[發明專利]裝配式多、高層鋼結構自復位雙板偏心預應力支撐體系

在審

• 申請號: 201410146410.7
• 申請日: 2014-04-12
• 公開（公告）號: CN103981945A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 劉學春;林娜;張愛林;翟文博;封曉龍;李曉通
• 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
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 紀佳

1.裝配式多、高層鋼結構自復位雙板偏心預應力支撐體系，其特征在于：其包括主體板架（1）和柱子系統（16）、自復位支撐構件（2）；主體板架包括：基礎板架（1-1）、樓板（1-2）；將壓型鋼板（5）放置在于寬梁（3）和窄梁（4）上，采用栓釘連接，在壓型鋼板（5）上澆筑混凝土（6），利用寬梁（3）、窄梁（4）腹桿的空隙，放置管線等，最終形成A基礎板架、B基礎板架和C基礎板架，將A、B、C基礎板架（1-1）通過螺栓連接，及焊接連接成主體板架；樓板（1-2）澆注在A、B、C基礎板架（1-1）上，與基礎板架（1-1）形成整體；將柱子（8）通過螺栓與柱座（7）連接成整體框架，將耳板（9）與主體框架連接后，再將自復位支撐構件（2）通過高強螺栓與整體框架的耳板（9）相連，形成整個結構體系；

所述主體板架（1）由A板、B板、C板三種基礎板架（1-1）組成的基本單元構成，將A板、C板、B板、A板順序連接，其中A板基礎板架為邊緣部位的基礎板架（1-1），B板、C板兩基礎板為中間位置的板架，且B板、C板基礎板架（1-1）交替連接，并通過螺栓連接，及焊接連接成主體板架；樓板（1-2）澆注在于A、B、C基礎板架（1-1）上，與基礎板架（1-1）形成整體；

三種基礎板架（1-1）中，不與其他基礎板架（1-1）相鄰一邊的梁均為寬梁（3）；與其他基礎板架（1-1）相鄰一邊的梁均為窄梁（4）；窄梁（4）的梁寬為寬梁（3）梁寬的一半，寬梁（4）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板、B板、C板三種基礎板架（1-1）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（1-1）中，柱座與相鄰的梁用螺栓連接；

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

B板，C板為中間類型的兩種矩形的基礎板架（1-1）；其中B板與A板相鄰的窄梁邊不布置柱子（8）；與C相鄰的窄梁邊布置柱子（8），形成節點，其中中間節點為節點VI，兩端的節點為節點V；節點VI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偏心線對齊后，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V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偏心線中的一條對齊；窄梁與兩條偏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板節點V、節點VI處的柱座凸出相連的窄梁半個柱座，形成一個凸起；

C板與B板、A板相鄰的兩長邊均不布置柱子，C板與B板相鄰的長邊的節點，中間位置節點是節點VIII，兩端是節點VII；節點VIII為四條窄梁組成，其中兩窄梁共線；另外兩窄梁位于C板中間位置，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VII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節點VIII、節點VII均形成凹槽，使得節點VIII凹槽與B板節點V的凸起相吻合、節點VII凹槽與B節點VI的凸起相吻合；

柱座（7）為上下帶柱座法蘭（7-3）、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（11-1）通過焊接連接在一起；將柱蓋板（11-1）、柱座法蘭（7-3）、梁用螺栓連接在一起；

樓板（1-2）澆注在A板、B板、C板上，與基礎板架（1-1）形成整體；

結構自復位支撐構件，所述為一種槽鋼裝配式鋼結構自復位防屈曲支撐，該支撐由內部耗能內芯（24）、外圍槽鋼約束構件（19）、彈簧（29）三部分構成；兩片內部耗能內芯（24）分別插入外圍槽鋼約束構件（19）與工字型腹板（30）的中間空隙中；支撐柱（22）穿過彈簧擠壓板（25）對稱布置在槽鋼端部，支撐柱（22）固定在槽鋼端板（23）與翼緣端部連接板（21）之間，彈簧（29）套在支撐柱（22）上，加設在彈簧擠壓板（25）與槽鋼端板（23）之間；彈簧（29）只在彈簧擠壓板（25）擠壓時起作用；為使內部耗能內芯（24）軸向變形耗能，使得內部耗能內芯（24）比外圍槽鋼約束構件（19）長；

翼緣上下連接板之間焊接一塊板，即翼緣端部連接板，其與槽鋼端板一起用來固定支撐柱；將彈簧（29）套在支撐柱（22）上，內芯的對應位置處，各焊接一塊帶孔的板，即彈簧擠壓板（25），其上孔徑大小與支撐柱（22）相同，以使支撐柱（22）能穿過彈簧擠壓板（25），彈簧（29）設在彈簧擠壓板（25）與槽鋼端板（23）之間；

內部耗能內芯（24）為一字型雙片鋼板，兩片鋼板平行放置，中間留有一段距離，此距離即為工字型腹板的厚度；為使耗能內芯易于進入塑性耗能，削弱芯片板中部，呈圓弧形；耗能內芯（24）一端為兩塊與之垂直的連接板：內部耗能內芯上連接板（26）、內部耗能內芯下連接板（26），與耗能內芯垂直焊接連接；支撐構件端部的連接板帶有螺栓孔，由高強螺栓與框架連接在一起；內部耗能內芯上連接板（26）、下連接板（27）由短加勁肋焊接連接在一起；短加勁肋與兩板均垂直；彈簧擠壓板（25）用來約束支撐柱（22），并隨耗能內芯的抽動來壓縮彈簧（29）；兩個內芯板中間即為工字型腹板（30）；

外圍槽鋼約束構件（24）為兩個相對的槽鋼，槽鋼開口向外，中間為工字型腹板（30），兩個槽鋼與工字型腹板（30）留有一段距離，形成兩個空隙，兩個耗能內芯分別插入兩個空隙中，此距離即為耗能內芯的厚度，以便耗能內芯從兩槽鋼與工字型腹板（30）中間穿入，槽鋼上下各焊接一塊翼緣板，固定槽鋼，并一起作為支撐構件的外圍約束構件，上下翼緣板兩端比槽鋼長。

結構自復位預應力支撐構件的預應力構件中，預應力索（31）對稱布置在耗能內芯（24）的兩側；穿過外部框架約束構件槽鋼中間的橫向加勁肋（20），其兩端分別與內部耗能內芯粱端的上連接板（26）相連，連接點位于兩相鄰短加勁肋（28）區格的中心。