一种弯曲型偏心支撑耗能梁、偏心支撑结构制造技术

本发明专利技术公开了一种弯曲型偏心支撑耗能梁、偏心支撑结构，属于钢框架支撑结构技术领域。该耗能梁包括：上翼缘，下翼缘，腹板，以及，第一加劲肋；上翼缘与下翼缘平行设置；腹板与第一加劲肋垂直设置；且，腹板以及第一加劲肋同时连接上翼缘的底面和下翼缘的顶面；在上翼缘上和下翼缘上分别设置有至少一个凹槽。通过在翼缘上设置至少一个凹槽，减小了翼缘可承载弯曲力矩的宽度，降低了耗能梁的全塑性受弯承载力，进而扩大了整体支撑结构用钢量的可选范围，可进一步降低偏心支撑结构的用钢量，进而降低整体工程造价。

A bending eccentrically supported energy dissipation beam and eccentrically braced structure

The invention discloses a bending eccentrically braced energy dissipating beam and an eccentrically braced structure, belonging to the technical field of steel frame bracing structure. The energy dissipation beam comprises an upper flange, a lower flange, a web, and a first stiffening rib; an upper flange and a lower flange are arranged in parallel; a web is arranged vertically with the first stiffening rib; and the web and the first stiffening rib are connected simultaneously with the bottom and the top of the lower flange; at least one is arranged on the upper flange and the lower flange respectively. A grooves. By setting at least one groove on the flange, the width of the flange bearing bending moment is reduced, the full plastic bending capacity of the energy dissipation beam is reduced, and the optional range of the steel quantity for the whole bracing structure is enlarged. The steel quantity for the eccentric bracing structure can be further reduced, thus the overall engineering cost can be reduced.

【技术实现步骤摘要】
一种弯曲型偏心支撑耗能梁、偏心支撑结构
本专利技术涉及钢框架支撑
，特别涉及一种弯曲型偏心支撑耗能梁、偏心支撑结构。
技术介绍
在高烈度地震区，可在钢结构建筑中设置偏心支撑结构，以增强建筑的抗震性能。在地震时，偏心支撑结构受弯出现局部塑性形变，耗散地震能量，避免建筑坍塌。常见的偏心支撑结构包括：耗能梁、非耗能梁、支撑梁、以及框架柱。其中，非耗能梁与耗能梁平行设置，二者端部相连；支撑梁连接耗能梁的底面；框架柱连接非耗能梁未连接耗能梁的端部。遭遇地震时，非耗能梁、支撑梁以及框架柱处于弹性状态，耗能梁受到地震力作用处于塑性状态并产生塑性形变，耗散地震能量。不难看出，弯曲型偏心支撑耗能梁是偏心支撑结构中的重要组成部分。相关技术中提供了一种弯曲型偏心支撑耗能梁。如图1所示，并参见图2，该耗能梁包括：上翼缘11、下翼缘12、腹板13、至少两个第一加劲肋141。其中，上翼缘11、下翼缘12是等宽的矩形钢板，二者平行设置；腹板13以及第一加劲肋141同时连接上翼缘11的底面以及下翼缘12的顶面。且腹板13的长度方向平行于上翼缘11的长度方向，第一加劲肋141以垂直于腹板13长度方向的方式固定在腹板13上。遭遇地震时，主要通过耗能梁受弯导致上翼缘11和下翼缘12出现塑性形变以耗散地震能量。在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现相关技术至少存在以下问题：在保障建筑安全的前提下，相关技术中的偏心支撑结构的用钢量可选范围小，造成不易降低工程造价的缺陷。具体来说，由于现有规程规范中限定了翼缘(即上翼缘11和下翼缘12)宽度和厚度的选择范围，因此难以降低上翼缘11和下翼缘12垂直于耗能梁长度方向的截面面积。而该截面面积与整体偏心支撑结构的用钢量正相关，进而该偏心支撑结构可实现的用钢量受到限定，难以进一步降低，导致不易降低工程造价。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种弯曲型偏心支撑耗能梁、偏心支撑结构，为了解决上述问题，技术方案具体如下：第一方面，提供了一种弯曲型偏心支撑耗能梁，包括：上翼缘，下翼缘，腹板，以及，至少两个第一加劲肋；所述上翼缘与所述下翼缘平行设置；所述腹板与所述第一加劲肋垂直设置；且，所述腹板以及所述第一加劲肋同时连接所述上翼缘的底面和所述下翼缘的顶面；其中，在所述上翼缘上设置有至少一个沿所述上翼缘宽度方向凹陷的凹槽；在所述下翼缘上设置有至少一个沿所述下翼缘宽度方向凹陷的所述凹槽。可选地，在所述上翼缘用于连接所述非耗能梁的上翼缘的两端上分别设置所述凹槽；在所述下翼缘用于连接所述非耗能梁的下翼缘的两端上分别设置所述凹槽。可选地，所述凹槽沿所述耗能梁宽度方向的最大尺寸，是所述上翼缘和所述下翼缘宽度的0.1～0.3倍。可选地，所述凹槽沿所述耗能梁长度方向的最大尺寸，是所述腹板高度的0.65～0.85倍。可选地，所述凹槽为弧形凹槽。可选地，所述耗能梁还包括：与所述腹板固定的第二加劲肋；且在所述耗能梁长度方向上，所述第二加劲肋覆盖所述凹槽。可选地，所述第二加劲肋分别连接相邻的两个所述第一加劲肋。可选地，所述耗能梁还包括：第三加劲肋，所述第三加劲肋设置在所述耗能梁用于与非耗能梁连接的端部上；所述第三加劲肋倾斜设置并同时连接所述上翼缘的底面以及所述下翼缘的顶面。第二方面，提供了一种偏心支撑结构，包括：耗能梁，非耗能梁，支撑梁，以及，框架柱；所述非耗能梁与所述耗能梁平行设置且端部相接，所述支撑梁与所述耗能梁的底面连接，所述框架柱与所述非耗能梁未连接所述耗能梁的端部连接；所述耗能梁为第一方面所述的弯曲型偏心支撑耗能梁，所述非耗能梁、所述支撑梁以及所述框架柱的设计内力与所述耗能梁的全塑性受弯承载力相匹配。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过在上翼缘和下翼缘上设置至少一个凹槽，在宽度方向上减少了翼缘可承载弯曲力矩的部分，即减小了翼缘的最小受弯宽度，因此降低了框架柱、支撑梁以及非耗能梁的设计内力，进而降低了框架柱的用钢量。且由于框架柱在整体偏心支撑结构中用钢量占比最大，因此即便在耗能梁上增加了第二加劲肋，通过本专利技术实施例提供的偏心支撑耗能梁还是可以降低整体偏心支撑结构的用钢量，进而解决了相关技术中难以降低工程造价的缺陷。且在降低整体偏心支撑结构的用钢量时，只需改变在上翼缘和下翼缘上凹槽的尺寸即可。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是相关技术中所提供的偏心支撑结构的示意图；图2是本专利技术实施例提供的弯曲型偏心支撑耗能梁的结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的弯曲型偏心支撑耗能梁，设置有凹槽处沿高度方向的剖面图；图4是本专利技术实施例提供的弯曲型偏心支撑耗能梁，未设置凹槽处沿高度方向的剖面图；图5是本专利技术实施例提供的弯曲型偏心支撑耗能梁中上翼缘设置凹槽的局部示意图；图6是本专利技术实施例提供的偏心支撑结构的主视图。附图中各个标记分别为：1、耗能梁；11、上翼缘；12、下翼缘；13、腹板；141、第一加劲肋；142、第二加劲肋；143、第三加劲肋；15、凹槽；2、非耗能梁；3、支撑梁。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。第一方面，本专利技术实施例提供了一种弯曲型偏心支撑耗能梁，如图2所示，并结合图3、图4，该弯曲型偏心支撑耗能梁，包括：上翼缘11，下翼缘12，腹板13，以及，至少两个第一加劲肋141；上翼缘11与下翼缘12平行设置；腹板13与第一加劲肋141垂直设置；且，腹板13以及第一加劲肋141同时连接上翼缘11的底面和下翼缘12的顶面；其中，如图5所示，在上翼缘11上设置有至少一个沿上翼缘11宽度方向凹陷的凹槽15；在下翼缘12上设置有至少一个沿下翼缘12宽度方向凹陷的凹槽15。下面，结合以下公式对本专利技术实施例所提供的弯曲型偏心支撑耗能梁的工作原理进行阐述说明：在偏心支撑结构中，非耗能梁或支撑梁或框架柱的设计内力满足以下条件：F＝Ω(MSN/M)F1(1)式中，F—非耗能梁或支撑梁或框架柱的设计内力；F1—非耗能梁或支撑梁或框架柱多遇地震组合时的荷载效应内力；MSN—耗能梁的全塑性受弯承载力；M—耗能梁多遇地震组合时的荷载效应弯矩；Ω—常数放大系数。根据公式(1)不难看出，非耗能梁或支撑梁或框架柱的设计内力(F)与耗能梁的全塑性受弯承载力正相关。其中，非耗能梁或支撑梁或框架柱多遇地震组合时的荷载效应内力(F1)，以及耗能梁多遇地震组合时的荷载效应弯矩(M)，通过软件模拟计算获取；耗能梁的全塑性受弯承载力(MSN)通过以下公式获取：MSN＝(fy-δa)Wpb(2)式中，Wpb—耗能梁的塑性截面模量；fy—耗能梁钢材屈服强度；δa—轴向力引起的梁段翼缘的平均正应力。其中，耗能梁的塑性截面模量(Wpb)通过以下公式计算：Wpb＝bf×tf×h+t×h2/4(3)式中，bf—耗能梁翼缘(包括上翼缘11和下翼缘12)的最小受弯宽度；tf—耗能梁翼缘的厚度；t—耗能梁腹板的厚度；h—耗能梁腹板的高度。对于公式(3)需要说明的是，翼缘的最小受弯宽度是指翼缘可承载弯曲力矩本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种弯曲型偏心支撑耗能梁，包括：上翼缘(11)，下翼缘(12)，腹板(13)，以及，至少两个第一加劲肋(141)；所述上翼缘(11)与所述下翼缘(12)平行设置；所述腹板(13)与所述第一加劲肋(141)垂直设置；且，所述腹板(13)以及所述第一加劲肋(141)同时连接所述上翼缘(11)的底面和所述下翼缘(12)的顶面；其特征在于，在所述上翼缘(11)上设置有至少一个沿所述上翼缘(11)宽度方向凹陷的凹槽(15)；在所述下翼缘(12)上设置有至少一个沿所述下翼缘(12)宽度方向凹陷的所述凹槽(15)。

【技术特征摘要】
1.一种弯曲型偏心支撑耗能梁，包括：上翼缘(11)，下翼缘(12)，腹板(13)，以及，至少两个第一加劲肋(141)；所述上翼缘(11)与所述下翼缘(12)平行设置；所述腹板(13)与所述第一加劲肋(141)垂直设置；且，所述腹板(13)以及所述第一加劲肋(141)同时连接所述上翼缘(11)的底面和所述下翼缘(12)的顶面；其特征在于，在所述上翼缘(11)上设置有至少一个沿所述上翼缘(11)宽度方向凹陷的凹槽(15)；在所述下翼缘(12)上设置有至少一个沿所述下翼缘(12)宽度方向凹陷的所述凹槽(15)。2.根据权利要求1所述的耗能梁，其特征在于，在所述上翼缘(11)用于连接所述非耗能梁的上翼缘的两端上分别设置所述凹槽(15)；在所述下翼缘(12)用于连接所述非耗能梁的下翼缘的两端上分别设置所述凹槽(15)。3.根据权利要求1所述的耗能梁，其特征在于，所述凹槽(15)沿所述耗能梁宽度方向的最大尺寸是所述上翼缘(11)和所述下翼缘(12)宽度的0.1～0.3倍。4.根据权利要求3所述的耗能梁，其特征在于，所述凹槽(15)沿所述耗能梁长度方向的最大尺寸是所述腹板(13)高度的0.65～0.85倍。5.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈世玺，黄友强，谢丽萍，张所庆，祝黎，何昭仁，冯云霞，罗春霞，刘晓珂，李鸿维，
申请(专利权)人：国核电力规划设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11