[發(fā)明專利]一種自復(fù)位鋼框架偏心支撐體系

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910071394.2
• 申請(qǐng)日: 2019-01-25
• 公開（公告）號(hào): CN109653355A
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜子欽;鄭文彬;申存杰;周寶儒;牛子堯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): E04B1/24
• 分類號(hào): E04B1/24;E04B1/58;E04H9/02;E04B1/98
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

本發(fā)明涉及一種自復(fù)位鋼框架偏心支撐體系，屬于結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域。本發(fā)明的節(jié)點(diǎn)連接裝置焊接部分主要構(gòu)件均可在工廠內(nèi)完成，大大縮短施工周期，提高了施工質(zhì)量；上翼緣蓋板設(shè)置成內(nèi)蓋板式進(jìn)行翼緣蓋板鼓曲幅值控制；下翼緣蓋板設(shè)置成外蓋板式，具有良好的性能可視性及更換可判性；自復(fù)位裝置能保證結(jié)構(gòu)耗散地震能量的預(yù)定性態(tài)設(shè)計(jì)目標(biāo)并降低震后修復(fù)成本，提高結(jié)構(gòu)的安全性；通過針對(duì)性設(shè)計(jì)可使地震荷載作用下結(jié)構(gòu)的破壞位置發(fā)生在易于更換的高強(qiáng)螺栓及連接板等耗能構(gòu)件處，便于震后修復(fù)，適應(yīng)于可恢復(fù)功能的裝配式鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本專利涉及一種自復(fù)位鋼框架偏心支撐體系，屬于結(jié)構(gòu)工程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著城市化進(jìn)程的加快，建筑領(lǐng)域的發(fā)展及技術(shù)水平不斷提升，加之環(huán)境污染及資源浪費(fèi)問題的影響，傳統(tǒng)建筑體系存在的環(huán)保性差的缺陷逐漸暴露，綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)，開始成為了建筑體系的主要類型。與傳統(tǒng)體系相比，該體系在施工質(zhì)量、施工效率等方面，均具有顯著的優(yōu)勢(shì)。“搭積木”是一種具有代表性的施工方法，極大程度上加快了施工速度，節(jié)約了工程資金。將其應(yīng)用到各類建筑體系的設(shè)計(jì)與開發(fā)中，是建筑領(lǐng)域未來發(fā)展的主要趨勢(shì)。

框架體系設(shè)計(jì)不合理，使結(jié)構(gòu)在地震荷載作用下發(fā)生脆性破壞加重地震災(zāi)害，威脅人民生命財(cái)產(chǎn)安全。現(xiàn)有研究表明，通過合理的節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)可以有效提高節(jié)點(diǎn)承載力，保護(hù)主體結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)震后快遞修復(fù)，減少經(jīng)濟(jì)損失；同時(shí)，樓板與梁段預(yù)組裝后運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拼裝可大大節(jié)省現(xiàn)場(chǎng)混凝土澆筑的時(shí)間；此外，傳統(tǒng)框架體系破壞后修復(fù)難度大或無法修復(fù)帶來的損失十分巨大，迫切需要一種地震后無需修復(fù)或稍加修復(fù)即可恢復(fù)使用功能的可恢復(fù)功能結(jié)構(gòu)，這也成為了近年來國際地震工程領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。可恢復(fù)功能框架結(jié)構(gòu)不僅能夠在地震中保護(hù)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，而且在地震后也能盡快恢復(fù)其使用功能，因此亟需將可恢復(fù)功能結(jié)構(gòu)的理念落實(shí)于新結(jié)構(gòu)的研發(fā)設(shè)計(jì)工作中，以實(shí)現(xiàn)建筑從單一追求抗倒塌能力向兼顧震后可修復(fù)能力的轉(zhuǎn)變。為滿足以上需求，本發(fā)明專利提出了一種自復(fù)位鋼框架偏心支撐體系。

本發(fā)明專利提出的一種自復(fù)位鋼框架偏心支撐體系。通過兩個(gè)帶懸臂梁段的方鋼管上柱的懸臂梁段、兩個(gè)工字梁段、兩組第一連接裝置和兩組自復(fù)位裝置共同發(fā)揮作用，可有效提高懸臂梁段和工字梁段交接處的整體承載力且可減小自復(fù)位裝置中拉索預(yù)張力對(duì)工字梁段的超應(yīng)力負(fù)荷；引進(jìn)中間耗能梁段、工字斜撐段和斜支撐，可提高結(jié)構(gòu)延性和安全性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種自復(fù)位鋼框架偏心支撐體系，屬于結(jié)構(gòu)工程技術(shù)領(lǐng)域。

該體系創(chuàng)新點(diǎn)在于帶懸臂梁段的方鋼管柱和工字梁段通過第一連接裝置連接時(shí)，上翼緣蓋板內(nèi)置，下翼緣蓋板外置，倒L型腹板剪切板將上翼緣蓋板頂緊，安裝后懸臂梁段和工字梁段不留縫隙；上翼緣蓋板內(nèi)置能使上翼緣外混凝土更加平整，而下翼緣蓋板設(shè)置成外蓋板式，可作為普通梁段在安裝過程中的支托，同時(shí)也便于在使用過程中對(duì)翼緣蓋板屈曲變形進(jìn)行觀測(cè)，具有良好的性能可視性及更換可判性；倒L型腹板剪切板將上翼緣蓋板頂緊，可有效提高連接處的承載力且可減小自復(fù)位裝置中拉索預(yù)張力對(duì)工字梁段的超應(yīng)力負(fù)荷，還可通過擰松螺栓還原翼緣的殘余變形；懸臂梁段和工字梁段頂緊，安裝后不留縫隙，防止由于梁端轉(zhuǎn)動(dòng)引起的拉索預(yù)應(yīng)力損失，通過實(shí)際計(jì)算合理設(shè)計(jì)拉索預(yù)張力，使結(jié)構(gòu)最大程度地控制塑性變形的發(fā)展和損傷的積累，從而使結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能和復(fù)位能力。

該體系的特點(diǎn)還有：兩個(gè)帶懸臂梁段的方鋼管柱的懸臂梁段、兩個(gè)工字梁段、兩組第一連接裝置和兩組自復(fù)位裝置共同發(fā)揮作用能實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的震后自行復(fù)位、減小殘余變形、延緩結(jié)構(gòu)主要受力構(gòu)件損傷進(jìn)程，保證結(jié)構(gòu)耗散地震能量的預(yù)定性態(tài)設(shè)計(jì)目標(biāo)并降低震后修復(fù)成本，是鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的新方向。本發(fā)明不限于這里的具體構(gòu)造方案，技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的提示，不脫離本發(fā)明范疇所作的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

一種自復(fù)位鋼框架偏心支撐體系包括兩個(gè)帶懸臂梁段的方鋼管柱、兩個(gè)工字梁段、一個(gè)中間耗能梁段、兩個(gè)斜支撐段、兩個(gè)工字斜撐段、兩組自復(fù)位裝置、兩組第一連接裝置、兩組第二連接裝置、兩組第三連接裝置、兩組第四連接裝置。