未真正實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力防屈曲支撐的工業(yè)化快速、集成生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有上述缺陷，提供一種新型槽鋼裝配式鋼結(jié)構(gòu)自復(fù)位-預(yù)應(yīng)力防屈曲支撐，該發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)主體鋼結(jié)構(gòu)和支撐構(gòu)件的快速、合理安裝。并且在小震下具有很強(qiáng)的承載力、通過提高其初始受壓、拉承載力，減小甚至消除其在大震下的殘余變形，具有很強(qiáng)的耗能能力。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

槽鋼裝配式鋼結(jié)構(gòu)自復(fù)位-預(yù)應(yīng)力防屈曲支撐包括內(nèi)部耗能內(nèi)芯、外圍框架約束構(gòu)件、預(yù)應(yīng)力索三部分。

其特征在于：所述內(nèi)部耗能內(nèi)芯為一字型單片鋼板。為使耗能內(nèi)芯易于進(jìn)入塑性耗能，削弱芯片板中部，呈圓弧形。距內(nèi)芯端部一定距離處對(duì)稱布置擠壓板，用來(lái)擠壓約束構(gòu)件上的彈簧，距離由計(jì)算確定。耗能內(nèi)芯端部并排連接兩塊與之垂直的連接板：上連接板、下連接板。上連接板帶有螺栓孔，由高強(qiáng)螺栓與框架連接在一起。下連接板板面內(nèi)有尺寸與耗能內(nèi)芯截面尺寸相同的空洞。將耗能內(nèi)芯穿過下連接板，頂緊上連接板，三者焊接在一起。上、下兩連接板由上下連接板加勁肋焊接連接在一起。上下連接板加勁肋與兩板均垂直。耗能內(nèi)芯兩端直接構(gòu)造完全相同。上下連接板加勁肋數(shù)量，間距由計(jì)算確定。

所述外圍框架約束構(gòu)件為截面呈工字型，上下兩翼緣板，中間兩腹板均為槽鋼。腹板槽鋼背對(duì)放置，兩槽鋼腹板間留有一個(gè)耗能內(nèi)芯的寬度。外圍框架約束構(gòu)件從上端起沿全長(zhǎng)布置橫向加勁肋。橫向加勁肋的間距由計(jì)算確定。橫向加勁肋與腹板槽鋼焊接。翼緣槽鋼與腹板槽鋼的翼緣焊接或者用螺栓連接。上下兩翼緣槽鋼板需長(zhǎng)出中間兩腹板一定長(zhǎng)度，長(zhǎng)度由計(jì)算確定，在翼緣槽鋼板端部和中間兩腹板端部布置連接板，將彈簧套在支撐柱上，支撐柱的兩端分別與翼緣槽鋼板端部連接板和中間兩腹板端部連接板相連。彈簧只在受壓時(shí)起作用。

預(yù)應(yīng)力索穿過橫向加勁肋，兩端與內(nèi)部耗能內(nèi)芯的兩個(gè)下連接板相連連，接點(diǎn)位于兩相鄰短加勁肋區(qū)格的中心。預(yù)應(yīng)力大小有計(jì)算確定。

在工廠將所述內(nèi)部耗能內(nèi)芯、外圍框架約束構(gòu)件、預(yù)應(yīng)力索三部分組裝連接在一起。在現(xiàn)場(chǎng)將所述工字型裝配式鋼結(jié)構(gòu)自復(fù)位-預(yù)應(yīng)力防屈曲支撐用高強(qiáng)螺栓與框架相連接。當(dāng)水平力作用于結(jié)構(gòu)時(shí)，所述工字型裝配式鋼結(jié)構(gòu)自復(fù)位-預(yù)應(yīng)力防屈曲支撐的水平力分量減小甚至抵消作用于結(jié)構(gòu)的水平力，使結(jié)構(gòu)的層間位移為較小值，滿足規(guī)范的要求。

有益效果

本發(fā)明采用施工階段能夠?qū)崿F(xiàn)快速裝配式并能夠有效抵抗水平側(cè)移的工字型裝配式鋼結(jié)構(gòu)自復(fù)位-預(yù)應(yīng)力防屈曲支撐。這種構(gòu)件形式不僅能夠有效地實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件加工的工業(yè)化而且能夠極大地提高施工速度并大幅度降低用鋼量。

附圖說(shuō)明

圖1本發(fā)明構(gòu)件側(cè)向圖

圖2本發(fā)明構(gòu)件平面圖

圖3本發(fā)明構(gòu)件內(nèi)部耗能內(nèi)芯圖

圖4本發(fā)明外部框架約束構(gòu)件圖

圖5本發(fā)明外部框架約束構(gòu)件裝配圖

圖6本發(fā)明外部框架約束構(gòu)件截面分解圖

圖7本發(fā)明構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力索圖

其中，1-槽鋼形裝配式鋼結(jié)構(gòu)自復(fù)位-預(yù)應(yīng)力防屈曲支撐；2-內(nèi)部耗能內(nèi)芯；3-外部框架約束構(gòu)件；4-彈簧；5-上連接板；6-下連接板；7-橫向加勁肋；8-外部框架約束構(gòu)件槽鋼腹板；9-翼緣槽鋼板；10-上下連接板加勁肋；11-支撐柱；12-連接板；13-擠壓板；14-預(yù)應(yīng)力索

具體實(shí)現(xiàn)方式

下面結(jié)合附圖具體說(shuō)明所述結(jié)構(gòu)體系的實(shí)現(xiàn)方式。