高强钢柱-普通钢梁钢支撑-低屈服点钢连梁可复位结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高强钢柱‑普通钢梁钢支撑‑低屈服点钢连梁可复位结构，包括低屈服点钢连梁、普通钢支撑、普通钢框架梁和高强钢框架柱，每层中低屈服点钢连梁的一端与普通钢框架梁连接，另一端与另一普通钢框架梁连接或与高强钢框架柱连接；普通钢支撑的上端与普通钢框架梁端部连接，下端与高强钢框架柱和另一普通钢框架梁的连接节点相连接，或与另一普通钢框架梁中部连接；普通钢框架梁的一端与低屈服点钢连梁连接，另一端与高强钢框架柱连接或与另一低屈服点钢连梁连接。本实用新型专利技术既能够满足结构刚度和强度的需要，也能够有效保证地震作用下形成具有良好延性的梯度耗能机制，大大提高整个结构体系的抗震性能和功能可恢复性。

High strength steel column ordinary steel beam steel support low yield point steel coupling beam resetting structure

The utility model discloses a reposition structure of steel continuous beam with low yield point, including low yield point steel beam, ordinary steel support, ordinary steel frame beam and high strength steel frame column. One end of each middle and low yield point steel connecting beam is connected with ordinary steel frame beam, the other end with another common steel frame. The upper end of the common steel bracing is connected to the end of the ordinary steel frame beam, the lower end is connected with the connecting node of the high strength steel frame column and the other common steel frame beam, or connected with the other common steel frame beam, and the one end of the ordinary steel frame beam is connected with the low yield point steel beam, the other is the other. The end is connected to a high strength steel frame column or connected to another low yield point steel coupling beam. The utility model can not only meet the needs of structural stiffness and strength, but also effectively guarantee the formation of a good ductility gradient energy dissipation mechanism under the earthquake action, and greatly improve the seismic performance and functional recoverability of the whole structural system.

【技术实现步骤摘要】
高强钢柱-普通钢梁钢支撑-低屈服点钢连梁可复位结构
本技术涉及结构工程钢结构
，尤其涉及一种高强钢柱-普通钢梁钢支撑-低屈服点钢连梁可复位结构。
技术介绍
随着多高层及超高层建筑的大量兴建，钢结构在国内外已经得到了广泛应用。如今结构设计中通常采用的传统钢结构体系包括纯钢框架、带中心支撑钢框架、带偏心支撑钢框架和带钢板剪力墙钢框架等。同时，钢材生产工艺的发展和改善使得新型的低屈服点钢材和高强度钢材的生产和应用成为可能。但我国现有设计规范中对此新型钢材如何应用于钢结构体系中并进行设计尚未给出明确的规定或指导。如何将这些新型钢材应用于钢结构体系，尤其是在地震作用下通过应用新型钢材来显著改善钢结构体系的抗震性能及震后修复，是科学研究及工程实践中亟待解决的问题。
技术实现思路
针对国内现有设计规范没有指导新型钢材如何在钢结构体系中应用的问题，本技术提出一种新型的高性能钢结构体系，通过合理地选用不同类型的钢材及布置相应的构件，该钢结构体系能够有效利用新型钢材的优势，综合利用不同形式构件进行多道抗震设防，在采用本技术同时提出的相应方法进行承载能力设计的基础上，既能够满足结构刚度和强度的需要，也能够有效保证地震作用下形成具有良好延性的梯度耗能机制，更能够实现地震后的快速修复和构件更换，大大提高整个结构体系的抗震性能和功能可恢复性。本技术采用如下技术方案实现：一种高强钢柱-普通钢梁钢支撑-低屈服点钢连梁可复位结构，包括低屈服点钢连梁、普通钢支撑、普通钢框架梁和高强钢框架柱，每层中所述低屈服点钢连梁的一端与所述普通钢框架梁连接，另一端与另一所述普通钢框架梁连接，或与所述高强钢框架柱连接；所述普通钢支撑的上端与所述普通钢框架梁端部连接，下端与所述高强钢框架柱和另一所述普通钢框架梁的连接节点相连接，或与另一所述普通钢框架梁中部连接；所述普通钢框架梁的一端与所述低屈服点钢连梁连接，另一端与所述高强钢框架柱连接，或与另一所述低屈服点钢连梁连接；当地震作用发生时，所述低屈服点钢连梁能够率先屈服耗能，成为抗震设防的第一道防线，且震后可快速更换，所述普通钢支撑的屈服耗能在所述低屈服点钢连梁之后，成为抗震设防的第二道防线，且震后亦可修复更换，所述普通钢框架梁的屈服耗能在所述普通钢支撑之后，成为抗震设防的第三道防线，所述高强钢框架柱的屈服耗能在所述普通钢框架梁之后，成为抗震设防的第四道防线。优选地，在地震荷载组合工况下各个构件的作用效应设计值Ed不大于各个构件的承载力设计值Rd，且所述高强钢框架柱的设计承载力Rc,d不小于所述普通钢框架梁的设计承载力Rb,d，所述普通钢框架梁的设计承载力Rb,d不小于所述普通钢支撑的设计承载力Rr,d，所述普通钢支撑的设计承载力Rr,d不小于所述低屈服点钢连梁的设计承载力Rl,d，其中各个构件的承载力设计值Rd包括轴向设计承载力NRd、抗弯设计承载力MRd和抗剪设计承载力VRd。优选地，所述低屈服点钢连梁的承载力通过如下公式求得：Nl,Rd≥Nl,Ed＝Nl,Ed,G+Nl,Ed,EMl,Rd(Nl,Ed)≥Ml,Ed＝Ml,Ed,G+Ml,Ed,EVl,Rd≥Vl,Ed＝Vl,Ed,G+Vl,Ed,E式中：Nl,Rd、Ml,Rd(Nl,Ed)、Vl,Rd分别为所述低屈服点钢连梁的轴向承载力设计值、考虑设计地震荷载组合工况下轴力作用折减的抗弯承载力设计值、抗剪承载力设计值；Nl,Ed为设计地震荷载组合工况下所述低屈服点钢连梁的轴力作用设计值，Nl,Ed,G、Nl,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下所述低屈服点钢连梁的轴力作用设计值；Ml,Ed为设计地震荷载组合工况下所述低屈服点钢连梁的弯矩作用设计值，Ml,Ed,G、Ml,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下所述低屈服点钢连梁的弯矩作用设计值；Vl,Ed为设计地震荷载组合工况下所述低屈服点钢连梁的剪力作用设计值，Vl,Ed,G、Vl,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下所述低屈服点钢连梁的剪力作用设计值。优选地，所述普通钢支撑的承载力通过如下公式求得：Nr,Rd≥Nr,Ed＝Nr,Ed,G+ΩrNr,Ed,E式中：Nr,Rd为所述普通钢支撑的轴向承载力设计值，对普通支撑分拉压两种受力状态分别取受拉屈服承载力和受压屈曲承载力，对防屈曲支撑取屈服承载力；Nr,Ed为设计地震荷载组合工况下所述普通钢支撑的轴力作用设计值，Nr,Ed,G、Nr,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下所述普通钢支撑的轴力作用设计值；Ωr为所述普通钢支撑的承载力增强系数，γl,ov为所述低屈服点钢连梁所采用低屈服点钢材考虑强化作用和预期屈服强度大于实际屈服强度的材料超强系数，为体系中任一所述低屈服点钢连梁的抗剪承载力设计值和重力荷载代表值下剪力作用设计值之间的差值与其在设计地震荷载下的剪力作用设计值的比值，为体系中任一所述低屈服点钢连梁的抗弯承载力设计值和重力荷载代表值下弯矩作用设计值之间的差值与其在设计地震荷载下的弯矩作用设计值的比值。优选地，所述普通钢框架梁的承载力通过如下公式求得：Nb,Rd≥Nb,Ed＝Nb,Ed,G+ΩbNb,Ed,EMb,Rd(Nb,Ed)≥Mb,Ed＝Mb,Ed,G+ΩbMb,Ed,EVb,Rd≥Vb,Ed＝Vb,Ed,G+ΩbVb,Ed,E式中：Nb,Rd、Mb,Rd(Nb,Ed)、Vb,Rd分别为所述普通钢框架梁的轴向承载力设计值、考虑设计地震荷载组合工况下轴力作用折减的抗弯承载力设计值、抗剪承载力设计值；Nb,Ed为设计地震荷载组合工况下所述普通钢框架梁的轴力作用设计值，Nb,Ed,G、Nb,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下所述普通钢框架梁的轴力作用设计值；Mb,Ed是设计地震荷载组合工况下所述普通钢框架梁的弯矩作用设计值，Mb,Ed,G、Mb,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下所述普通钢框架梁的弯矩作用设计值；Vb,Ed是设计地震荷载组合工况下所述普通钢框架梁的剪力作用设计值，Vb,Ed,G、Vb,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下所述普通钢框架梁的剪力作用设计值；Ωb为所述普通钢框架梁的承载力增强系数，γr,ov为所述普通钢支撑所采用普通强度钢材考虑强化作用和预期屈服强度大于实际屈服强度的材料超强系数，为体系中任一所述普通钢支撑的轴向承载力设计值和重力荷载代表值下轴力作用设计值之间的差值与其在设计地震荷载下的轴力作用设计值的比值。优选地，所述高强钢框架柱的承载力通过如下公式求得：Nc,Rd≥Nc,Ed＝Nc,Ed,G+ΩcNc,Ed,EMc,Rd(Nc,Ed)≥Mc,Ed＝Mc,Ed,G+ΩcMc,Ed,EVc,Rd≥Vc,Ed＝Vc,Ed,G+ΩcVc,Ed,E式中：Nc,Rd、Mc,Rd(Nc,Ed)、Vc,Rd分别为所述高强钢框架柱的轴向承载力设计值、考虑设计地震荷载组合工况下轴力作用折减的抗弯承载力设计值、抗剪承载力设计值；Nc,Ed为设计地震荷载组合工况下所述高强钢框架柱的轴力作用设计值，Nc,Ed,G、Nc,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下所述高强钢框架柱的轴力作用设计值；Mc,Ed为设计地震荷载组合工况下所述高强钢框架柱的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强钢柱‑普通钢梁钢支撑‑低屈服点钢连梁可复位结构，其特征在于，包括低屈服点钢连梁、普通钢支撑、普通钢框架梁和高强钢框架柱，所述低屈服点钢连梁的一端与所述普通钢框架梁连接，另一端与另一所述普通钢框架梁连接，或与所述高强钢框架柱连接；所述普通钢支撑的上端与所述普通钢框架梁端部连接，下端与所述高强钢框架柱和另一所述普通钢框架梁的连接节点相连接，或与另一所述普通钢框架梁中部连接；所述普通钢框架梁的一端与所述低屈服点钢连梁连接，另一端与所述高强钢框架柱连接，或与另一所述低屈服点钢连梁连接；当地震作用发生时，所述低屈服点钢连梁能够率先屈服耗能，成为抗震设防的第一道防线，且震后可快速更换，所述普通钢支撑的屈服耗能在所述低屈服点钢连梁之后，成为抗震设防的第二道防线，且震后亦可修复更换，所述普通钢框架梁的屈服耗能在所述普通钢支撑之后，成为抗震设防的第三道防线，所述高强钢框架柱的屈服耗能在所述普通钢框架梁之后，成为抗震设防的第四道防线。

【技术特征摘要】
1.一种高强钢柱-普通钢梁钢支撑-低屈服点钢连梁可复位结构，其特征在于，包括低屈服点钢连梁、普通钢支撑、普通钢框架梁和高强钢框架柱，所述低屈服点钢连梁的一端与所述普通钢框架梁连接，另一端与另一所述普通钢框架梁连接，或与所述高强钢框架柱连接；所述普通钢支撑的上端与所述普通钢框架梁端部连接，下端与所述高强钢框架柱和另一所述普通钢框架梁的连接节点相连接，或与另一所述普通钢框架梁中部连接；所述普通钢框架梁的一端与所述低屈服点钢连梁连接，另一端与所述高强钢框架柱连接，或与另一所述低屈服点钢连梁连接；当地震作用发生时，所述低屈服点钢连梁能够率先屈服耗能，成为抗震设防的第一道防线，且震后可快速更换，所述普通钢支撑的屈服耗能在所述低屈服点钢连梁之后，成为抗震设防的第二道防线，且震后亦可修复更换，所述普通钢框架梁的屈服耗能在所述普通钢支撑之后，成为抗震设防的第三道防线，所述高强钢框架柱的屈服耗能在所述普通钢框架梁之后，成为抗震设防的第四道防线。2.根据权利要求1所述的高强钢柱-普通钢梁钢支撑-低屈服点钢连梁可复位结构，其特征在于，在地震荷载组合工况下各个构件的作用效应设计值Ed不大于各个构件的承载力设计值Rd，且所述高强钢框架柱的设计承载力Rc,d不小于所述普通钢框架梁的设计承载力Rb,d，所述普通钢框架梁的设计承载力Rb,d不小于所述普通钢支撑的设计承载力Rr,d，所述普通钢支撑的设计承载力Rr,d不小于所述低屈服点钢连梁的设计承载力Rl,d，其中各个构件的承载力设计值Rd包括轴向设计承载力NRd、抗弯设计承载力MRd和抗剪设计承载力VRd。3.根据权利要求2所述的高强钢柱-普通钢梁钢支撑-低屈服点钢连梁可复位结构，其特征在于，所述低屈服点钢连梁的承载力通过如下公式求得：Nl,Rd≥Nl,Ed＝Nl,Ed,G+Nl,Ed,EMl,Rd(Nl,Ed)≥Ml,Ed＝Ml,Ed,G+Ml,Ed,EVl,Rd≥Vl,Ed＝Vl,Ed,G+Vl,Ed,E式中：Nl,Rd、Ml,Rd(Nl,Ed)、Vl,Rd分别为所述低屈服点钢连梁的轴向承载力设计值、考虑设计地震荷载组合工况下轴力作用折减的抗弯承载力设计值、抗剪承载力设计值；Nl,Ed为设计地震荷载组合工况下所述低屈服点钢连梁的轴力作用设计值，Nl,Ed,G、Nl,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下所述低屈服点钢连梁的轴力作用设计值；Ml,Ed为设计地震荷载组合工况下所述低屈服点钢连梁的弯矩作用设计值，Ml,Ed,G、Ml,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下所述低屈服点钢连梁的弯矩作用设计值；Vl,Ed为设计地震荷载组合工况下所述低屈服点钢连梁的剪力作用设计值，Vl,Ed,G、Vl,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下所述低屈服点钢连梁的剪力作用设计值。4.根据权利要求2所述的高强钢柱-普通钢梁钢支撑-低屈服点钢连梁可复位结构，其特征在于，所述普通钢支撑的承载力通过如下公式求得：Nr,Rd≥Nr,Ed＝Nr,Ed,G+ΩrNr,Ed,E式中：Nr,Rd为所述普通钢支撑的轴向承载力设计值，对普通支撑分拉压两种受力状态分别取受拉屈服承载力和受压屈曲承载力，对防屈曲支撑取屈服承载力；Nr,Ed为设计地震荷载组合工况下所述普通钢支撑的轴力作用设计值，Nr,Ed,G、Nr,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下所述普通钢支撑的轴力作用设计值；Ωr为所述普通钢支撑的承载力增强系数，γl,ov为所述低屈服点钢连梁所采用的低屈服点钢材考虑强化作用和预期屈服强度大于实际屈服强度的材料超强系数，为体系中任一所述低屈服点钢连梁的抗剪承载力设计值和重力荷载代表值下剪力作用设计值之间的差值与其在设计地震荷载下的剪力作用设计值的比值，为体系中任一所述低屈服点钢连梁的抗弯承载力设计值和重力荷载代表值下弯矩作用设计值之间的差值与其在设计地震荷载下的弯矩作用设计值的比值。5.根据权利要求2所述的高强钢柱-普通钢梁钢支撑-低屈服点钢连梁可复位结构，其特征在于，所述普通钢框架梁的承载力通过如下公式求得：Nb,Rd≥Nb,Ed＝Nb,Ed,G+ΩbNb,Ed,EM...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡方鑫，赵俊贤，王湛，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：广东,44