[發明專利]一種可更換小跨高比鋼深梁的連接結構及安裝方法

在審

• 申請號: 201811063655.8
• 申請日: 2018-09-12
• 公開（公告）號: CN109057069A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 連鳴;張浩;蘇明周;程倩倩;關彬林
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明公開了一種可更換小跨高比鋼深梁的連接結構及安裝方法，通過在兩個框筒柱上均設置有鋼深梁，并在兩個鋼深梁之間設置耗能梁段，使耗能梁段的截面高度小于鋼深梁的截面高度，能夠在水平荷載(風荷載或地震)作用下，使結構的塑性變形和損傷主要集中于耗能梁段處，該可更換小跨高比鋼深梁連接結構傳力直接、可靠，耗能梁段與鋼深梁之間采用摩擦型高強度螺栓進行連接，施工方便，構造簡單，易于震后拆卸與更換，基本實現了震后鋼框筒結構使用功能的快速恢復。符合近年來結構抗震領域研究的潮流，具備良好的經濟效益，本發明能夠有效改善傳統鋼框筒結構抗震性能差和震后修復難度大等缺點。

技術領域

本發明屬于建筑工程與結構抗震領域，具體涉及一種可更換小跨高比鋼深梁的連接結構及安裝方法。

背景技術

在諸多高層鋼結構抗側力體系中，鋼框筒結構的優點較為突出。鋼框筒結構外圍框架中的柱很密且裙梁剛度很大，形成密柱深梁體系，在各層樓蓋的加勁下，結構能發揮空間整體作用，具有很大的抗側剛度，且結構內部空間使用靈活，設計和施工相對簡單。但是由于鋼框筒結構外圍框架的柱距很小(約3～4m)且裙梁的截面高度較大(約0.6～1.2m)，導致裙梁的跨高比較小(約3～5)(裙梁后續統稱為鋼深梁)，因而限制了梁端塑性鉸的發展，不利于結構耗散地震能量，這在一定程度上限制了鋼框筒結構的推廣應用。偏心支撐結構中的剪切型耗能梁段具有良好的塑性變形能力和穩定的耗能能力，且構造簡單，易于加工制作。

設置在鋼深梁跨中的剪切型耗能梁段與鋼深梁之間的連接形式是實現可更換小跨高比鋼深梁的關鍵技術之一。設計的連接形式既要確保結構在水平荷載(風荷載或地震作用)下傳力可靠，使設置的剪切型耗能梁段充分發揮耗能優勢，又要保證震后耗能梁段易于拆卸與更換，盡快恢復結構的正常使用功能。鋼構件的連接形式主要包括焊接與螺栓連接兩種。焊接連接剛度大，但其延性相對較差，地震作用下焊縫容易撕裂，抗震性能不如螺栓連接好，且采用焊接連接的耗能梁段不具有可更換性。目前已經存在的兩種螺栓連接形式—拼接板連接與腹板-螺栓連接，以往試驗研究表明，這兩種螺栓連接形式在強烈地震作用下會產生較大的螺栓滑移，連接處剛度較小，不利于耗能梁段充分發揮塑性變形且連接構造復雜，不利于震后耗能梁段的更換。

發明內容

本發明的目的在于克服上述不足，提供一種可更換小跨高比鋼深梁的連接結構及安裝方法，改善了傳統鋼框筒結構抗震性能差的缺點。

為了達到上述目的，一種可更換小跨高比鋼深梁的連接結構，包括兩個框筒柱，兩個框筒柱上均設置有鋼深梁，兩個鋼深梁相向設置，鋼深梁的端面上設置有鋼深梁端板，兩個鋼深梁間設置有耗能梁段，耗能梁段采用焊接H型鋼，且設計為剪切屈服型，耗能梁段的兩個端面上均設置有耗能梁段端板，耗能梁段端板與鋼深梁端板固定連接，耗能梁段的截面高度小于鋼深梁的截面高度，鋼深梁的上翼緣放置有混凝土樓板。

耗能梁段端板通過摩擦型高強度螺栓與鋼深梁端板固定連接。

耗能梁段上設置有若干耗能梁段加勁肋。

鋼深梁上設置有若干鋼深梁加勁肋。

鋼深梁端板設計厚度大于耗能梁段端板厚度。

框筒柱上設置有若干框筒柱加勁肋。

一種可更換小跨高比鋼深梁的連接結構的安裝方法，包括以下步驟：

步驟一，在框筒柱的側面焊接鋼深梁；

步驟二，在鋼深梁的端面上焊接鋼深梁端板，在耗能梁段的兩個端面焊接耗能梁段端板；

步驟三，耗能梁段固定在兩個鋼深梁之間，使耗能梁段的截面高度小于鋼深梁的截面高度；

步驟四，在鋼深梁的上翼緣澆筑混凝土樓板。

在框筒柱上焊接框筒柱加勁肋，框筒柱加勁肋的高度與鋼深梁翼緣平齊；