屈曲約束支撐鋼管高強混凝土框架節點的製作方法

2023-10-04 16:43:34 3

專利名稱：屈曲約束支撐鋼管高強混凝土框架節點的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種涉及一種建築構件，特別是涉及一種屈曲約束支撐鋼管高強混 凝土框架節點。
背景技術：
鋼管高強混凝土柱利用鋼管和高強混凝土兩種材料在受力過程相互之間的組合 作用，充分發揮這兩種材料的優勢，使混凝土的塑性和韌性大為改善，且避免或延緩鋼 管發生局部屈曲，使鋼管混凝土柱整體承載力高、塑性和韌性好。目前在地震區高層建 築中應用鋼管高強混凝土柱，可解決普通鋼筋混凝土柱的脆性破壞問題，從而放寬軸壓 比限制，同時利用鋼管對核心混凝土的約束，大幅度提高混凝土的強度，減少柱的截面 尺寸，減低工程的造價。我國採用鋼管高強混凝土結構的高層建築層出不窮，採用鋼 管高強混凝土的第一座高層建築是廣州好世界廣場大廈，地上33層，地下3層，地上 總高116.3m。地上2層以下，採用C60級的鋼管高強混凝土柱，主樓柱直徑為1100— 1200mm,鋼管壁厚為20mm或10mm，1995年建成。由於柱子截面與鋼筋混凝土相比減 小很多，擴大了使用空間，同時施工也方便，因而取得了較好的經濟效益。繼該工程之 後，採用鋼管高強混凝土結構的高層建築有天津今晚報大廈、重慶世界貿易中心、廣 州新中國大廈等等。值得一提的是，深圳的賽格廣場，它是世界上採用鋼管混凝土結構 體系的最高建築，結構高度將近300m，它也標誌著我國關於鋼管混凝土結構的研究與應 用處於國際領先水平。但目前鋼管混凝土柱與普通鋼筋混凝土梁板或預應力混凝土梁板 的連接節點，仍有待完善和改進。其主要的節點形式有加強環式節點、穿心式節點、環 梁節點等多種形式。屈曲約束支撐(Buckling-Restrained Braces,簡稱BRB)起源於日本，I976年開 始，日本研究者對BRB支撐開始進行研究，20世紀80年代、90年代更是對這種芯材外 加鋼套管的BRB支撐做了多項研究，1995年神戶地震後，屈曲約束支撐體系在日本大量 採用，工程涉及體育場館、寫字樓等建築物；1981年，印度也進行過相關研究；1994年 北嶺地震後，美國也開始接受這種屈曲約束支撐體系，並對此作了多項研究，工程涉及 鋼結構、混凝土結構加固改造等工程；國內自從1999年臺灣集集地震以後,BRB的研究 和應用開始在臺灣大量開展，現在臺灣已經成為使用BRB最廣泛的地區之一，工程涉及 新建工程及己有工程的抗震加固改造工程；大陸地區比臺灣稍晚點開始研究這種BRB支 撐，北京盛威大廈是大陸第一棟採用BRB進行設計的高層建築，北京通用國際時代廣場 是高103 m的鋼結構建築，考慮地處8度設防區，設計中採用了延性較好的框筒結構，偏心 鋼支撐及其首次使用的防屈曲支撐。西部機電科技商務中心、上海古北財富中心高層鋼 結構、北京銀泰中心大廈高層鋼結構也使用了屈曲約束支撐，並進行了相關的抽樣檢測 和試驗研究，並進行了彈塑性地震時程響應分析。不過目前大陸地區只有上海同濟大學 對BRB支撐有專利權。因此，對BRB支撐的應用大有潛力可挖。目前，關於BRB支 撐的研究國內外已經取得了豐富的研究成果，並且在實際工程中得到了大量的應用，不過對BRB支撐鋼管高強混凝土框架節點的研究，國內外的研究還不是很成熟。

發明內容
本發明的目的在於提供一種屈曲約束支撐鋼管高強混凝土框架節點。由鋼梁、 鋼管高強混凝土柱(圓、方)、基礎和BRB支撐節點板構成，利用BRB支撐作為耗能構 件，提高支撐框架結構的抗震性能。本發明的目的是通過以下技術方案實現的
屈曲約束支撐鋼管高強混凝土框架節點，由鋼梁、鋼管高強混凝土柱、基礎和BRB 支撐節點板構成，其BRB支撐鋼管高強混凝土框架節點為BRB支撐與梁柱即圓鋼管混凝 土柱節點形式，是由圓鋼管混凝土柱、鋼梁和BRB支撐節點板組成的節點。所述的屈曲約束支撐鋼管高強混凝土框架梁柱節點，其BRB支撐鋼管高強混凝 土框架節點為BRB支撐與梁柱即方鋼管混凝土柱節點形式，是由方鋼管混凝土柱、鋼梁 和BRB支撐節點板組成的節點。所述的屈曲約束支撐鋼管高強混凝土框架梁柱節點，其BRB支撐鋼管高強混凝 土框架節點為BRB支撐與鋼梁節點，是由鋼梁和BRB支撐節點板組成的節點。所述的屈曲約束支撐鋼管高強混凝土框架梁柱節點，其BRB支撐鋼管高強混凝 土框架節點為BRB支撐與基礎節點，是由鋼管混凝土柱、基礎和BRB支撐節點板組成的 節點。本發明的優點與效果是
本發明是針對隨著我國鋼材產量、質量的不斷提高，鋼-混凝土組合結構在高層、 超高層建築中的應用越來越廣泛，尤其是採用鋼管混凝土柱作為豎向承重構件、鋼支撐 作為耗能構件的組合結構的實際工程層出不窮，而BRB支撐鋼管高強混凝土結構與普 通鋼筋混凝土結構、純框架結構相比具有自身的特點。這是抗震領域發展的必然趨勢。 BRB支撐鋼管高強混凝土框架節點性能進行研究，為支撐框架體系節點設計提供理論依 據，使BRB支撐可完全應用於抗震領域，應用於各種新建結構和抗震加固工程。由於BRB支撐可以受拉及受壓屈服，故截面面積比普通支撐的小，可減小用鋼 量，同時，支撐構件可保護其他構件免遭破壞，並且大震後，可以方便更換損壞的支撐， 從而可以節省大部分的結構維修和加固費用。RB通過螺栓或鉸連接到節點板，避免現場焊接及檢測，安裝方便且經濟。


圖1 (a) —圖1(c)為BRB支撐與梁柱(圓鋼管混凝土柱)節點示意圖； 圖2 (a) 一圖2 (c)為BRB支撐與梁柱(方鋼管混凝土柱)節點示意圖3 (a) 一圖3(b)為BRB支撐與鋼梁節點示意圖； 圖4 (a) 一圖4(c)為BRB支撐與基礎節點示意圖。
具體實施例方式本發明主要是由鋼梁、鋼管高強混凝土柱(圓、方)、基礎和BRB支撐節點板 構成，其利用BRB支撐作為耗能構件，提高支撐框架結構的抗震性能。
本發明對BRB支撐與梁柱、鋼梁、基礎構成的節點的幾種形式進行研究。即 利用BRB支撐作為耗能構件，提高支撐框架結構的抗震性能；於鋼管高強混凝土柱
(圓、方)、鋼梁和節點板連接的節點形式；鋼梁和BRB支撐節點板連接的節點形式； 鋼管高強混凝土柱、基礎和BRB支撐節點板連接的節點形式。屈曲約束支撐是一種新形式的耗能支撐。它與普通支撐的區別在於普通支撐受 壓時存在屈曲問題，大震時的往復荷載極易造成支撐本身和連接的失效或破壞，同時支 撐屈曲後的滯回耗能能力變差，難以有效地消耗地震能量，而屈曲約束支撐由於外圍約 束單元的約束作用，內核元件在受壓時會達到全截面屈服，通過屈服滯回達到耗能的目 的。如圖1 (a) —圖1 (c)所示，本發明給出的這種BRB支撐鋼管高強混凝土框架 節點為BRB支撐與梁柱(圓鋼管混凝土柱)節點形式，他是由圓鋼管混凝土柱、鋼梁和 BRB支撐節點板組成的節點。如圖2 (a) 一圖2(c)所示，本發明給出的這種BRB支撐鋼管高強混凝土框架 節點為BRB支撐與梁柱(方鋼管混凝土柱)節點形式，他是由方鋼管混凝土柱、鋼梁和 BRB支撐節點板組成的節點。如圖3 (a) 一圖3所示，本發明給出的這種BRB支撐鋼管高強混凝土框架節 點為BRB支撐與鋼梁節點，他是由鋼梁和BRB支撐節點板組成的節點。如圖4 (a) 一圖4(c)所示，本發明給出的這種BRB支撐鋼管高強混凝土框 架節點為BRB支撐與基礎節點，他是由鋼管混凝土柱、基礎和BRB支撐節點板組成的節
點ο
權利要求
1.屈曲約束支撐鋼管高強混凝土框架節點，由鋼梁、鋼管高強混凝土柱、基礎和 BRB支撐節點板構成，其特徵在於BRB支撐鋼管高強混凝土框架節點為BRB支撐與梁 柱即圓鋼管混凝土柱節點形式，是由圓鋼管混凝土柱、鋼梁和BRB支撐節點板組成的節點ο
2.根據權利要求1所述的屈曲約束支撐鋼管高強混凝土框架梁柱節點，其特徵在於 BRB支撐鋼管高強混凝土框架節點為BRB支撐與梁柱即方鋼管混凝土柱節點形式，是由 方鋼管混凝土柱、鋼梁和BRB支撐節點板組成的節點。
3.根據權利要求1所述的屈曲約束支撐鋼管高強混凝土框架梁柱節點，其特徵在於 BRB支撐鋼管高強混凝土框架節點為BRB支撐與鋼梁節點，是由鋼梁和BRB支撐節點板 組成的節點。
4.根據權利要求1所述的屈曲約束支撐鋼管高強混凝土框架梁柱節點，其特徵在於 BRB支撐鋼管高強混凝土框架節點為BRB支撐與基礎節點，是由鋼管混凝土柱、基礎和 BRB支撐節點板組成的節點。
全文摘要
屈曲約束支撐鋼管高強混凝土框架節點，涉及一種建築構件，由鋼梁、鋼管高強混凝土柱、基礎和BRB支撐節點板構成，其特徵在於BRB支撐鋼管高強混凝土框架節點為BRB支撐與梁柱即圓鋼管混凝土柱節點形式，是由圓鋼管混凝土柱、鋼梁和BRB支撐節點板組成的節點。採用BRB支撐可減小支撐截面尺寸，減小用鋼量，同時支撐構件可保護其他構件免遭破壞,並且大震後,可以方便更換損壞的支撐；在施工方面，BRB通過螺栓或鉸連接到節點板,避免現場焊接及檢測,安裝方便且經濟。
文檔編號E04B1/98GK102011433SQ20101055787
公開日2011年4月13日 申請日期2010年11月24日 優先權日2010年11月24日
發明者張迎, 李幗昌 申請人:瀋陽建築大學