一种刚度‑损伤‑倒塌可控型单榀框架和框架结构制造技术

本发明专利技术公开了一种刚度‑损伤‑倒塌可控型单榀框架和框架结构，单榀框架包括：基础、两个抗弯框架、铰支刚架、至少一个屈曲约束支撑和两组限位件组。铰支刚架设在两个抗弯框架之间，第一刚架梁、第二刚架梁分别与抗弯框架的连梁对应铰接；屈曲约束支撑的一端与多个第一刚架梁或多个第二刚架梁中最下侧的一个铰接，屈曲约束支撑的另一端与基础铰接；每组限位件组包括至少一个限位件，每个限位件的一端与基础相连，每个限位件的另一端设有限位块，限位块与对应第一刚架梁或第二刚架梁间隔设置以限定第一刚架梁或第一刚架梁相对于对应限位件的运动。该单榀框架保持了框架空间灵活性的优点，同时具有优异的抗震性能和震后修复性能。

A stiffness damage collapse controllable single frame and frame structure

The invention discloses a stiffness damage collapse controllable single frame and single frame frame structure, including: basic, two bending frame and hinged frame, at least one of BRB and two sets of limiting component. The hinged just set up between the two bending beam frame, the first frame beam, second beam frame respectively and bending frame corresponding to a hinged hinged; the bottom end of the BRB and a plurality of first frame beam or a plurality of second frame beams, buckling restrained brace of another with the end of each hinge stopper base; group comprises at least one limiting piece, each limit end bits and pieces connected to base, each limiting the other end is provided with a limited block, a limit block corresponding to the first frame beam or second frame beams spaced to define a first frame beam or first rigid frame beam with respect to the corresponding limit of movement. The single frame has the advantages of the flexibility of the frame space, with excellent seismic performance and post earthquake repair performance.

【技术实现步骤摘要】
一种刚度-损伤-倒塌可控型单榀框架和框架结构
本专利技术涉及土木工程领域，尤其是涉及一种刚度-损伤-倒塌可控型单榀框架和框架结构。
技术介绍
地震是人类历史上主要的自然灾害之一，给人类社会带来了巨大的人员伤亡和经济损失。地震产生的巨大能量会使地面上的结构产生较大的侧向位移响应，致使结构局部破坏或整体倒塌，这成为地震致灾的最主要因素。如何降低地震对建筑物产生的局部损伤，防止地震下建筑物的倒塌破坏，从而保护人类的生命和财产安全，成为工程结构抗震研究的主要目标之一。损伤可控型抗震结构是指在地震等灾害作用下结构损伤不会过度发展，结构损伤模式可以预设，灾后能在合理的技术条件和经济条件下经过修复即可恢复其预期功能的结构。目前，损伤可控型抗震结构体系的发展为减轻地震对建筑结构的损伤和破坏提供了新的思路和方向，这种结构体系主要从预设结构发生破坏的位置和控制结构破坏的程度两方面入手，为整体结构的安全提供保障。传统框架结构是由钢框架柱、框架梁通过刚接而成，与基础之间一般也为刚性连接，由于刚接节点可以承担和传递弯矩，因此，传统框架结构也称为抗弯框架结构。这种结构有质量和刚度分布均匀、结构的整体性较强、质量轻、施工速度快、结构内部空间大等优势，因而广泛用于建造厂房，住宅等建筑。然而，传统框架结构在地震等水平荷载作用下的水平位移较大并且容易在结构的某一层产生较大的层间位移角突变，在层间位移角突变处易形成薄弱层，其刚接节点容易损伤且损伤后修复较为困难。因此，较大的水平位移以及薄弱层会致使整体结构发生层间倒塌和产生较大的安全隐患，同时，传统框架中产生严重分散的损伤会致使震后修复代价较大。相关技术中，将屈曲约束支撑应用于传统框架结构体系，但屈曲约束支撑仍然不能保证结构的层间位移角均匀分布，而且屈曲约束支撑布置的数量较多、设计参数较多，而设计参数对钢框架结构体系的抗震性能影响较大，使得设计工作量较大，经济性差，同时在建筑内布置屈曲约束支撑可能会影响建筑的使用功能。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种刚度-损伤-倒塌多维可控型单榀框架，所述单榀框架具有良好的、可以调控的抗侧刚度；在设防和罕遇地震下，具有较好的耗能能力，其层间变形分布均匀，使得其损伤程度与模式可控，方便了震后修复；在极大地震下，限位件组可为结构提供最后一道倒塌防线。本专利技术还提出一种具有上述刚度-损伤-倒塌可控型单榀框架的框架结构。根据本专利技术第一方面实施例的刚度-损伤-倒塌可控型单榀框架，包括：基础；两个抗弯框架，每个所述抗弯框架包括至少两个框架柱、多个框架梁和多个连梁，每个所述框架柱沿竖直方向延伸且下端与所述基础固定连接，至少两个所述框架柱彼此间隔设置，多个所述框架梁在竖直方向上彼此间隔开地连接在相邻两个所述框架柱之间，多个连梁在竖直方向上彼此间隔开地连接在至少两个所述框架柱中位于最外侧的一个上，多个连梁在水平方向上与多个所述框架梁一一对应，两个所述抗弯框架的所述连梁彼此相对；铰支刚架，所述铰支刚架设在两个所述抗弯框架之间，所述铰支刚架包括刚架柱、多个第一刚架梁和多个第二刚架梁，所述刚架柱沿竖直方向延伸且下端与所述基础铰接，多个所述第一刚架梁在竖直方向上彼此间隔开地连接在所述刚架柱的第一侧，每个所述第一刚架梁的自由端与两个所述抗弯框架中的其中一个的对应所述连梁铰接，多个所述第二刚架梁在竖直方向上彼此间隔开地连接在所述刚架柱的第二侧，每个所述第二刚架梁的自由端与两个所述抗弯框架中的另一个的对应所述连梁铰接；至少一个屈曲约束支撑，所述屈曲约束支撑的一端与多个所述第一刚架梁或多个所述第二刚架梁中最下侧的一个铰接，所述屈曲约束支撑的另一端与所述基础铰接；两组限位件组，两组所述限位件组中的其中一组穿设在多个所述第一刚架梁中最下侧的一个上、两个所述限位件组中的另一组对应穿设在多个所述第二刚架梁中最下侧的一个上，每组所述限位件组包括至少一个限位件，每个所述限位件的一端与所述基础相连，每个所述限位件的另一端设有限位块，所述限位块与对应所述第一刚架梁或所述第二刚架梁间隔设置以限定所述第一刚架梁或所述第二刚架梁相对于对应所述限位件的运动。根据本专利技术实施例的刚度-损伤-倒塌可控型单榀框架，保持了框架空间灵活性的优点，建筑空间利用率大，具有良好的、可以调控的抗侧刚度，同时设计工作量较小，实现了其刚度、变形模式、损伤模式及损伤程度的可控，具有良好的震后恢复性能，框架结构倒塌可控。根据本专利技术的一些实施例，所述屈曲约束支撑为两个，两个所述屈曲约束支撑中的其中一个的一端与多个所述第一刚架梁中最下侧的一个铰接、且另一端与所述基础铰接，两个所述屈曲约束支撑中的另一个的一端与多个所述第二刚架梁中最下侧的一个铰接、且另一端与所述基础铰接。根据本专利技术的一些实施例，两个所述屈曲约束支撑关于所述刚架柱对称。根据本专利技术的一些实施例，两组所述限位件组关于所述刚架柱对称，每组所述限位件组均包括两个所述限位件，每组所述限位件组中的两个所述限位件沿与所述单榀框架所在平面垂直的方向间隔设置。根据本专利技术的一些实施例，每个所述限位件的所述一端与所述基础固定相连或铰接相连。根据本专利技术的一些实施例，所述限位件为杆件或链条。根据本专利技术的一些实施例，所述屈曲约束支撑沿竖直方向布置。根据本专利技术的一些实施例，所述屈曲约束支撑倾斜布置。根据本专利技术的一些实施例，所述屈曲约束支撑的所述另一端位于所述屈曲约束支撑的所述一端的远离所述刚架柱的一侧。根据本专利技术第二方面实施例的框架结构，其特征在于，包括根据本专利技术上述第一方面实施例的刚度-损伤-倒塌可控型单榀框架。根据本专利技术实施例的框架结构，通过采用上述的单榀框架，保持了框架空间灵活性的优点，建筑空间利用率大，设计工作量小，抗震性能好，实现了框架结构的刚度、变形模式、损伤模式及损伤程度的可控，具有良好的震后恢复性能，框架结构倒塌可控。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是根据本专利技术实施例的单榀框架的结构示意图；图2是图1中所示的抗弯框架的结构示意图；图3是图1中所示的铰支刚架的结构示意图；图4是图1中所示的连梁与对应第一刚架梁的连接示意图；图5是图1中所示的第一刚架梁与对应连梁、屈曲约束支撑和限位件之间的连接示意图；图6是图5中所示的第一刚架梁与对应限位件之间的连接示意图；图7是图1中所示的第二刚架梁与对应连梁、屈曲约束支撑和限位件之间的连接示意图；图8是图7中所示的第二刚架梁与对应限位件之间的连接示意图；图9是图1中所示的屈曲约束支撑、限位件与基础之间的连接示意图；图10是图1中所示的刚架柱与基础之间的连接示意图；图11是根据本专利技术实施例的框架结构的底层子结构的结构示意图；图12是根据本专利技术实施例的框架结构的上层子结构的结构示意图。附图标记：单榀框架100、纵向梁101、基础1、抗弯框架2、框架柱21、框架梁22、连梁23、铰支刚架3、刚架柱31、刚架柱铰接件31a、第一刚架梁32、第一铰接件32a、第一通孔32b、第二刚架梁33、第二铰接件33a、第二通孔33b、屈曲约束支撑4、第三本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种刚度‑损伤‑倒塌可控型单榀框架，其特征在于，包括：基础；两个抗弯框架，每个所述抗弯框架包括至少两个框架柱、多个框架梁和多个连梁，每个所述框架柱沿竖直方向延伸且下端与所述基础固定连接，至少两个所述框架柱彼此间隔设置，多个所述框架梁在竖直方向上彼此间隔开地连接在相邻两个所述框架柱之间，多个连梁在竖直方向上彼此间隔开地连接在至少两个所述框架柱中位于最外侧的一个上，多个连梁在水平方向上与多个所述框架梁一一对应，两个所述抗弯框架的所述连梁彼此相对；铰支刚架，所述铰支刚架设在两个所述抗弯框架之间，所述铰支刚架包括刚架柱、多个第一刚架梁和多个第二刚架梁，所述刚架柱沿竖直方向延伸且下端与所述基础铰接，多个所述第一刚架梁在竖直方向上彼此间隔开地连接在所述刚架柱的第一侧，每个所述第一刚架梁的自由端与两个所述抗弯框架中的其中一个的对应所述连梁铰接，多个所述第二刚架梁在竖直方向上彼此间隔开地连接在所述刚架柱的第二侧，每个所述第二刚架梁的自由端与两个所述抗弯框架中的另一个的对应所述连梁铰接；至少一个屈曲约束支撑，所述屈曲约束支撑的一端与多个所述第一刚架梁或多个所述第二刚架梁中最下侧的一个铰接，所述屈曲约束支撑的另一端与所述基础铰接；两组限位件组，两组所述限位件组中的其中一组穿设在多个所述第一刚架梁中最下侧的一个上、两个所述限位件组中的另一组对应穿设在多个所述第二刚架梁中最下侧的一个上，每组所述限位件组包括至少一个限位件，每个所述限位件的一端与所述基础相连，每个所述限位件的另一端设有限位块，所述限位块与对应所述第一刚架梁或所述第二刚架梁间隔设置以限定所述第一刚架梁或所述第二刚架梁相对于对应所述限位件的运动。...

【技术特征摘要】
1.一种刚度-损伤-倒塌可控型单榀框架，其特征在于，包括：基础；两个抗弯框架，每个所述抗弯框架包括至少两个框架柱、多个框架梁和多个连梁，每个所述框架柱沿竖直方向延伸且下端与所述基础固定连接，至少两个所述框架柱彼此间隔设置，多个所述框架梁在竖直方向上彼此间隔开地连接在相邻两个所述框架柱之间，多个连梁在竖直方向上彼此间隔开地连接在至少两个所述框架柱中位于最外侧的一个上，多个连梁在水平方向上与多个所述框架梁一一对应，两个所述抗弯框架的所述连梁彼此相对；铰支刚架，所述铰支刚架设在两个所述抗弯框架之间，所述铰支刚架包括刚架柱、多个第一刚架梁和多个第二刚架梁，所述刚架柱沿竖直方向延伸且下端与所述基础铰接，多个所述第一刚架梁在竖直方向上彼此间隔开地连接在所述刚架柱的第一侧，每个所述第一刚架梁的自由端与两个所述抗弯框架中的其中一个的对应所述连梁铰接，多个所述第二刚架梁在竖直方向上彼此间隔开地连接在所述刚架柱的第二侧，每个所述第二刚架梁的自由端与两个所述抗弯框架中的另一个的对应所述连梁铰接；至少一个屈曲约束支撑，所述屈曲约束支撑的一端与多个所述第一刚架梁或多个所述第二刚架梁中最下侧的一个铰接，所述屈曲约束支撑的另一端与所述基础铰接；两组限位件组，两组所述限位件组中的其中一组穿设在多个所述第一刚架梁中最下侧的一个上、两个所述限位件组中的另一组对应穿设在多个所述第二刚架梁中最下侧的一个上，每组所述限位件组包括至少一个限位件，每个所述限位件的一端与所述基础相连，每个所述限...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯玉龙，王瀚钦，蒋庆，种迅，叶献国，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34