專利名稱：梁柱鉸接-屈曲約束支撐鋼框架結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于低層和多層建筑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種梁柱鉸接一屈曲約束支撐鋼框架 結(jié)構(gòu)。
技術(shù)背景傳統(tǒng)的剛接純鋼框架結(jié)構(gòu)體系延性及耗能性能好，在樓層水平力反復(fù)作用下，整個(gè)結(jié) 構(gòu)具有較好的滯回特征，但是強(qiáng)震作用后梁柱通常會(huì)產(chǎn)生塑性變形，這將使震后修復(fù)困難。 在鋼框架結(jié)構(gòu)中，支撐是一種有效的抗側(cè)力構(gòu)件，可使鋼框架具備更高的抗側(cè)剛度，傳統(tǒng) 的帶支撐框架有中心支撐框架和偏心支撐框架。中震和強(qiáng)震時(shí)，中心支撐框架中的普通支 撐會(huì)受壓屈曲和受拉屈服，而屈曲會(huì)使受壓承載力降低，從而限制了支撐作為抗側(cè)力構(gòu)件 的耗能能力。偏心支撐框架通過(guò)偏心梁段的屈服，限制支撐的屈曲，可使結(jié)構(gòu)具有較好的 耗能性能，但是由于偏心梁段屈服，使主結(jié)構(gòu)損傷，地震后結(jié)構(gòu)修復(fù)較為困難?，F(xiàn)有的剛接鋼結(jié)構(gòu)體系在施工時(shí)需要在現(xiàn)場(chǎng)施焊，有施工速度慢、增大施工難度，焊 接質(zhì)量難以保證的缺點(diǎn)。鑒于以上情況，發(fā)明的梁柱鉸接一屈曲約束支撐鋼框架結(jié)構(gòu)體系在保證鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)越性 基礎(chǔ)上，克服了上述缺點(diǎn)。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種易于施工、耗能性能好的梁柱鉸接一屈曲約束支撐鋼框架結(jié)構(gòu)。本發(fā)明提出的梁柱鉸接一屈曲約束支撐鋼框架結(jié)構(gòu)，由框架柱、框架梁、屈曲約束支 撐構(gòu)成，框架柱與框架梁連接組成框架結(jié)構(gòu)，屈曲約束支撐位于框架結(jié)構(gòu)內(nèi)，可以采用單 斜桿排列、人字形斜桿排列或V型斜桿體系排列之任一種，其中第一框架柱1-1上端和第二框架柱1-2下端剛接連接成為一體，第三框架柱1-3上端 和第四框架柱1-4下端剛接連接成為一體；第一框架梁2-1 —端通過(guò)鉸接方式連接第一框 架柱1-l上端，第一框架梁2-l另一端通過(guò)鉸接方式連接第三框架柱1-3上端，第二框架 梁2-2 —端通過(guò)鉸接方式連接第二框架柱1-2上端，第二框架梁2-2另一端通過(guò)鉸接方式 連接第四框架柱l-4上端；第一屈曲約束支撐3-1 —端連接第一框架柱1-1與第一框架梁2-1的鉸接點(diǎn)，第一屈 曲約束支撐3-1另一端連接第三框架柱1-3下端，第二屈曲約束支撐3-2 —端連接第二框架柱1-2與第二框架梁2-2的鉸接點(diǎn)，第二屈曲約束支撐3-2另一端連接第三框架柱l-3 與第一框架梁2-l的鉸接點(diǎn)，即使屈曲約束支撐呈單斜桿排列；其結(jié)構(gòu)如圖l所示。第三屈曲約束支撐3-3 —端連接第一框架柱1-1下端，第三屈曲約束支撐3-3另一端 連接第一框架梁2-1下翼緣中點(diǎn)，第四屈曲約束支撐3-4 —端連接第三框架柱1-3下端， 第四屈曲約束支撐3-4另一端連接第三屈曲約束支撐3-3與第一框架梁2-l的鉸接點(diǎn)，即 使屈曲約束支撐在第一層呈人字形排列；第五屈曲約束支撐3-5 —端連接第一框架柱l-l 與第一框架梁2-1的鉸接點(diǎn)，第五屈曲約束支撐3-5另一端連接第二框架梁2-2下翼緣中 點(diǎn)；第六屈曲約束支撐3-6—端連接第三框架柱l-3與第一框架梁2-l的鉸接點(diǎn)，第六屈 曲約束支撐3-6另一端連接第五屈曲約束支撐3-5與第二框架梁2-2的鉸接點(diǎn)，即使屈曲 約束支撐在第二層呈人字形排列；其結(jié)構(gòu)如圖2所示。第七屈曲約束支撐3-7 —端連接第一框架梁2-1上翼緣中點(diǎn)，第七屈曲約束支撐3-7 另一端連接第二框架柱1-2與第二框架梁2-2的鉸接點(diǎn)，第八屈曲約束支撐3-8 —端連接 第七屈曲約束支撐3-7與第一框架梁2-l的鉸接點(diǎn)，第八屈曲約束支撐3-8另一端連接第 四框架柱l-4與第二框架梁2-2的鉸接點(diǎn)，即使屈曲約束支撐在第二層呈V字型排列；其 中結(jié)構(gòu)如圖3所示。本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明將結(jié)構(gòu)塑性變形全部引導(dǎo)到支撐上，鉸接梁柱框架僅僅承受豎向荷載，使梁柱 在強(qiáng)烈地震作用下能保持在彈性狀態(tài)，繼續(xù)保持承載能力，保證結(jié)構(gòu)不倒塌。設(shè)置屈曲約 束支撐抵抗水平荷載，屈曲約束支撐在受拉和受壓時(shí)都能屈服，耗能性能好，因而梁柱鉸 接-屈曲約束支撐鋼框架結(jié)構(gòu)體系具有與純鋼框架結(jié)構(gòu)體系相似的滯回耗能特征。而且這 種結(jié)構(gòu)在地震作用后，產(chǎn)生塑性變形的支撐可以方便的更換，這將有利于震后修復(fù)工作。 梁柱連接設(shè)為鉸接，在施工現(xiàn)場(chǎng)只需要進(jìn)行螺栓連接，而且支撐與結(jié)構(gòu)連接也為螺栓連接， 施工方便，提升施工速度。


圖1為上下層屈曲約束支撐都為單斜桿排列的梁柱鉸接一屈曲約束支撐鋼框架結(jié)構(gòu)體 系立面示意圖。圖2為上下層屈曲約束支撐都為人字形排列的梁柱鉸接一屈曲約束支撐鋼框架結(jié)構(gòu)體 系立面示意圖。圖3為層屈曲約束支撐在第一層為人字形排列，在第二層為V字型排列的梁柱鉸接一 屈曲約束支撐鋼框架結(jié)構(gòu)體系立面示意圖。圖4為梁柱鉸接一屈曲約束支撐鋼框架結(jié)構(gòu)體系框架柱、框架梁和屈曲約束支撐連接節(jié)點(diǎn)示意圖。圖中標(biāo)號(hào)l-l為第一框架柱，1-2為第二框架柱，l-3為第三框架柱，l-4為第四框 架柱，2-l為第一框架梁，2-2為第二框架梁，3-1為第一屈曲約束支撐，3-2為第二屈曲 約束支撐。3-3為第三屈曲約束支撐，3-4為第四屈曲約束支撐，3-5為第五屈曲約束支撐， 3-6為第六屈曲約束支撐，3-7為第七屈曲約束支撐，3-8為第八屈曲約束支撐。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供了一種適用于低層與多層建筑的結(jié)構(gòu)體系，采用圖1、圖2或圖3所示的 結(jié)構(gòu)，并對(duì)之進(jìn)行受力分析，由豎向荷載確定框架梁和框架柱的截面，由水平荷載確定屈 曲約束支撐截面。施工中框架梁、框架柱連接采用螺栓連接的鉸接形式?？蚣苤⒖蚣芰?上與支撐的連接節(jié)點(diǎn)在鋼結(jié)構(gòu)加工廠中加工，梁柱在施工現(xiàn)場(chǎng)安裝好以后，屈曲約束支撐 通過(guò)螺栓連接與框架梁、框架柱連接。以一所六層學(xué)校教室建筑為例說(shuō)明其使用過(guò)程。該建筑總寬度16m，總長(zhǎng)度48m。層 高3.6m。中間跨度4m，邊跨6m，共六跨。場(chǎng)地類別II類，基本設(shè)防烈度7度?；撅L(fēng)壓 0.55kN/m2,位于城巿巿區(qū)。根據(jù)豎向荷載和跨度確定梁高，每層框架梁截面為H400X150 X8X13;根據(jù)軸壓比選用框架柱截面，第一層、第二層和第三層框架柱中柱截面為 H440X 300X10X18，邊柱截面為H390X 300X 10X 16;第四層、第五層和第六層框架柱中 柱截面為H320X200X 10X12，邊柱截面為H280X 175X8X 10。采用單斜桿的支撐布置形 式，支撐位于中跨。根據(jù)幾何形狀確定支撐長(zhǎng)度，根據(jù)水平荷載確定支撐芯板截面，第一 層、第二層和第三層支撐截面為100X21mm，第四層、第五層和第六層支撐截面為80X14mm。 通過(guò)設(shè)計(jì)滿足設(shè)計(jì)目標(biāo)。
權(quán)利要求
1、一種梁柱鉸接一屈曲約束支撐鋼框架結(jié)構(gòu)，由框架柱、框架梁、屈曲約束支撐構(gòu)成，其特征在于框架柱與框架梁連接組成框架結(jié)構(gòu)，屈曲約束支撐位于框架結(jié)構(gòu)內(nèi)，采用單斜桿排列、人字形斜桿排列或V型斜桿體系排列之任一種，其中第一框架柱(1-1)上端和第二框架柱(1-2)下端剛接連接成為一體，第三框架柱(1-3)上端和第四框架柱(1-4)下端剛接連接成為一體；第一框架梁(2-1)一端通過(guò)鉸接方式連接第一框架柱(1-1)上端，第一框架梁(2-1)另一端通過(guò)鉸接方式連接第三框架柱(1-3)上端，第二框架梁(2-2)一端通過(guò)鉸接方式連接第二框架柱(1-2)上端，第二框架梁(2-2)另一端通過(guò)鉸接方式連接第四框架柱(1-4)上端；第一屈曲約束支撐(3-1)一端連接第一框架柱(1-1)與第一框架梁(2-1)的鉸接點(diǎn)，第一屈曲約束支撐(3-1)另一端連接第三框架柱(1-3)下端，第二屈曲約束支撐(3-2)一端連接第二框架柱(1-2)與第二框架梁(2-2)的鉸接點(diǎn)，第二屈曲約束支撐(3-2)另一端連接第三框架柱(1-3)與第一框架梁(2-1)的鉸接點(diǎn)，即使屈曲約束支撐呈單斜桿排列；第三屈曲約束支撐(3-3)一端連接第一框架柱(1-1)下端，第三屈曲約束支撐(3-3)另一端連接第一框架梁(2-1)下翼緣中點(diǎn)，第四屈曲約束支撐(3-4)一端連接第三框架柱(1-3)下端，第四屈曲約束支撐(3-4)另一端連接第三屈曲約束支撐(3-3)與第一框架梁(2-1)的鉸接點(diǎn)，即使屈曲約束支撐在第一層呈人字形排列；第五屈曲約束支撐(3-5)一端連接第一框架柱(1-1)與第一框架梁(2-1)的鉸接點(diǎn)，第五屈曲約束支撐(3-5)另一端連接第二框架梁(2-2)下翼緣中點(diǎn)；第六屈曲約束支撐(3-6)一端連接第三框架柱(1-3)與第一框架梁(2-1)的鉸接點(diǎn)，第六屈曲約束支撐(3-6)另一端連接第五屈曲約束支撐(3-5)與第二框架梁(2-2)的鉸接點(diǎn)，即使屈曲約束支撐在第二層呈人字形排列；第七屈曲約束支撐(3-7)一端連接第一框架梁(2-1)上翼緣中點(diǎn)，第七屈曲約束支撐(3-7)另一端連接第二框架柱(1-2)與第二框架梁(2-2)的鉸接點(diǎn)，第八屈曲約束支撐(3-8)一端連接第七屈曲約束支撐(3-7)與第一框架梁(2-1)的鉸接點(diǎn)，第八屈曲約束支撐(3-8)另一端連接第四框架柱(1-4)與第二框架梁(2-2)的鉸接點(diǎn)，即使屈曲約束支撐在第二層呈V字型排列。
全文摘要
本發(fā)明屬于低層和多層建筑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種梁柱鉸接—屈曲約束支撐鋼框架結(jié)構(gòu)體系。由框架柱、框架梁、屈曲約束支撐構(gòu)成?？蚣芰号c框架柱的連接采用鉸接連接形式，屈曲約束支撐設(shè)置為中心支撐的形式。本發(fā)明除了具有鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)越性基礎(chǔ)上，能夠減少現(xiàn)場(chǎng)焊接工作量，增進(jìn)施工速度，保證連接質(zhì)量，有利于結(jié)構(gòu)安裝。在地震區(qū)使用能夠便于震后修復(fù)，減少震害。在低層與多層建筑中使用具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)E04B1/24GK101215854SQ20081003249
公開日2008年7月9日 申請(qǐng)日期2008年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月10日
發(fā)明者孫飛飛, 李國(guó)強(qiáng), 胡大柱, 胡寶琳 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)