[發(fā)明專利]工業(yè)化裝配式多、高層鋼結(jié)構(gòu)框架單板自復(fù)位防屈曲人字形支撐體系

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410146523.7
• 申請日: 2014-04-11
• 公開（公告）號: CN103882967A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張愛林;葉全喜;劉學(xué)春;張勛;郭志鵬;孫超
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: E04B1/00
• 分類號: E04B1/00;E04B1/19;E04B1/98
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

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)人字形支撐體系。

背景技術(shù)

普通的鋼結(jié)構(gòu)的施工在現(xiàn)場大量使用焊接，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)場焊接是其中一個(gè)重要的因素，現(xiàn)場焊接質(zhì)量不易控制，而且對環(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。

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（2-3）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。

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)框架單板自復(fù)位防屈曲人字形支撐體系包括鋼結(jié)構(gòu)主體板架、自復(fù)位支撐構(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框架單板焊接而成。管線在寬梁和窄梁的腹板框架單板間通過，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。當(dāng)水平力作用于結(jié)構(gòu)時(shí)，所述自復(fù)位支撐構(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。

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。

通過工程實(shí)踐和1:10振動臺實(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)場的“無水、無火、無塵”，減小了現(xiàn)場施工的安全隱患，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

圖25本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)8圖

圖26本發(fā)明結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)8詳圖

圖27本發(fā)明結(jié)構(gòu)柱座圖

圖28本發(fā)明結(jié)構(gòu)柱座詳圖

圖29本發(fā)明結(jié)構(gòu)壓型鋼板圖

圖30本發(fā)明支撐構(gòu)件側(cè)向圖

圖31本發(fā)明支撐構(gòu)件平面圖

圖32本發(fā)明支撐構(gòu)件內(nèi)部耗能內(nèi)芯圖

圖33本發(fā)明支撐構(gòu)件外部框架約束構(gòu)件圖