[發明專利]一種耗能型冷彎薄壁鋼管混凝土抗側力體系

在審

• 申請號: 201710206958.X
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN106869567A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 王宇航;鄧銳;石宇
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: E04H9/02
• 分類號: E04H9/02;E04B1/98;E04B1/30;E04B1/58
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及結構工程領域，特別涉及抗震結構體系領域。

背景技術

近年來，冷彎薄壁型鋼結構作為承重體系應用于住宅建筑中一般適用于3層以下住宅，但隨著科學技術的發展，這種新型結構體系也越來越多地應用在多層住宅中。目前這種體系已經在美國、日本、澳大利亞等發達國家得到了廣泛應用，并在設計、制造和安裝方便已經非常完善，其專用設計軟件可在短時間內完成設計、繪圖、工程量統計及工程報價，在制作上也實現了高度的標準化和產業化。國外的經驗表明，冷彎薄壁型鋼結構住宅體系具有很好的應用前景。

冷彎薄壁型鋼住宅具有施工速度塊、工業化程度高、建筑造型美觀、抗震性能優越、綜合技術經濟指標好等特點，它摒棄了中國延續了兩千年的“秦磚漢瓦”傳統建筑理念，改變了住宅建筑傳統的建造模式，其推廣應用可以節約日益匱乏的土地資源，保護越來越脆弱的自然環境，符合國家發展循環經濟、建設節約型社會的可持續發展戰略，對促進建造行業科技進步，推動住宅產業化發展具有重大意義。

在冷彎薄壁型鋼體系住宅中，結構抗震性能成為重要的研究目標。采用矩形冷彎薄壁型鋼與混凝土結合形成的抗側力框架結構具有更高的側向剛度和豎向承載力，在地震作用下具有更好的延性性能。為進一步提高框架的側向剛度，在斜向增加矩形冷彎薄壁型鋼斜撐，并在內部澆筑混凝土以提高受壓承載力，防止鋼管整體和局部屈曲。在斜撐頂部和冷彎薄壁矩形鋼管混凝土梁之間設置低屈服點鋼腹板，在地震荷載作用下，通過材料屈服實現塑性變形及能量耗散。在整個框架的安裝過程中采用自鉆自攻螺釘和螺栓進行連接，簡化安裝過程，便于裝配式施工。

冷彎薄壁型鋼體系住宅可以推廣到多層住宅中，對于結構的抗震性能提出更高要求。在結構體系中通過本發明提供的方式可以形成一榀具有較好耗能性能的框架，因而便于冷彎薄壁型鋼住宅的推廣應用。

發明內容

為解決冷彎薄壁型鋼結構住宅體系的在地震作用下的抗側剛度及抗震耗能問題，本發明提供了一種耗能型冷彎薄壁鋼管混凝土抗側力體系，該抗側力體系具有較大的豎向承載力，抗側剛度和耗能能力，各部件采用自鉆自攻螺釘、高強螺栓和自鎖式單向螺栓進行連接，無現場焊接作業，施工速度較快。

本發明的技術方案如下：

一種耗能型冷彎薄壁鋼管混凝土抗側力體系，其特征在于：其抗側力體系包括冷彎薄壁矩形鋼管混凝土梁，冷彎薄壁矩形鋼管混凝土柱，冷彎薄壁矩形鋼管混凝土斜撐，U型連接件，翼緣鋼板，低屈服點鋼腹板，自鎖式單向螺栓，自鉆自攻螺釘，高強螺栓。采用自鉆自攻螺釘連接冷彎薄壁矩形鋼管混凝土梁和冷彎薄壁矩形鋼管混凝土柱，形成平面框架。冷彎薄壁矩形鋼管混凝土斜撐通過自鉆自攻螺釘與冷彎薄壁矩形鋼管混凝土柱相連，并通過U型連接件與翼緣鋼板連接。低屈服點鋼腹板與兩塊翼緣鋼板通過焊接連接；下翼緣鋼板通過高強螺栓與U型連接件連接；上翼緣鋼板通過自鎖式單向螺栓與冷彎薄壁矩形鋼管混凝土梁連接。

本發明具有以下有效效果：

1.解決冷彎薄壁型鋼結構住宅體系的在地震作用下的抗側剛度及抗震耗能問題；

2.采用矩形冷彎薄壁型鋼與混凝土結合形成的框架結構具有更高的側向剛度和豎向承載力，在地震作用下具有更好的延性性能；

3.抗側力體系的各部件采用自鉆自攻螺釘、高強螺栓和自鎖式單向螺栓進行連接，無現場焊接作業，施工速度較快。；

4.在斜向增加矩形冷彎薄壁型鋼斜撐以提高框架的側向剛度高，并在內部澆筑混凝土提高受壓承載力，防止鋼管整體和局部屈曲；

5.采用低屈服點鋼腹板作為耗能構件，通過剪切變形產生阻尼，消耗地震產生的能量。

該耗能型冷彎薄壁鋼管混凝土抗側力體系抗側向剛度大、耗能能力好、設計施工方便，可用于多層冷彎薄壁型鋼結構住宅體系，能夠提高結構的抗震能力，便于裝配化施工，施工方便快捷。

附圖說明

圖1為本發明的抗側力體系立面圖。

圖2為本發明的U形連接件示意圖。

圖3為本發明的A-A、B-B剖面圖。

圖中：1—冷彎薄壁矩形鋼管混凝土梁，2—冷彎薄壁矩形鋼管混凝土柱，3—冷彎薄壁矩形鋼管混凝土斜撐，4—U型連接件，5—翼緣鋼板，6—低屈服點鋼腹板，7—自鎖式單向螺栓，8—自鉆自攻螺釘，9—高強螺栓。

具體實施方式

以下結合附圖，對本發明進一步詳細描述。