[發明專利]一種可恢復耗能能力增強的連梁結構

有效

• 申請號: 202110408254.7
• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN113123523B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 黃小剛;李守振;王宇航;周緒紅;柯珂
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: E04C3/04
• 分類號: E04C3/04;E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種可恢復耗能能力增強的連梁結構，包括墻體和至少一個結構單元，結構單元包括兩個T型鋼和一個摩擦內板，兩個T型鋼相互平行且連接于兩個墻體之間，摩擦內板位于兩個T型鋼之間，兩個T型鋼和摩擦內板能夠相互豎向移動，每個T型鋼均與墻體進行螺栓連接，兩個T型鋼和摩擦內板的同向腹板兩側各設有兩個與其滑動摩擦的摩擦外板，且四個摩擦外板通過彈性復位組件與T型鋼連接。本發明通過T型鋼的腹板與摩擦外板間的摩擦滑動起到耗能作用，通過彈性復位組件實現自復位功能，通過兩個T型鋼和摩擦內板的相互橫向錯動機制，增強了連梁的耗能功能和可恢復功能，且能滿足不同層次的抗震需求。

技術領域

本發明屬于土木工程領域，涉及一種可恢復耗能能力增強的連梁結構。

背景技術

在高層建筑結構體系中，剪力墻作為常見的抗側力結構單元，能有效地控制房屋的側移。為了方便電梯入口及門窗洞口的布置，剪力墻往往通過連梁相互連接，形成聯肢剪力墻結構。連梁的受力性能對整個聯肢剪力墻結構的受力性能起著至關重要的作用：一方面，在橫向荷載作用下，連梁端部的內力會減少墻肢的內力和變形，對墻肢起到一定的約束作用；另一方面，發生延性破壞的連梁的端部會形成塑性鉸，吸收地震能量，減少墻體底部破壞，從而降低震后的修復費用。傳統鋼筋混凝土連梁易發生剪切破壞，延性和耗能能力較差，雖然可以通過使用交叉暗支撐配筋改善鋼筋混凝土連梁的延性和耗能能力，但是其施工過程較為復雜。此外，鋼連梁在實際工程中也得到廣泛應用，較鋼筋混凝土連梁而言，鋼連梁具有良好的延性和較強的耗能能力，但是在耗能過程中會造成較大的殘余變形，不具備可持續使用的功能。

在此背景下，本發明提供了一種可恢復耗能能力增強的連梁結構，采用“三段式”變形機制，即通過左T型鋼、摩擦內板和右T型鋼三者之間的相互錯動來實現連梁內部變形，利用摩擦外板與T型鋼的腹板，以及摩擦外板與摩擦內板之間的摩擦滑動來吸收地震能量，并且通過碟形墊片的彈性回復力實現自復位功能，此外，該結構中的摩擦力和回復力可以通過改變高強螺栓中的預緊力以及相應摩擦面和碟形墊片的個數來調節，從而使得該結構可以滿足不同層次的抗震需求。與以往連梁結構相比，本發明具有可恢復耗能能力強、易于調節、安裝簡單、便于替換的優點。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種可恢復耗能能力增強的連梁結構，用于解決現有技術中建筑物構件在震后產生嚴重變形而難于恢復的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種可恢復耗能能力增強的連梁結構，包括墻體和至少一個結構單元，所述結構單元包括左右兩個T型鋼和一個摩擦內板，兩個T型鋼相互平行且連接于兩個墻體之間，摩擦內板位于兩個T型鋼之間，兩個T型鋼和摩擦內板能夠相互豎向移動，兩個所述T型鋼的窄端面相對設置，每個T型鋼均與墻體進行螺栓連接，兩個T型鋼和摩擦內板的同向腹板兩側各設有兩個與其滑動摩擦的摩擦外板，且四個摩擦外板通過彈性復位組件與T型鋼連接。

進一步的，所述T型鋼的寬端面上對稱設置有兩排T型鋼螺栓孔，所述墻體對應位置設置有兩排預埋螺紋套筒，通過螺栓連接所述的T型鋼螺栓孔和預埋螺紋套筒，以使所述T型鋼與墻體連接。

進一步的，所述彈性復位組件包括高強螺栓和碟形墊片，所述高強螺栓將四個摩擦外板連接于T型鋼的腹板上和摩擦外板寬端面上，所述碟形墊片由高強螺栓壓緊在摩擦外板上。

進一步的，所述T型鋼的腹板上和摩擦內板上分別間隔開設有多個T型鋼豎向滑槽和摩擦內板豎向滑槽，所述摩擦外板上對應設置有多個外板螺栓孔，所述彈性復位組件將所述外板螺栓孔分別連接到T型鋼豎向滑槽和摩擦內板豎向滑槽上。

進一步的，所述T型鋼的腹板兩側設置有第一內摩擦面，所述摩擦內板上設置有第二內摩擦面，所述摩擦外板與T型鋼的腹板和摩擦內板相對的一側設置有外摩擦面，所述外摩擦面分別與第一內摩擦面和第二內摩擦面相互交錯嵌合；所述外摩擦面、第一內摩擦面和第二內摩擦面均具有摩擦坡面段和摩擦平面段，所述T型梁與摩擦外板的摩擦系數值小于摩擦坡面段傾斜角度的正切值，所述摩擦內板與摩擦外板的摩擦系數值小于摩擦坡面段傾斜角度的正切值。