[發(fā)明專利]一種用于Y形偏心支撐結(jié)構(gòu)中的可更換擴(kuò)孔螺栓連接型消能梁段及其施工方法

有效

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• 申請日: 2017-05-03
• 公開（公告）號: CN107190874B
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡淑軍;熊悅辰;張波;宋固全
• 申請（專利權(quán)）人: 南昌大學(xué)
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 南昌洪達(dá)專利事務(wù)所 36111
• 代理人: 劉凌峰

本發(fā)明公開了一種用于Y形偏心支撐結(jié)構(gòu)中的可更換擴(kuò)孔螺栓連接型消能梁段及其施工方法，可更換擴(kuò)孔螺栓連接型消能梁段包括消能梁段、梁、柱、支撐、支撐端板、外伸端板、加勁肋、墊板、高強(qiáng)螺栓和側(cè)向板；外伸端板包括外伸端板Ⅰ和外伸端板Ⅱ；加勁肋包括加勁肋Ⅰ、加勁肋Ⅱ和加勁肋Ⅲ；墊板包括墊板Ⅰ、墊板Ⅱ和墊板Ⅲ；外伸端板Ⅰ在消能梁段上、下兩端各設(shè)置一塊；梁下翼緣和外伸端板Ⅱ上分別開有擴(kuò)孔型螺栓孔；外伸端板Ⅰ上都開有普通螺栓孔；梁下翼緣、上方的外伸端板Ⅰ和墊板Ⅰ或墊板Ⅱ經(jīng)高強(qiáng)螺栓相連；下方的外伸端板Ⅰ、外伸端板Ⅱ和墊板Ⅲ經(jīng)高強(qiáng)螺栓相連。本發(fā)明中高強(qiáng)螺栓在擴(kuò)孔型螺栓孔中滑移，可有效增大消能梁段的耗能能力和提高相應(yīng)Y形偏心支撐結(jié)構(gòu)的抗震性能，并在震后僅需更換消能梁段即可快速恢復(fù)結(jié)構(gòu)功能，具有抗震性能強(qiáng)、施工方便和震后功能可快速恢復(fù)等優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于結(jié)構(gòu)工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于Y形偏心支撐結(jié)構(gòu)中的可更換擴(kuò)孔螺栓連接型消能梁段及其施工方法，適用于高設(shè)防烈度地區(qū)高層及超高層建筑結(jié)構(gòu)中。

背景技術(shù)

偏心支撐結(jié)構(gòu)是一種兼有純框架結(jié)構(gòu)延性和中心支撐框架結(jié)構(gòu)剛度的結(jié)構(gòu)體系，具有受力性能合理、抗側(cè)剛度大、抗震性能好等優(yōu)點。多遇地震下，偏心支撐鋼框架具有較高的抗側(cè)移能力，能簡單地滿足結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移要求，并具有良好的變形能力；罕遇地震下，消能梁段率先進(jìn)入屈服并耗散大部分地震所輸入的能量，保證消能梁段以外構(gòu)件不發(fā)生屈服和破壞。

然而，地震是偶然事件，具有諸多不確定因素，可能導(dǎo)致建筑物經(jīng)歷超設(shè)防烈度地震。2016年實施的《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》中對部分地區(qū)的抗震設(shè)防烈度也提出了更高的要求，且當(dāng)前國家日益重視建筑結(jié)構(gòu)體系的震后功能快速恢復(fù)能力。因此，如何更加合理有效提高偏心支撐結(jié)構(gòu)的抗震性能和震后功能快速恢復(fù)能力，已成為建筑結(jié)構(gòu)抗震研究的重要內(nèi)容。

當(dāng)前，采用可更換消能梁段并盡量減小消能梁段的損傷是提高偏心支撐結(jié)構(gòu)震后功能快速恢復(fù)的一種有效途徑。在Y形偏心支撐結(jié)構(gòu)中，消能梁段端部與梁和支撐端板端部的外伸式端板間通過高強(qiáng)螺栓連接，可達(dá)到震后快速更換消能梁段的目的。然而，結(jié)構(gòu)在大震變形下，消能梁段可能會產(chǎn)生較大的變形、剪力和彎矩，并使得支撐和梁端產(chǎn)生較大的內(nèi)力，對相鄰構(gòu)件產(chǎn)生不利的影響。另外，偏心支撐結(jié)構(gòu)中僅允許消能梁段發(fā)生耗能和破壞，當(dāng)結(jié)構(gòu)遭受超設(shè)防烈度地震時，消能梁段以外構(gòu)件也可能發(fā)生屈服或破壞，與偏心支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計原理相悖，且不利于結(jié)構(gòu)的震后修復(fù)。因此，如何在進(jìn)一步增大消能梁段的變形和耗能能力的同時，盡可能減小消能梁段以外構(gòu)件的受力和損傷，是罕遇地震下提高偏心支撐結(jié)構(gòu)的抗震性能和實現(xiàn)震后功能快速恢復(fù)的必備條件。

綜上所述，對于Y形偏心支撐結(jié)構(gòu)，在增大消能梁段及相應(yīng)結(jié)構(gòu)的變形和耗能能力的同時，盡量減小消能梁段的損傷，并保證結(jié)構(gòu)中構(gòu)件的屈服或破壞僅發(fā)生在消能梁段上，使結(jié)構(gòu)具有震后功能快速恢復(fù)能力。基于此，本發(fā)明提出一種用于Y形偏心支撐結(jié)構(gòu)中的可更換擴(kuò)孔螺栓連接型消能梁段。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要提供一種用于Y形偏心支撐結(jié)構(gòu)中的可更換擴(kuò)孔螺栓連接型消能梁段及其施工方法，其目的在于解決現(xiàn)有Y形偏心支撐結(jié)構(gòu)在遭遇強(qiáng)震作用時，消能梁段可能出現(xiàn)耗能能力不足和破壞嚴(yán)重，且可能會引起消能梁段以外構(gòu)件和連接等發(fā)生非彈性變形和破壞等問題。本發(fā)明中高強(qiáng)螺栓在擴(kuò)孔型螺栓孔中的滑移，可在不削弱消能梁段及整體結(jié)構(gòu)剛度和承載能力的情況下，有效增大消能梁段及結(jié)構(gòu)的變形和耗能能力，并減小消能梁段的受力和損傷，保證結(jié)構(gòu)中僅消能梁段發(fā)生破壞，在震后僅更換消能梁段就能快速恢復(fù)結(jié)構(gòu)功能。本發(fā)明具有抗震性能強(qiáng)、施工方便和震后功能可快速恢復(fù)等優(yōu)點，應(yīng)用前景非常廣闊。