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

無效

• 申請號: 201410147192.9
• 申請日: 2014-04-11
• 公開（公告）號: CN103993656A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 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: E04B1/00
• 分類號: E04B1/00;E04B1/19;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

技術領域

本發明涉及一種新型結構體系，特別是建筑領域應用的一種工業化裝配式鋼結構偏心支撐體系。

背景技術

普通的鋼結構的施工在現場大量使用焊接，不僅影響施工速度而且施工質量也很難控制，最近幾年出現的由于鋼結構施工質量造成的工程質量問題不勝枚舉，現場焊接是其中一個重要的因素，現場焊接質量不易控制，而且對環境造成很大的污染。

傳統的鋼筋混凝土結構需要現場綁扎鋼筋、澆注混凝土，需要大量的人工及養護時間，工程造價大大提高。并且建筑拆除時造成大量的建筑垃圾。

最近幾年，國內學者對裝配式鋼結構的研究僅限于多層，并且施工速度只是稍有減少，并未真正實現鋼結構的快速安裝，體現鋼結構的優勢。

目前預應力鋼構件只用在張弦結構中，還未在高層結構中使用，采用預應力鋼構件作為高層抗側力結構在工程上還未有實現。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。

發明內容

本發明的目的在于克服現有工程的上述缺陷，提供一種多、高層鋼結構快速施工的結構體系，該結構體系能夠實現主體鋼結構和自復位預應力支撐構件的快速安裝，并且能夠抵抗高烈度地震，完美地體現出鋼結構的優勢。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

工業化裝配式多、高層鋼結構框架單板自復位預應力防屈曲偏心支撐體系包括鋼結構主體板架、自復位預應力支撐構件、柱子系統，其特征在于：所述鋼結構主體板架包括基礎板架、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基礎板架、B基礎板架和C基礎板架。在所述基礎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）。所述柱座與所述柱子之間采用螺栓通過法蘭連接。

所述自復位預應力支撐構件可以為彈簧，所述彈簧通套在支撐柱上與連接板連接；還有預應力鋼索或預應力鋼桿和連接耳板，所述耳板通過高強螺栓與所述主板連接。當水平力作用于結構時，所述自復位預應力支撐構件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。彈簧主要在受壓時作用，預應力筋在受拉時起作用。

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高層鋼結構自復位預應力支撐體系。這種結構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。并且支撐構件在小震下具有很強的承載力、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，具有很強的耗能能力。

通過工程實踐和1:10振動臺實驗發現，所述新型結構體系比普通結構體系施工速度提高了500%，而且用鋼量降低50%，并且實現施工現場的“無水、無火、無塵”，減小了現場施工的安全隱患，減小環境污染。

附圖說明

圖1本發明結構主板架平面圖

圖2本發明結構整體板架組合圖

圖3本發明結構框架支撐圖

圖4本發明結構A板架圖

圖5本發明結構B板架圖

圖6本發明結構B板架節點6凸起圖

圖7本發明結構B板架節點5凸起圖

圖8本發明結構C板架圖

圖9本發明結構C板架節點8凹槽圖

圖10本發明結構C板架節點7凹槽圖

圖11本發明結構節點1圖

圖12本發明結構節點1詳圖

圖13發明結構節點2圖

圖14本發明結構節點2詳圖

圖15本發明結構節點3圖

圖16本發明結構節點3詳圖

圖17本發明結構節點4圖

圖18本發明結構節點4詳圖

圖19本發明結構節點5圖

圖20本發明結構節點5詳圖

圖21本發明結構節點6圖

圖22本發明結構節點6詳圖

圖23本發明結構節點7圖

圖24本發明結構節點7詳圖

圖25本發明結構節點8圖

圖26本發明結構節點8詳圖