梁柱铰接-屈曲约束支撑钢框架结构制造技术

本发明专利技术属于低层和多层建筑技术领域，具体涉及一种梁柱铰接－屈曲约束支撑钢框架结构体系。由框架柱、框架梁、屈曲约束支撑构成。框架梁与框架柱的连接采用铰接连接形式，屈曲约束支撑设置为中心支撑的形式。本发明专利技术除了具有钢结构优越性基础上，能够减少现场焊接工作量，增进施工速度，保证连接质量，有利于结构安装。在地震区使用能够便于震后修复，减少震害。在低层与多层建筑中使用具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于低层和多层建筑
，具体涉及一种梁柱铰接一屈曲约束支撑钢框架 结构。技术背景传统的刚接纯钢框架结构体系延性及耗能性能好，在楼层水平力反复作用下，整个结 构具有较好的滞回特征，但是强震作用后梁柱通常会产生塑性变形，这将使震后修复困难。 在钢框架结构中，支撑是一种有效的抗侧力构件，可使钢框架具备更高的抗侧刚度，传统 的带支撑框架有中心支撑框架和偏心支撑框架。中震和强震时，中心支撑框架中的普通支 撑会受压屈曲和受拉屈服，而屈曲会使受压承载力降低，从而限制了支撑作为抗侧力构件 的耗能能力。偏心支撑框架通过偏心梁段的屈服，限制支撑的屈曲，可使结构具有较好的 耗能性能，但是由于偏心梁段屈服，使主结构损伤，地震后结构修复较为困难。现有的刚接钢结构体系在施工时需要在现场施焊，有施工速度慢、增大施工难度，焊 接质量难以保证的缺点。鉴于以上情况，专利技术的梁柱铰接一屈曲约束支撑钢框架结构体系在保证钢结构优越性 基础上，克服了上述缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种易于施工、耗能性能好的梁柱铰接一屈曲约束支撑钢框架结构。本专利技术提出的梁柱铰接一屈曲约束支撑钢框架结构，由框架柱、框架梁、屈曲约束支 撑构成，框架柱与框架梁连接组成框架结构，屈曲约束支撑位于框架结构内，可以采用单 斜杆排列、人字形斜杆排列或V型斜杆体系排列之任一种，其中第一框架柱1-1上端和第二框架柱1-2下端刚接连接成为一体，第三框架柱1-3上端 和第四框架柱1-4下端刚接连接成为一体；第一框架梁2-1 —端通过铰接方式连接第一框 架柱1-l上端，第一框架梁2-l另一端通过铰接方式连接第三框架柱1-3上端，第二框架 梁2-2 —端通过铰接方式连接第二框架柱1-2上端，第二框架梁2-2另一端通过铰接方式 连接第四框架柱l-4上端；第一屈曲约束支撑3-1 —端连接第一框架柱1-1与第一框架梁2-1的铰接点，第一屈 曲约束支撑3-1另一端连接第三框架柱1-3下端，第二屈曲约束支撑3-2 —端连接第二框架柱1-2与第二框架梁2-2的铰接点，第二屈曲约束支撑3-2另一端连接第三框架柱l-3 与第一框架梁2-l的铰接点，即使屈曲约束支撑呈单斜杆排列；其结构如图l所示。第三屈曲约束支撑3-3 —端连接第一框架柱1-1下端，第三屈曲约束支撑3-3另一端 连接第一框架梁2-1下翼缘中点，第四屈曲约束支撑3-4 —端连接第三框架柱1-3下端， 第四屈曲约束支撑3-4另一端连接第三屈曲约束支撑3-3与第一框架梁2-l的铰接点，即 使屈曲约束支撑在第一层呈人字形排列；第五屈曲约束支撑3-5 —端连接第一框架柱l-l 与第一框架梁2-1的铰接点，第五屈曲约束支撑3-5另一端连接第二框架梁2-2下翼缘中 点；第六屈曲约束支撑3-6—端连接第三框架柱l-3与第一框架梁2-l的铰接点，第六屈 曲约束支撑3-6另一端连接第五屈曲约束支撑3-5与第二框架梁2-2的铰接点，即使屈曲 约束支撑在第二层呈人字形排列；其结构如图2所示。第七屈曲约束支撑3-7 —端连接第一框架梁2-1上翼缘中点，第七屈曲约束支撑3-7 另一端连接第二框架柱1-2与第二框架梁2-2的铰接点，第八屈曲约束支撑3-8 —端连接 第七屈曲约束支撑3-7与第一框架梁2-l的铰接点，第八屈曲约束支撑3-8另一端连接第 四框架柱l-4与第二框架梁2-2的铰接点，即使屈曲约束支撑在第二层呈V字型排列；其 中结构如图3所示。本专利技术相对于现有技术具有以下优点本专利技术将结构塑性变形全部引导到支撑上，铰接梁柱框架仅仅承受竖向荷载，使梁柱 在强烈地震作用下能保持在弹性状态，继续保持承载能力，保证结构不倒塌。设置屈曲约 束支撑抵抗水平荷载，屈曲约束支撑在受拉和受压时都能屈服，耗能性能好，因而梁柱铰 接-屈曲约束支撑钢框架结构体系具有与纯钢框架结构体系相似的滞回耗能特征。而且这 种结构在地震作用后，产生塑性变形的支撑可以方便的更换，这将有利于震后修复工作。 梁柱连接设为铰接，在施工现场只需要进行螺栓连接，而且支撑与结构连接也为螺栓连接， 施工方便，提升施工速度。 附图说明图1为上下层屈曲约束支撑都为单斜杆排列的梁柱铰接一屈曲约束支撑钢框架结构体 系立面示意图。图2为上下层屈曲约束支撑都为人字形排列的梁柱铰接一屈曲约束支撑钢框架结构体 系立面示意图。图3为层屈曲约束支撑在第一层为人字形排列，在第二层为V字型排列的梁柱铰接一 屈曲约束支撑钢框架结构体系立面示意图。图4为梁柱铰接一屈曲约束支撑钢框架结构体系框架柱、框架梁和屈曲约束支撑连接节点示意图。图中标号l-l为第一框架柱，1-2为第二框架柱，l-3为第三框架柱，l-4为第四框 架柱，2-l为第一框架梁，2-2为第二框架梁，3-1为第一屈曲约束支撑，3-2为第二屈曲 约束支撑。3-3为第三屈曲约束支撑，3-4为第四屈曲约束支撑，3-5为第五屈曲约束支撑， 3-6为第六屈曲约束支撑，3-7为第七屈曲约束支撑，3-8为第八屈曲约束支撑。具体实施方式本专利技术提供了一种适用于低层与多层建筑的结构体系，采用图1、图2或图3所示的 结构，并对之进行受力分析，由竖向荷载确定框架梁和框架柱的截面，由水平荷载确定屈 曲约束支撑截面。施工中框架梁、框架柱连接采用螺栓连接的铰接形式。框架柱、框架梁 上与支撑的连接节点在钢结构加工厂中加工，梁柱在施工现场安装好以后，屈曲约束支撑 通过螺栓连接与框架梁、框架柱连接。以一所六层学校教室建筑为例说明其使用过程。该建筑总宽度16m，总长度48m。层 高3.6m。中间跨度4m，边跨6m，共六跨。场地类别II类，基本设防烈度7度。基本风压 0.55kN/m2,位于城巿巿区。根据竖向荷载和跨度确定梁高，每层框架梁截面为H400X150 X8X13;根据轴压比选用框架柱截面，第一层、第二层和第三层框架柱中柱截面为 H440X 300X10X18，边柱截面为H390X 300X 10X 16;第四层、第五层和第六层框架柱中 柱截面为H320X200X 10X12，边柱截面为H280X 175X8X 10。采用单斜杆的支撑布置形 式，支撑位于中跨。根据几何形状确定支撑长度，根据水平荷载确定支撑芯板截面，第一 层、第二层和第三层支撑截面为100X21mm，第四层、第五层和第六层支撑截面为80X14mm。 通过设计满足设计目标。权利要求1、一种梁柱铰接一屈曲约束支撑钢框架结构，由框架柱、框架梁、屈曲约束支撑构成，其特征在于框架柱与框架梁连接组成框架结构，屈曲约束支撑位于框架结构内，采用单斜杆排列、人字形斜杆排列或V型斜杆体系排列之任一种，其中第一框架柱(1-1)上端和第二框架柱(1-2)下端刚接连接成为一体，第三框架柱(1-3)上端和第四框架柱(1-4)下端刚接连接成为一体；第一框架梁(2-1)一端通过铰接方式连接第一框架柱(1-1)上端，第一框架梁(2-1)另一端通过铰接方式连接第三框架柱(1-3)上端，第二框架梁(2-2)一端通过铰接方式连接第二框架柱(1-2)上端，第二框架梁(2-2)另一端通过铰接方式连接第四框架柱(1-4)上端；第一屈曲约束支撑(3-1)一端连接第一框架柱(1-1)与第一框架梁(2-1)的铰接点，第一屈曲约束支撑(3-1)另一端连接第三框架柱(1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种梁柱铰接一屈曲约束支撑钢框架结构，由框架柱、框架梁、屈曲约束支撑构成，其特征在于框架柱与框架梁连接组成框架结构，屈曲约束支撑位于框架结构内，采用单斜杆排列、人字形斜杆排列或Ｖ型斜杆体系排列之任一种，其中：第一框架柱（１－１）上端和第二框架柱（１－２）下端刚接连接成为一体，第三框架柱（１－３）上端和第四框架柱（１－４）下端刚接连接成为一体；第一框架梁（２－１）一端通过铰接方式连接第一框架柱（１－１）上端，第一框架梁（２－１）另一端通过铰接方式连接第三框架柱（１－３）上端，第二框架梁（２－２）一端通过铰接方式连接第二框架柱（１－２）上端，第二框架梁（２－２）另一端通过铰接方式连接第四框架柱（１－４）上端；第一屈曲约束支撑（３－１）一端连接第一框架柱（１－１）与第一框架梁（２－１）的铰接点，第一屈曲约束支撑（３－１）另一端连接第三框架柱（１－３）下端，第二屈曲约束支撑（３－２）一端连接第二框架柱（１－２）与第二框架梁（２－２）的铰接点，第二屈曲约束支撑（３－２）另一端连接第三框架柱（１－３）与第一框架梁（２－１）的铰接点，即使屈曲约束支撑呈单斜杆排列；第三屈曲约束支撑（３－３）一端连接第一框架柱（１－１）下端，第三屈曲约束支撑（３－３）另一端连接第一框架梁（２－１）下翼缘中点，第四屈曲约束支撑（３－４）一端连接第三框架柱（１－３）下端，第四屈曲约束支撑（３－４）另一端连接第三屈曲约束支撑（３－３）与第一框架梁（２－１）的铰接点，即使屈曲约束支撑在第一层呈人字形排列；第五屈曲约束支撑（３－５）一端连接第一框架柱（１－１）与第一框架梁（２－１）的铰接点，第五屈曲约束支撑（３－５）另一端连接第二框架梁（２－２）下翼缘中点；第六屈曲约束支撑（３－６）一端连接第三框架柱（１－３）与第一框架梁（２－１）的铰接点，第六屈曲约束支撑（３－６）另一端连接第五屈曲约束支撑（３－５）与第二框架梁（２－２）的铰接点，即使屈曲约束支撑在第二层呈人字形排列；第七屈曲约束支撑（３－７）一端连接第一框架梁（２－１）上翼缘中点，第七屈曲约束支撑（３－７）另一端连接第二框架柱（１－２）与第二框架梁（２－２）的铰接点，第八屈曲约束支撑（３－８）一端连接第七屈曲约束支撑（３－７）与第一框架梁（２－１）的铰接点，第八屈曲约束支撑（３－８）另一端连接第四框架柱（１－４）与第二框架梁（２－２）的铰接点，即使屈曲约束支撑在第二层呈Ｖ字型排列。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李国强，孙飞飞，胡大柱，胡宝琳，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：31[]