[發(fā)明專利]一種十字形耗能支撐

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911152899.8
• 申請日: 2019-11-22
• 公開（公告）號: CN110805157B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發(fā)明（設計）人: 彭曉彤;付曉凡;林晨;蔡春水;楊濤春;李雁軍;陳圣剛
• 申請（專利權）人: 山東彤創(chuàng)建筑科技有限公司
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E04H9/02;E01D19/00
• 代理公司: 北京中索知識產(chǎn)權代理有限公司 11640
• 代理人: 商金婷

1.一種十字形耗能支撐，用于連接到建筑物中的鋼結構框架形成耗能構件，由外管和內芯兩部分構成，其特征在于：所述外管由外套筒(1)、端部蓋板(2)和節(jié)點板(3)構成，所述內芯由型材(4)、屈服構件(5)、開孔鋼塊(6)、蓋板(7)和連接板(8)構成；

所述外套筒(1)截面形式為十字形，采用十字形套筒異型鋼；

所述端部蓋板(2)截面形式為十字形，所述外套筒(1)一端焊接到所述端部蓋板(2)一側；

所述節(jié)點板(3)截面形式為長方形，采用高強度鋼，所述節(jié)點板(3)一端為方形且另一端為半圓形，所述節(jié)點板(3)方形端一側焊接到所述端部蓋板(2)另一側，所述節(jié)點板(3)上設置有螺紋孔，所述節(jié)點板(3)通過螺栓二(10)與所述鋼結構框架鉸接；

所述內芯為十字形截面，所述型材(4)的截面為方形，所述型材(4)設置在所述外套筒(1)中心，所述型材(4)與所述外套筒(1)形成四個收容腔，每個所述收容腔內分別設置有一組均勻分布的所述屈服構件(5)和一組均勻分布的所述開孔鋼塊(6)；

所述屈服構件(5)的截面為方形，每個所述屈服構件(5)一端分別焊接到所述型材(4)的一側，每個所述屈服構件(5)另一端分別焊接到所述開孔鋼塊(6)一側；

所述開孔鋼塊(6)居中開孔，孔直徑為20mm；

所述屈服構件(5)的寬度及所述開孔鋼塊(6)的寬度與所述型材(4)的邊長長度相同；

所述蓋板(7)為十字形，所述型材(4)一端焊接到所述蓋板(7)一側；

所述連接板(8)截面形式為長方形，所述連接板(8)一端為方形且另一端為半圓形，所述連接板(8)方形端一側焊接到所述蓋板(7)另一側，所述連接板(8)上設置有螺紋孔，所述連接板(8)通過所述螺栓二(10)與所述鋼結構框架鉸接；

所述外管和所述內芯通過螺栓一(9)連接；

所述螺栓一(9)選用8.8級M20的高強螺栓，在組裝所述外套筒與所述內芯時應適當擰緊，避免屈服構件受拉力影響提前進入屈服狀態(tài)；

所述外套筒(1)開長方形孔，以滿足不限制所述螺栓一(9)橫向移動的作用，使所述屈服構件(5)不受拉力影響，所述螺栓一(9)穿過所述開孔鋼塊(6)的中心孔和所述外套筒(1)的長方形孔；

所述外管與所述內芯之間有一定間隙，以滿足限制外管對軸向承載系統(tǒng)產(chǎn)生影響的要求；

所述屈服構件(5)必須先于梁柱結構構件進入塑性，因此采用屈服點低，可吸收大量能量的Q235鋼，沿內芯長度方向進行布置；

為保證所述屈服構件(5)先于梁柱結構構件進入塑性，所述外套筒(1)、所述端部蓋板(2)、所述節(jié)點板(3)、所述型材(4)、所述開孔鋼塊(6)、所述蓋板(7)及所述連接板(8)的材料選用易加工、價格便宜的Q345鋼；

十字形耗能支撐采用人字支撐或成對布置的單斜桿支撐形式，支撐與鋼框架柱的夾角為35°～55°；

十字形耗能支撐的個數(shù)為n，n取4的倍數(shù)：

其中，θ為十字形耗能支撐與鋼框架柱的夾角；

H為框架層高；

所述屈服構件(5)的厚度

其中，F(xiàn)₁為在多遇地震情況下，支撐所承受外力；

F₂為在罕遇地震情況下，支撐所承受外力；

f_y為鋼材屈服強度；

l為屈服構件的長度；

b為屈服構件的高度。

2.根據(jù)權利要求1所述的十字形耗能支撐，其特征在于：當對十字形耗能支撐設計完成后應進行位移驗算，應滿足：

其中，ω₁為U形鋼板耗能支撐的最大彈性層間位移；

ω₂為U形鋼板耗能支撐的最大彈性層間位移；

Δ_e為U形鋼板耗能支撐的彈性極限位移；

Δ_u為U形鋼板耗能支撐的極限屈服位移；

[θ_e]為彈性層間位移角限值，多、高層鋼結構取值為1/250；

為彈塑性層間位移角限值，多、高層鋼結構取值為1/50；

h為計算樓層層高。