[發(fā)明專利]工業(yè)化裝配式多、高層鋼結(jié)構(gòu)管形雙板自復(fù)位預(yù)應(yīng)力防屈曲中心支撐體系

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410146476.6
• 申請(qǐng)日: 2014-04-11
• 公開（公告）號(hào): CN103938711A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張愛林;葉全喜;劉學(xué)春;孫超;張勛;關(guān)洪陽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): E04B1/00
• 分類號(hào): E04B1/00;E04B1/19;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)明涉及一種新型結(jié)構(gòu)體系，特別是建筑領(lǐng)域應(yīng)用的一種工業(yè)化裝配式鋼結(jié)構(gòu)中心支撐體系。

背景技術(shù)

普通的鋼結(jié)構(gòu)的施工在現(xiàn)場(chǎng)大量使用焊接，不僅影響施工速度而且施工質(zhì)量也很難控制，最近幾年出現(xiàn)的由于鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量造成的工程質(zhì)量問題不勝枚舉，現(xiàn)場(chǎng)焊接是其中一個(gè)重要的因素，現(xiàn)場(chǎng)焊接質(zhì)量不易控制，而且對(duì)環(huán)境造成很大的污染。

傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)需要現(xiàn)場(chǎng)綁扎鋼筋、澆注混凝土，需要大量的人工及養(yǎng)護(hù)時(shí)間，工程造價(jià)大大提高。并且建筑拆除時(shí)造成大量的建筑垃圾。

最近幾年，國內(nèi)學(xué)者對(duì)裝配式鋼結(jié)構(gòu)的研究僅限于多層，并且施工速度只是稍有減少，并未真正實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)的快速安裝，體現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)。

目前預(yù)應(yīng)力鋼構(gòu)件只用在張弦結(jié)構(gòu)中，還未在高層結(jié)構(gòu)中使用，采用預(yù)應(yīng)力鋼構(gòu)件作為高層抗側(cè)力結(jié)構(gòu)在工程上還未有實(shí)現(xiàn)。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。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有工程的上述缺陷，提供一種多、高層鋼結(jié)構(gòu)快速施工的結(jié)構(gòu)體系，該結(jié)構(gòu)體系能夠?qū)崿F(xiàn)主體鋼結(jié)構(gòu)和自復(fù)位預(yù)應(yīng)力支撐構(gòu)件的快速安裝，并且能夠抵抗高烈度地震，完美地體現(xiàn)出鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

工業(yè)化裝配式多、高層鋼結(jié)構(gòu)管形雙板自復(fù)位預(yù)應(yīng)力防屈曲中心支撐體系包括鋼結(jié)構(gòu)主體板架、自復(fù)位預(yù)應(yīng)力支撐構(gòu)件、柱子系統(tǒng)，其特征在于：所述鋼結(jié)構(gòu)主體板架包括基礎(chǔ)板架、樓板。在工廠將所述寬梁、窄梁、樓板做成一體，寬梁和窄梁均為在工廠由管形單板焊接而成。管線在寬梁和窄梁的腹板管形單板間通過，從而形成A基礎(chǔ)板架、B基礎(chǔ)板架和C基礎(chǔ)板架。在所述基礎(chǔ)板架板與所述柱座連接部位、所述寬梁與所述窄梁連接處采用螺栓連接及部分焊接（僅限于工廠內(nèi)）。所述柱座與所述柱子之間采用螺栓通過法蘭連接。

所述自復(fù)位預(yù)應(yīng)力支撐構(gòu)件可以為彈簧，所述彈簧通套在支撐柱上與連接板連接；還有預(yù)應(yīng)力鋼索或預(yù)應(yīng)力鋼桿和連接耳板，所述耳板通過高強(qiáng)螺栓與所述主板連接。當(dāng)水平力作用于結(jié)構(gòu)時(shí)，所述自復(fù)位預(yù)應(yīng)力支撐構(gòu)件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。彈簧主要在受壓時(shí)作用，預(yù)應(yīng)力筋在受拉時(shí)起作用。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果。

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)移的高層鋼結(jié)構(gòu)自復(fù)位預(yù)應(yīng)力支撐體系。這種結(jié)構(gòu)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。并且支撐構(gòu)件在小震下具有很強(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。

通過工程實(shí)踐和1:10振動(dòng)臺(tái)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，所述新型結(jié)構(gòu)體系比普通結(jié)構(gòu)體系施工速度提高了500%，而且用鋼量降低50%，并且實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)的“無水、無火、無塵”，減小了現(xiàn)場(chǎng)施工的安全隱患，減小環(huán)境污染。

附圖說明

圖1本發(fā)明結(jié)構(gòu)主板架平面圖

圖2本發(fā)明結(jié)構(gòu)整體板架組合圖

圖3本發(fā)明結(jié)構(gòu)框架支撐圖

圖4本發(fā)明結(jié)構(gòu)A板架圖

圖5本發(fā)明結(jié)構(gòu)B板架圖

圖6本發(fā)明結(jié)構(gòu)B板架節(jié)點(diǎn)6凸起圖

圖7本發(fā)明結(jié)構(gòu)B板架節(jié)點(diǎn)5凸起圖

圖8本發(fā)明結(jié)構(gòu)C板架圖

圖9本發(fā)明結(jié)構(gòu)C板架節(jié)點(diǎn)8凹槽圖

圖10本發(fā)明結(jié)構(gòu)C板架節(jié)點(diǎn)7凹槽圖

圖11本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)1圖

圖12本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)1詳圖

圖13發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)2圖

圖14本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)2詳圖

圖15本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)3圖

圖16本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)3詳圖

圖17本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)4圖

圖18本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)4詳圖

圖19本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)5圖

圖20本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)5詳圖

圖21本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)6圖

圖22本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)6詳圖

圖23本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)7圖

圖24本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)7詳圖