耗能鋼板和斜撐組成的耗能支撐體系及其施工方法

2023-05-31 20:24:36

專利名稱：耗能鋼板和斜撐組成的耗能支撐體系及其施工方法
技術領域：
本發明涉及一種建築結構的抗震耗能裝置及其施工方法，特別是一種耗能鋼板和 斜撐組成的耗能支撐體系及其施工方法。
背景技術：
由於金屬材料進入塑性以後具有良好的滯回性能，因而被用來製作各種類型的耗 能裝置。鋼板耗能器裝置一般由低屈服點或者極低屈服點高延性鋼板和其定位裝置組裝而 成的一種被動耗能減震裝置。其抗震機理簡單、造價低、效果顯著。同時，該裝置一般是作 為非承重構件安裝在結構中，在正常使用狀態下，其能夠提高結構的整體剛度；在小震情況 下，建築結構本身就能夠滿足抗震設防要求，此時結構的變形相對較小，鋼板耗能器不進入 或較少部分進入塑性階段；在遇到大震或罕遇地震時，耗能器要率先進入塑性階段，依靠其 產生的塑性能來減少結構的地震反應，其破壞不會影響整體結構的使用。該裝置既可以用 於新建工程結構的抗震設計也可以用於已有建築的加固維修，具有良好的經濟效益。鋼板耗能器按照其受力形式可以分為面內剪切型和面外彎曲型。面內彎曲型鋼板 耗能器具有延性好、滯回曲線飽滿的優點，但是其初始剛度較小、具有金屬薄膜效應，在安 裝時，往往是多片鋼板並列安裝，其用鋼量較大；對於面內剪切型鋼板耗能器，為了面內應 力分布更均勻、滯回曲線更飽滿以充分發揮鋼材的性能，往往需要較為嚴格的幾何形狀和 較高的加工工藝而使得其造價較高。同時，在以往的工程實例中，多數是注重追求鋼板耗能 器本身的力學性能的發揮而忽略了其支撐結構的作用，導致許多耗能器的支撐結構本身剛 度較小，不能發揮支撐結構應有的作用，從而使得已安裝的鋼板耗能器進入塑性狀態的時 間相對較晚，其耗能作用發揮不夠。

發明內容
本發明的目的是提供一種耗能鋼板和斜撐組成的耗能支撐體系及其施工方法，要 解決耗能鋼板因平面外屈曲導致耗能效果不理想的技術問題。為實現上述目的，本發明採用如下技術方案
一種耗能鋼板和斜撐組成的耗能支撐體系，設置於結構梁和結構柱圍成的矩形區域， 包括加勁耗能鋼板和雙向斜支撐，所述加勁耗能鋼板由耗能鋼板和設置在其四周的邊框鋼 板和設置在耗能鋼板兩側面的加勁板組成，所述加勁耗能鋼板通過連接件設置在雙向斜支 撐的頂面。
所述加勁板卡在耗能鋼板和邊框鋼板形成的夾角內，與邊框鋼板通過焊縫連接。所述雙向斜支撐為人字撐或A字形支撐。所述結構梁上設置加固件。所述加固件為槽鋼、鋼板或角鋼。所述的耗能鋼板和斜撐組成的耗能支撐體系的施工方法，步驟如下 步驟一，在地面分別加工加勁耗能鋼板和雙向斜支撐；步驟二，對結構梁擬安裝加勁耗能鋼板部位通過焊接加固件進行加固； 步驟三，將加勁耗能鋼板通過連接件連接在雙向斜支撐的頂面； 步驟四，將組合好的加勁耗能鋼板和雙向斜支撐安裝到結構梁加固部位。步驟一所述加勁耗能鋼板的加工步驟為，首先，將邊框鋼板垂直焊接在耗能鋼板 的四周；其次，在耗能鋼板兩側對稱放置加勁板，並將加勁板的邊緣與邊框鋼板焊接。與現有技術相比本發明具有以下特點和有益效果
本發明所述耗能鋼板和斜撐組成的耗能支撐體系既具有普通鋼支撐的作用，又具有耗 能的作用。在正常狀態下使用時能夠增大建築結構的整體剛度，而在遇到地震時，鋼板耗能 器較結構及斜撐要先進入屈服狀態，利用鋼板耗能器的屈服耗能能夠減少建築結構的地震 反應，對建築結構起到很好的保護作用。所述的加勁耗能鋼板和斜撐組成的耗能體系，加勁耗能鋼板初始剛度大，由於面 外屈曲受到了限制其鋼材屈服面積大、耗能效果好、鋼材利用率高，同時鋼板耗能器的制 作、安裝簡單方便，造價較低；斜撐初始剛度較大，能更好的發揮其應有的作用，改變了以往 斜撐剛度不足或者鋼材用量較大的缺陷。本發明中加勁耗能鋼板的加勁板只與邊框鋼板相焊接，在加勁板起到對防止耗能 鋼板的面外屈曲的同時，不會因為焊接對耗能鋼板的力學性能產生不利影響。本發明適用性強，既適用於鋼結構也適用於混凝土結構；既可以用於新結構的 設計也可以用於已有建築的加固維修。本發明可廣泛應用於鋼框架、混凝土框架結構的耗能減震。


下面結合附圖對本發明做進一步詳細的說明。圖1是本發明的結構示意圖。圖2是加勁耗能鋼板詳圖。圖3是圖2A-A剖視圖。圖4是斜支撐實施例一。圖5是斜支撐實施例二。圖6是本發明應用於框架結構示意圖。圖7是圖6的B-B剖視圖。附圖標記1 一耗能鋼板、2 —邊框鋼板、3 —加勁板、4 一焊縫、5 —連接件、6 —雙
向斜支撐、7 —結構柱、8 —加固件、9 一結構梁。
具體實施例方式實施例參見圖1 圖7所示，一種耗能鋼板和斜撐組成的耗能支撐體系，設置於結 構梁9和結構柱7圍成的矩形區域，包括加勁耗能鋼板和雙向斜支撐6，所述加勁耗能鋼板 由耗能鋼板1和設置在其四周的邊框鋼板2和設置在耗能鋼板兩側面的加勁板3組成，所 述加勁耗能鋼板通過連接件5設置在雙向斜支撐6的頂面。
所述中間勁板3卡在耗能鋼板1和邊勁板2形成的夾角內，與邊勁板2通過焊縫4連接。
所述雙向斜支撐6為人字撐或A字形斜撐。所述結構梁上設置加固件8。所述加固件8為槽鋼、鋼板或角鋼。製作時，加勁耗能鋼板同雙向斜支撐之間採用螺栓連接或者焊接連接，為了施工 製作方便，加勁耗能鋼板同斜撐分開製作。加勁耗能鋼板同結構梁相連時，亦可採用焊接或 螺栓連接。在安裝之前應首先將結構梁進行加固，對於混凝土結構應在框架澆筑前在結構 梁中預先設置預埋件。所述的耗能鋼板和斜撐組成的耗能支撐體系的施工方法，步驟如下 步驟一，在地面分別加工加勁耗能鋼板和雙向斜支撐6 ；
步驟二，對結構梁9擬安裝加勁耗能鋼板部位進行加固； 步驟三，將加勁耗能鋼板通過連接件5連接在雙向斜支撐6的頂面； 步驟四，將組合好的加勁耗能鋼板和雙向斜支撐6安裝到結構梁加固部位。步驟一所述加勁耗能鋼板的加工步驟為，首先，將邊框鋼板2垂直焊接在耗能鋼 板1的四周；其次，在耗能鋼板1兩側對稱放置加勁板3，並將加勁板3的邊緣與邊框鋼板2 焊接。
權利要求
1.一種耗能鋼板和斜撐組成的耗能支撐體系，設置於結構梁(9)和結構柱(7)圍成的 矩形區域，包括加勁耗能鋼板和雙向斜支撐(6)，所述加勁耗能鋼板由耗能鋼板(1)和設置 在其四周的邊框鋼板(2)和設置在耗能鋼板兩側面的加勁板(3)組成，其特徵在於所述加 勁耗能鋼板通過連接件(5)設置在雙向斜支撐(6)的頂面。
2.根據權利要求1所述的耗能鋼板和斜撐組成的耗能支撐體系，其特徵在於所述中 間加勁板(3)卡在耗能鋼板(1)和邊框鋼板(2)形成的夾角內，與邊框鋼板(2)通過焊縫(4) 連接。
3.根據權利要求1所述的耗能鋼板和斜撐組成的耗能支撐體系，其特徵在於所述雙 向斜支撐(6)為人字撐或A字形斜撐。
4.根據權利要求1所述的耗能鋼板和斜撐組成的耗能支撐體系，其特徵在於所述結 構梁上設置加固件(8)。
5.根據權利要求4所述的耗能鋼板和斜撐組成的耗能支撐體系，其特徵在於所述加 固件(8)為槽鋼、鋼板或角鋼。
6.根據權利要求1 5任意一項所述的耗能鋼板和斜撐組成的耗能支撐體系的施工方 法，其特徵在於步驟如下步驟一，在地面分別加工加勁耗能鋼板和雙向斜支撐(6)；步驟二，對結構梁(9)擬安裝加勁耗能鋼板部位焊接加固件(8)進行加固；步驟三，將加勁耗能鋼板通過連接件(5)連接在雙向斜支撐(6)的頂面；步驟四，將組合好的加勁耗能鋼板和雙向斜支撐(6)安裝到結構梁加固部位。
7.根據權利要求6所述的耗能鋼板和斜撐組成的耗能支撐體系的施工方法，其特徵 在於步驟一所述加勁耗能鋼板的加工步驟為，首先，將邊框鋼板(2)垂直焊接在耗能鋼板 (1)的四周；其次，在耗能鋼板(1)兩側對稱放置加勁板(3)，並將加勁板(3)的邊緣與邊框 鋼板(2)焊接。
全文摘要
本發明涉及一種耗能鋼板和斜撐組成的耗能支撐體系及其施工方法，屬於耗能裝置技術領域。所述耗能支撐體系設置於結構梁和結構柱圍成的矩形區域，包括加勁耗能鋼板和雙向斜支撐，所述加勁耗能鋼板由耗能鋼板和設置在其四周的邊框鋼板和設置在耗能鋼板兩側面的加勁板組成，所述加勁耗能鋼板通過連接件設置在雙向斜支撐的頂面。解決了耗能和支撐一體化的問題，具有結構簡單，造價低，施工方便等優點，可廣泛應用於鋼框架、混凝土框架結構的耗能減震。
文檔編號E04B1/98GK102086665SQ20101060395
公開日2011年6月8日 申請日期2010年12月24日 優先權日2010年12月24日
發明者安立剛, 王徵, 王志興 申請人:中國中建設計集團有限公司