[發明專利]裝配式多高層鋼結構一字角鋼自復位預應力中心支撐體系

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• 申請號: 201410149390.9
• 申請日: 2014-04-12
• 公開（公告）號: CN104005488A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 張愛林;葉全喜;劉學春;張勛;孫超;李曉通
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E04B1/24
• 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一字角鋼自復位預應力中心支撐體系，其特征在于：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，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，所述為一種角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（20）、外圍角鋼約束構件（24）、彈簧（18）三部分構成；內部耗能內芯（20）插入外圍角鋼約束構件（24）的中間空隙中；支撐柱（17）穿過彈簧擠壓板（28）對稱布置角鋼端部，支撐柱固定在角鋼端板（29）與方鋼管端板（27）之間；彈簧（18）套在支撐柱（17）上，加設在彈簧擠壓板（28）與角鋼端板（29）之間；彈簧（18）只在彈簧擠壓板（28）擠壓時起作用；為使內部耗能內芯（20）軸向變形耗能，使得內部耗能內芯（20）比外圍角鋼約束構件（24）長；

角鋼兩端各套入一段方鋼管（19），套入距離另外再定，方鋼管（19）與角鋼端板（29）焊接連接，方鋼管（19）一端加設兩塊固定板，即方鋼管端板（27）另一端與角鋼端板（29）相連，以固定支撐柱（17），將彈簧（18）套在支撐柱（17）上，耗能內芯（20）的對應位置處，上下左右共焊接四塊帶孔的板，即彈簧擠壓板（28），彈簧擠壓板（28）上所帶孔的孔徑大小與支撐柱直徑（17）相同，以使支撐柱（17）能穿過此板，彈簧（18）設在彈簧壓縮板（28）與角鋼端板（29）之間；

內部耗能內芯（20）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；耗能內芯一端為兩塊與之垂直的連接板：上連接板（21）、下連接板（22），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；上連接板、下連接板由短加勁肋焊接連接在一起；短加勁肋與兩連接板均垂直；彈簧擠壓板（28）用來約束支撐柱（17），并隨內芯板的抽動來壓縮彈簧（18）；

外圍角鋼約束構件（24）為四個角鋼，先兩兩肢背對其焊接在一起，呈倒著的T字形；再將兩個T字形的翼緣用螺栓連接在一起；每個螺栓套有套管（25），套管（25）長度與耗能內芯（20）厚度相同；套筒位于螺栓連接的兩肢背間；每個角鋼的雙肢間均焊接有橫向加勁肋，其角鋼端板用來固定支撐柱；

結構自復位預應力支撐構件的預應力構件中，預應力索（30）對稱布置在角鋼的周圍；穿過外部框架約束構件角鋼中間的橫向加勁肋（20），其兩端分別與內部耗能內芯兩端的上連接板（26）相連，連接點位于兩相鄰短加勁肋（28）區格的中心。