[發明專利]工業化裝配式多、高層鋼結構管形單板自復位預應力防屈曲偏心支撐體系

在審

• 申請號: 201410145882.0
• 申請日: 2014-04-11
• 公開（公告）號: CN103924664A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 張愛林;葉全喜;劉學春;孫超;張勛;郭志鵬
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: E04B1/19
• 分類號: E04B1/19;E04B1/38;E04B1/58;E04B1/61;E04B1/98
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

1.工業化裝配式多、高層鋼結構管形單板自復位預應力防屈曲偏心支撐體系，其特征在于：該體系包括主體板架（1）和柱子系統（16）、自復位預應力支撐構件（2）；主體板架包括：基礎板架、樓板（15）；

所述主體板架（1）由A、B、C三種基礎板架組成的基本單元構成，其中A基礎板架為邊緣部位的基礎板架，B、C兩基礎板為中間位置的板架，且B、C基礎板架交替連接；

三種基礎板架中，不與其他基礎板架相鄰一邊的梁均為寬梁（3）；與其他基礎板架相鄰一邊的梁均為窄梁（4）；窄梁的梁寬為寬梁梁寬的一半，寬梁的梁寬小于或等于柱座法蘭的寬度；寬梁，窄梁的構造相同，都是桁架梁；其中桁架梁的上下弦桿、腹桿均為槽鋼，腹桿與弦桿成30度-60度的角度；每個桁架梁上下弦桿間至少布置有3個帶螺栓孔的連接槽鋼（10），桁架梁兩端各有一塊帶螺栓孔的矩形的端封板；桁架梁的上下弦桿、腹桿、連接槽鋼、端封板之間均為焊接；

A、B、C三種基礎板架中相互垂直的兩梁，沿梁高與兩塊加勁板（12）通過焊接連接；并排相鄰的梁在兩梁相同位置的連接槽鋼用螺栓連接；帶柱座（7）的基礎板架中，柱座與相鄰的梁用螺栓連接；

A基礎板架為主體板架（1）的外側基礎板架，為寬梁（3）和窄梁（4）組成的矩形的基礎板架，A板架的中間位置有兩個并排相連的窄梁（4），且兩窄梁用螺栓將處于兩梁相同位置的連接槽鋼連接在一起；A基礎板架的外側長邊一邊布置柱子（8）；與其他基礎板架相鄰的長邊一邊不布置柱子；

B基礎板架，C基礎板架為中間類型的兩種矩形的基礎板架；其中B基礎板架與A基礎板架相鄰的窄梁邊不布置柱子（8）；與C基礎板架相鄰的窄梁邊布置柱子（8），形成節點，其中中間節點為節點6，兩端的節點為節點5；節點6為T形，由于柱座法蘭寬大于或等于窄梁梁寬的兩倍，所以把窄梁與柱座法蘭的中心線對齊后，就使得柱座凸出連接在柱座兩側、由窄梁組成的長邊半個柱座的寬度；節點5為L形，其中柱座與相互垂直的一條寬梁、一條窄梁用螺栓連接在一起，寬梁與柱座法蘭中相互垂直的兩條中心線中的一條對齊；窄梁與兩條中心線中的另一條對齊，由于窄梁的梁寬小于或等于柱座法蘭寬度的一半，所以柱座也會凸出由窄梁組成的長邊半個柱座的寬度；即B基礎板架節點5、節點6處的柱座凸出相連的窄梁半個柱座，形成一個凸起；

C基礎板架與B基礎板架、A基礎板架相鄰的兩長邊均不布置柱子，C基礎板架與B基礎板架相鄰的長邊的節點，中間位置節點是節點8，兩端是節點7；節點8為四條窄梁組成，其中兩窄梁共線；另外兩窄梁位于C基礎板架中間位置，并排連接且與共線窄梁垂直；兩共線窄梁分別與并排窄梁的不相鄰長邊垂直對齊；節點7為相互垂直的一條窄梁和一條寬梁組成；窄梁與寬梁的內側長邊垂直對齊；即C基礎板架節點8、節點7均形成凹槽，使得節點8凹槽與B基礎板架節點5的凸起相吻合、節點7凹槽與B基礎板架節點6的凸起相吻合；

柱座（7）為上下帶柱座法蘭、四周由帶螺栓孔的柱座連接件（7-1）包裹的柱墩；各部件通過焊接連接在一起；柱子（8）與柱蓋板通過焊接連接在一起；將柱蓋板、柱座法蘭、梁用螺栓連接在一起；

樓板（15）澆注在于A、B、C基礎板架上，與基礎板架形成整體；

自復位預應力支撐構件（2）其實現形式為偏心支撐；結構自復位預應力支撐構件，為一種管形單板裝配式鋼結構自復位預應力防屈曲支撐，由內部耗能內芯（2-2）、外圍鋼管約束構件（2-3）和預應力索（2-14）三部分構成；預應力索（2-14）對稱布置在耗能內芯兩側，穿過橫向加勁肋（2-7），數量由計算確定；內部耗能內芯（2-2）插入外圍鋼管約束構件（2-3）的中間空隙中；為使內部耗能內芯（2-2）軸向變形耗能，使得內部耗能內芯（2-2）比外圍框架約束構件（2-3）長一個距離D，D值有計算確定；管形單板裝配式鋼結構自復位預應力防屈曲支撐兩端構造完全相同；

結構自復位預應力支撐構件的內芯構件（2-2），所述內部一字型耗能內芯（2-2）為一塊一字型條狀鋼板；一字型耗能內芯的截面寬度與圍鋼管約束構件（2-3）內徑一樣大；為使耗能內芯（2-2）易于進入塑性耗能，削弱內芯板中部，呈圓弧形；一字型耗能內芯一端連有一塊與之垂直的方形連接板（2-12），焊接連接；彈簧（2-4）套在支撐柱（2-11）上，支撐柱（2-11）的兩端分別與方形連接板（2-12）和下連接板（2-6）連接；預應力索（2-14）對稱布置在耗能內芯兩側，穿過橫向加勁肋（2-7），數量由計算確定；兩板之間的距離由計算確定；上連接板（2-5）帶有螺栓孔，由高強螺栓與框架連接在一起；下連接板板面正中有一字型空洞，空洞面積尺寸與一字型耗能內芯（2-2）相同；一字型耗能內芯（2-2）穿過下連接板（2-6），與上連接板（2-5）頂緊，三者截面中心對齊焊接在一起；一字型耗能內芯（2-2）兩端構造完全形同；

結構自復位預應力支撐構件的外部約束構件，所述外圍鋼管約束構件為方鋼管（或圓鋼管）（2-9），底部與下連接板（2-6）焊接在一起；鋼管內部焊有四塊矩形鋼隔板（2-8），四塊隔板中間留有一字型空洞，空洞大小與一字型耗能內芯（2-2）截面相同；隔板（2-8）間距由計算確定；

結構自復位預應力支撐構件的預應力索構件，預應力索（2-14）穿過橫向加勁肋（2-7），兩端與內部耗能內芯（2-2）的兩個下連接板（2-6）相連，連接點位于兩相鄰短加勁肋（2-10）區格的中心；預應力索（2-14）的數量由計算確定。