[發明專利]槽鋼裝配式鋼結構自復位防屈曲支撐

無效

• 申請號: 201410146496.3
• 申請日: 2014-04-11
• 公開（公告）號: CN103981971A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 張愛林;封曉龍;劉學春;葉全喜;林娜;孫勇
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E04B1/36
• 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

技術領域

本發明涉及一種新型的支撐結構形式，特別是建筑領域應用的一種槽鋼裝配式鋼結構自復位位防屈曲支撐。

背景技術

傳統支撐因其剛度大，在強震作用下拉應力通常超過彈性極限而屈服，產生不可恢復的殘余變形；受壓時則容易受發生壓屈曲。在地震反復作用下，其耗能效果不大，也難以較好的保護主體結構不受破壞。

防屈曲支撐構件作為應用于多、高層結構中的抗側力耗能裝置，在中震或大震作用下，防屈曲支撐構件在拉、壓時均能實現全截面充分屈服而不出現支撐構件的整體或局部屈曲破壞，使原來通過主體結構梁端塑性鉸的耗能方式轉變為只在防屈曲支撐部件上集中耗能，從而較好地保護了主體結構。但是傳統防屈曲支撐在強震作用下產生的殘余變形仍不可恢復，并且傳統防屈曲支撐還具有混凝土外圍約束構件所導致的加工精度控制困難、濕作業工作量大等諸多問題。

最近幾年，國內外學者對裝配式鋼結構預應力防屈曲支撐的研究還很少，并未真正實現鋼結構預應力防屈曲支撐的工業化快速、集成生產。

發明內容

本發明的目的在于克服現有上述缺陷，提供一種新型槽鋼裝配式鋼結構自復位防屈曲支撐，該發明能夠實現主體鋼結構和支撐構件的快速、合理安裝。并且在小震下具有很強的承載力、通過提高其初始承載力，減小甚至消除其在大震下的殘余變形，具有很強的耗能能力。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

槽鋼裝配式鋼結構自復位防屈曲支撐包括內部耗能內芯、外圍框架約束構件兩部分。

其特征在于：所述內部耗能內芯為一字型單片鋼板。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。距內芯端部一定距離處對稱布置擠壓板，用來擠壓約束構件上的彈簧，距離由計算確定。耗能內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，由高強螺栓與框架連接在一起。下連接板板面內有尺寸與耗能內芯截面尺寸相同的空洞。將耗能內芯穿過下連接板，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。耗能內芯兩端直接構造完全相同。上下連接板加勁肋數量，間距由計算確定。

所述外圍框架約束構件為截面呈工字型，上下兩翼緣板，中間兩腹板均為槽鋼。腹板槽鋼背對放置，兩槽鋼腹板間留有一個耗能內芯的寬度。外圍框架約束構件從上端起沿全長布置橫向加勁肋。橫向加勁肋的間距由計算確定。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出中間兩腹板一定長度，長度由計算確定，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，彈簧兩端分別與連接板和擠壓板固定，彈簧在受壓、拉時均能起到自復位作用。在工廠將所述內部耗能內芯、外圍框架約束構件兩部分組裝連接在一起。在現場將所述工字型裝配式鋼結構自復位防屈曲支撐用高強螺栓與框架相連接。當水平力作用于結構時，所述工字型裝配式鋼結構自復位防屈曲支撐的水平力分量減小甚至抵消作用于結構的水平力，使結構的層間位移為較小值，滿足規范的要求。

有益效果

本發明采用施工階段能夠實現快速裝配式并能夠有效抵抗水平側移的工字型裝配式鋼結構自復位防屈曲支撐。這種構件形式不僅能夠有效地實現鋼結構構件加工的工業化而且能夠極大地提高施工速度并大幅度降低用鋼量。

附圖說明

圖1本發明構件側向圖

圖2本發明構件平面圖

圖3本發明構件內部耗能內芯圖

圖4本發明外部框架約束構件圖

圖5本發明外部框架約束構件裝配圖

圖6本發明外部框架約束構件截面分解圖

其中，1-槽鋼形裝配式鋼結構自復位防屈曲支撐；2-內部耗能內芯；3-外部框架約束構件；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

具體實現方式

下面結合附圖具體說明所述結構體系的實現方式。