[發明專利]帶斜撐的裝配式鋼結構預應力自復位耗能支撐

有效

• 申請號: 201910271605.7
• 申請日: 2019-04-04
• 公開（公告）號: CN110042919B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 劉學春;馮爍;商子軒
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: E04B1/24
• 分類號: E04B1/24;E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 北京匯信合知識產權代理有限公司 11335
• 代理人: 孫民興

本發明公開了一種帶斜撐的裝配式鋼結構預應力自復位耗能支撐，包括：耗能系統、自復位系統和底座；立柱的下端與橫撐的上翼緣板相焊接，上蓋板設置于橫撐的上翼緣板兩端，立撐鋼板焊接于立柱上部的兩側翼緣板之間，內撐鋼板焊接于橫撐兩端的上下翼緣板之間，外撐鋼板焊接于橫撐的上下翼緣板和上、下蓋板之間，自復位系統包括套頭、鋼索和錨具，鋼索穿過橫撐的腹板兩側、上下翼緣板之間，鋼索兩端分別通過錨具固定。本發明的技術方案，通過轉動機制的杠桿作用放大支撐底部鋼索的微小變形，使支撐頂部可以產生足夠的滿足抗震規范要求的水平位移，從而為結構提供耗能和自復位功能，減少震后修復費用及其間接經濟損失。

技術領域

本發明涉及結構工程技術領域，尤其涉及一種帶斜撐的裝配式鋼結構預應力自復位耗能支撐。

背景技術

我國位于環太平洋火山地震帶西部，是世界上地震災害最嚴重的國家之一，同時地震作為自然災害之一，給人類的生存和發展造成了極大的威脅，并造成了極大的經濟損失，因此有必要重視對建筑結構的抗震減災工作。鋼框架—支撐結構體系是常用的雙重抗側力結構體系之一，在水平地震作用下，支撐結構可以承擔大部分水平剪力，減少整體結構的水平位移。傳統的中心支撐結構在地震作用下易發生屈曲，造成脆性斷裂影響整體結構的承載能力；傳統的偏心支撐結構體系，耗能梁端在強震中破環嚴重，震后修復困難；斜隅支撐的設計通常借鑒偏心支撐的研究成果，缺乏相應的試驗及理論依據；防屈曲支撐制作工藝復雜，造價較高，在大震作用后殘余變形較大，相應的整體結構殘余變形也較大，震后難以修復；自復位防屈曲支撐在震后，支撐耗能內核發生破壞時，需要更換整根支撐，不能實現只更換起耗能作用的內核機構來修復支撐的目的，浪費鋼材，修復成本較高，而且支撐的布置影響門窗的布置；傳統的索支撐結構中索的變形太大，使得索力增量大，結構不能產生足夠的水平位移以滿足抗震規范對延性結構的要求。

發明內容

針對上述問題中的至少之一，本發明提供了一種帶斜撐的裝配式鋼結構預應力自復位耗能支撐，其目的在于克服上述背景技術中的缺陷，減小或避免主體結構損傷，耗散地震能量和減小地震作用，最小化結構殘余變形，減少震后修復費用及其間接經濟損失，使結構在地震作用下，通過轉動機制的杠桿作用放大支撐底部鋼索的微小變形，使支撐頂部可以產生足夠的滿足抗震規范要求的水平位移，從而為結構提供耗能和自復位功能。

為實現上述目的，本發明提供了一種帶斜撐的裝配式鋼結構預應力自復位耗能支撐，包括：耗能系統、自復位系統和底座；所述耗能系統包括立柱、斜撐、立撐鋼板、銷軸、耗能系統內核和耗能系統外殼，所述耗能系統內核包括橫撐和內撐鋼板，所述耗能系統外殼包括外撐鋼板、上蓋板和下蓋板；所述立柱的截面為H形，所述橫撐為工字型，所述立柱的下端與所述橫撐的上翼緣板相焊接，所述斜撐的上端與所述立柱的兩側翼緣板相焊接，所述斜撐的下端分別設置于所述橫撐的上翼緣板的兩側相焊接，所述上蓋板設置于所述橫撐的上翼緣板上靠近所述斜撐下端的兩端，所述下蓋板設置于所述橫撐的下翼緣板上對應所述上蓋板處，所述立撐鋼板焊接于所述立柱上部的兩側翼緣板之間，所述內撐鋼板焊接于所述橫撐兩端的上下翼緣板之間，所述外撐鋼板焊接于所述橫撐的上下翼緣板和上、下蓋板之間，所述銷軸貫穿安裝于所述橫撐和所述外撐鋼板中心的銷軸孔中；所述自復位系統包括套頭、鋼索和錨具，所述鋼索穿過所述橫撐的腹板兩側、上下翼緣板之間，所述套頭緊挨兩側的所述橫撐的外側，所述鋼索兩端分別穿過所述套頭并通過所述錨具固定；所述底座包括鋼梁和肋板，所述肋板焊接于所述鋼梁的上下板之間，所述外撐鋼板的下端和所述下蓋板與所述鋼梁的上表面相焊接。

在上述技術方案中，優選地，所述套頭為包括內外兩層套板的框架，兩層所述套板之間設置有多層加勁肋；或者，所述套頭為一預留有孔洞的鋼板，所述鋼索兩端分別穿過所述套頭的孔洞并通過所述錨具固定。

在上述技術方案中，優選地，所述套頭與所述橫撐、所述外撐鋼板、所述內撐鋼板、所述上蓋板和所述下蓋板的端部之間緊挨但不進行焊接固定。