变高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变高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，以及横向加劲肋；上翼缘与下翼缘平行设置；腹板与横向加劲肋垂直设置；且腹板以及横向加劲肋同时连接上翼缘的底面和下翼缘的顶面。其中，腹板包括沿耗能梁长度方向顺次连接的第一区，第二区，以及第三区；第一区和第三区的高度等于非耗能梁腹板的高度，第二区的高度小于非耗能梁腹板的高度；上翼缘和下翼缘与腹板的结构相适配。通过设置高度小于非耗能梁腹板高度的第二区，减小了耗能梁的全塑性受弯承载力，降低框架柱、支撑梁以及非耗能梁的用钢量，解决了相关技术中难以降低工程造价的缺陷。

High bending, eccentrically supported energy dissipation beams and Eccentrically Braced Structures

The invention discloses a variable-height bending eccentrically braced energy dissipating beam and an eccentrically braced structure, belonging to the technical field of steel frame bracing structure. The beam consists of an upper flange, a lower flange, a web and a transverse stiffening rib; an upper flange and a lower flange are arranged in parallel; a web is arranged vertically with a transverse stiffening rib; and a web and a transverse stiffening rib are connected simultaneously with the bottom of the upper flange and the top of the lower flange. The web includes the first zone, the second zone and the third zone which are connected sequentially along the length direction of the beam; the height of the first zone and the third zone is equal to the height of the web of the non-energy-dissipating beam; the height of the second zone is less than the height of the web of the non-energy-dissipating beam; the upper flange and the lower flange are compatible with the web structure. By setting the second zone whose height is less than the web height of non-energy-dissipating beam, the full plastic bending capacity of energy-dissipating beam is reduced, the steel consumption of frame column, bracing beam and non-energy-dissipating beam is reduced, and the defect that it is difficult to reduce the engineering cost in related technology is solved.

【技术实现步骤摘要】
变高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结构
，特别涉及一种变高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弯曲型偏心支撑结构，以增强建筑的抗震性能。在地震时，弯曲型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。常见的弯曲型偏心支撑结构包括：耗能梁、非耗能梁、两个支撑梁、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；两个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、至少两个横向加劲肋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以及横向加劲肋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，横向加劲肋141以垂直于腹板13长度方向的方式固定在腹板13上。且在相关技术中，耗能梁的腹板13与非耗能梁的腹板等高、等厚。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。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种变高弯曲型偏心支撑耗能梁、偏心支撑结构，为了解决相关技术中的上述问题。该技术方案具体如下：第一方面，提供一种变高弯曲型偏心支撑耗能梁，包括：上翼缘，下翼缘，腹板，以及横向加劲肋；所述上翼缘与所述下翼缘平行设置；所述腹板与所述横向加劲肋垂直设置；且，所述腹板以及所述横向加劲肋同时连接所述上翼缘的底面和所述下翼缘的顶面；所述腹板包括沿所述耗能梁长度方向顺次连接的：第一区，第二区，以及第三区；所述第一区和所述第三区的高度等于所述非耗能梁腹板的高度，所述第二区的高度小于非耗能梁腹板的高度；所述上翼缘和所述下翼缘与所述腹板的结构相适配。可选地，所述腹板的厚度大于所述非耗能梁腹板的厚度。可选地，所述下翼缘包括：第一段、第二段以及第三段；所述第一段的顶面连接所述第一区的底面；所述第二段的顶面连接所述第二区的底面；所述第三段的顶面连接所述第三区的底面。可选地，所述第一区和所述第三区远离所述第二区的端部用于连接非耗能梁的端部；所述第一段和所述第三段的底面用于连接支撑梁。可选地，在所述第一区和所述第三区上设置有斜向加劲肋。可选地，在所述第一区和所述第三区上设置有平行于所述下翼缘的纵向加劲肋，所述纵向加劲肋的端部连接所述下翼缘。可选地，所述斜向加劲肋连接所述上翼缘的底面和所述纵向加劲肋的顶面。可选地，在所述耗能梁宽度方向上，所述横向加劲肋、所述斜向加劲肋、以及所述纵向加劲肋的外边缘与所述上翼缘和所述下翼缘的外边缘平齐。可选地，在所述横向加劲肋、以及所述斜向加劲肋与所述腹板的连接处设置有倒角。第二方面，提供了一种偏心支撑结构，包括：耗能梁，非耗能梁，两个支撑梁，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。其中，所述耗能梁为第一方面所述的变高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；两个所述支撑梁分别连接所述第一区和所述第三区对应的所述下翼缘的底面。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：腹板包括高度小于非耗能梁腹板高度的第二区，降低了耗能梁的塑性截面模量，进而减小了耗能梁的全塑性受弯承载力。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、支撑梁以及非耗能梁的用钢量，如此解决了相关技术中难以降低工程造价的缺陷。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弯曲型偏心支撑结构的轴测图；图2是相关技术中所提供的弯曲型偏心支撑耗能梁沿高度方向的剖视图；图3是本专利技术实施例提供的变高弯曲型偏心支撑结构的主视图；图4是本专利技术实施例提供的变高弯曲型偏心支撑耗能梁第二区处沿高度方向的剖视图。附图中各个标记分别为：1、耗能梁；11、上翼缘；12、下翼缘，121、第一段，122、第二段，123、第三段；13、腹板，131、第一区，132、第二区，133、第三区；141、横向加劲肋；142、斜向加劲肋；143、纵向加劲肋；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变高弯曲型偏心支撑耗能梁，如图3所示，包括：上翼缘11，下翼缘12，腹板13，以及，横向加劲肋141。上翼缘11与下翼缘12平行设置；腹板13与横向加劲肋141垂直设置；且腹板13以及横向加劲肋141同时连接上翼缘11的底面和下翼缘12的顶面。其中，腹板13包括沿耗能梁长度方向顺次连接的：第一区131，第二区132，以及，第三区133。第一区131和第三区133的高度等于非耗能梁腹板的高度，第二区132的高度小于非耗能梁腹板的高度。上翼缘11和下翼缘12与腹板13的结构相适配。下面结合公式详细说明本专利技术实施例所提供的耗能梁的作用原理。首先，在弯曲型偏心支撑结构中，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—耗能梁腹板受弯最小高度。在相关技术中，耗能梁的腹板13与非耗能梁的腹板等高、等厚，因此腹板13的受弯最小高度(h)是腹板13的高度。但在本专利技术实施例中，耗能梁的腹板13中第一区131、第三区133的高度与非耗能梁腹板高度相同，第二区132的高度与非耗能梁腹板的高度相同，因此腹板13的受弯最小高度是第二区13的高度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变高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，横向加劲肋(141)；所述上翼缘(11)与所述下翼缘(12)平行设置；所述腹板(13)与所述横向加劲肋(141)垂直设置；且，所述腹板(13)以及所述横向加劲肋(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，所述腹板(13)包括沿所述耗能梁长度方向顺次连接的：第一区(131)，第二区(132)，以及第三区(133)；所述第一区(131)和所述第三区(133)的高度等于非耗能梁腹板的高度，所述第二区(132)的高度小于所述非耗能梁腹板的高度；所述上翼缘(11)和所述下翼缘(12)与所述腹板(13)的结构相适配。

【技术特征摘要】
1.一种变高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，横向加劲肋(141)；所述上翼缘(11)与所述下翼缘(12)平行设置；所述腹板(13)与所述横向加劲肋(141)垂直设置；且，所述腹板(13)以及所述横向加劲肋(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，所述腹板(13)包括沿所述耗能梁长度方向顺次连接的：第一区(131)，第二区(132)，以及第三区(133)；所述第一区(131)和所述第三区(133)的高度等于非耗能梁腹板的高度，所述第二区(132)的高度小于所述非耗能梁腹板的高度；所述上翼缘(11)和所述下翼缘(12)与所述腹板(13)的结构相适配。2.根据权利要求1所述的耗能梁，其特征在于，所述腹板(13)的厚度大于所述非耗能梁腹板的厚度。3.根据权利要求1所述的耗能梁，其特征在于，所述下翼缘(12)包括：第一段(121)、第二段(122)以及第三段(123)；所述第一段(121)的顶面连接所述第一区(131)的底面；所述第二段(122)的顶面连接所述第二区(132)的底面；所述第三段(123)的顶面连接所述第三区(133)的底面。4.根据权利要求3所述的耗能梁，其特征在于，所述第一区(131)和所述第三区(133)远离所述第二区(132)的端部用于连接非耗能梁的端部；所述第一段(121)和所述第三段(123)的底面用于连接支撑梁。5.根据权利要求4所述的耗能梁，其特征在于，在所述第一区(131)和...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄友强，陈世玺，周楠，章卫松，叶长锋，罗春霞，
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