[發明專利]一種大凈空的自復位鋼框架偏心支撐體系

有效

• 申請號: 201910071409.5
• 申請日: 2019-01-25
• 公開（公告）號: CN109707041B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 張愛林;程魁魁;姜子欽;鄭文彬;周寶儒
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: E04B1/24
• 分類號: E04B1/24;E04B1/58;E04H9/02;E04B1/98
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

本發明涉及一種大凈空的自復位鋼框架偏心支撐體系，屬于結構工程領域。該體系包括兩個焊接組合異形柱、兩個帶斜支撐桿的工字梁段、兩個Y型斜撐、一個耗能梁段、組合自復位裝置及數個連接裝置；通過增加由拉索、工裝及梁柱節點連接裝置組成的組合自復位裝置，能有效提高節點的整體承載力且能避免組合自復位裝置中拉索預張力過大對工字梁段的超應力負荷；引進耗能梁段及偏心支撐設計理念，能起到結構“保險絲”作用，同時改變支撐尺寸及形式，能在設置支撐的位置開設門洞口，節省了用鋼量，提高了經濟效益與適用性。

技術領域

本發明涉及一種大凈空的自復位鋼框架偏心支撐體系，屬于結構工程技術領域。

背景技術

裝配式鋼結構建筑體系已成為建筑鋼結構發展的新方向和新趨勢，具有設計標準化、生產工廠化、施工裝配化、綠色建筑節能環保等優點?，F有的多高層公共建筑及住宅建筑，一旦發生地震損傷，將導致建筑終止使用，對社會經濟恢復和人民群眾生活將造成嚴重影響，震后的修復工作更是費時費力。如何通過合理的框架設計，既能保證結構在地震中的抗倒塌能力，又可降低結構震后修復加固的經濟成本和時間成本，實現建筑結構的震后功能可快速恢復，是結構抗震研究的重點問題。

為克服上述問題，本專利提出了一種大凈空的自復位鋼框架偏心支撐體系。通過增加由梁柱節點與鋼索組成的組合自復位裝置，可有效提高節點的整體承載力且可避免組合自復位裝置中拉索預應力過大對工字梁段的超應力負荷；引進耗能梁段及偏心支撐設計理念，可起到結構“保險絲”作用，同時改變支撐尺寸及形式，可在設置支撐的位置開設門洞口，節省了用鋼量，提高了經濟效益與適用性。

發明內容

本發明提出一種大凈空的自復位鋼框架偏心支撐體系，旨在解決框架體系的自復位問題；同時引入一種新型的支撐體系，旨在解決在框架內開門洞口的問題。

為實現上述目的，本發明采用如下技術手段：

一種大凈空的自復位鋼框架偏心支撐體系，其特征在于：該體系包括兩個焊接組合異形柱、兩個帶斜支撐桿的工字梁段、兩個Y型斜撐、一個耗能梁段、組合自復位裝置及數個連接裝置；該體系與鋼桁架支撐和鋼桁架筒體結構體系相比，在提高結構整體抗側力性能的同時，能在設置支撐的位置開設門洞口；該體系具有震后自復位功能，所述的組合自復位裝置包括兩個工裝、一條拉索及兩個梁柱節點連接裝置，為本專利的創新點之一，梁柱節點連接裝置將焊接組合異形柱上懸臂梁段與工字梁段緊密連接，蓋板和拉索的組合能提高節點的整體承載力且能避免組合自復位裝置中拉索預應力過大對工字梁段的超應力負荷；焊接組合異形柱上懸臂梁段與工字梁段頂緊，安裝后不留縫隙，能避免由于梁端轉動位移引起的預應力損失，拉索的作用能控制塑性變形的發展和損傷的積累，從而提升結構的抗震性能和復位能力。

所述的焊接組合異形柱由一個上方鋼管柱、兩個中方鋼管柱、兩個懸臂梁段及第一斜撐桿和第三斜撐桿焊接而成，兩個中方鋼管柱焊接于上方鋼管柱的上下兩端，兩個懸臂梁段焊接于兩個中方鋼管柱上，第一斜支撐桿焊接于下端懸臂梁與上方鋼管柱連接處，第三斜支撐桿焊接于上端懸臂梁與上方鋼管柱連接處；所述的帶斜支撐桿的工字梁段由工字梁段和第二斜支撐桿以第一連接裝置連接而成；所述的組合自復位裝置包括兩個工裝、一條拉索及兩個梁柱節點連接裝置；該體系左右對稱布置，兩個焊接組合異形柱分別與兩個帶斜支撐桿的工字梁段通過梁柱節點連接裝置連接，兩個帶斜支撐桿的工字梁段置于耗能梁段兩端，分別與耗能梁段通過兩組第二連接裝置連接；所述的兩個Y型斜撐分別通過六個第三連接裝置與焊接組合異形柱及帶斜支撐桿的工字梁段連接，Y型斜撐下端與焊接組合異形柱的第一斜支撐桿通過第三連接裝置連接，Y型斜撐上端一邊通過第三連接裝置與帶斜支撐桿的工字梁段中的第二斜支撐桿連接，另一邊通過第三連接裝置與焊接組合異形柱的第三斜支撐桿連接。