一种双T形构造连接型多级可更换耗能梁段结构制造技术

本发明专利技术公开了一种双T形构造连接型多级可更换耗能梁段结构，包括钢柱、双T形构造和可更换耗能梁，可更换耗能梁包括中间段主耗能梁段与两端次耗能梁段，主、次耗能梁段之间通过双T形构造和高强螺栓连接；次耗能梁段端部通过端板和高强螺栓与钢柱连接；双T形构造由上、下T形板相对设置构成，上、下T形板分别通过高强螺栓与主、次耗能梁段的上、下翼缘和外伸腹板连接。本发明专利技术可使可更换钢梁在地震作用下具有明显的屈服时序，即中震作用下，能够实现“一级可更换”；大震作用下，能够实现“二级可更换”。双T形构造连接型多级可更换耗能梁段结构具有“多级可更换”和快速拆卸、安装的功能，从而实现结构震后快速功能可恢复的目标。

A double T-shaped connection type multistage replaceable energy dissipation beam structure

【技术实现步骤摘要】
一种双T形构造连接型多级可更换耗能梁段结构
本专利技术属于建筑工程和结构抗震领域，具体涉及一种双T形构造连接型多级可更换耗能梁段结构。
技术介绍
带可更换构件的RCS混合框架结构由耗能框架单元和RCS主框架单元组成。该耗能框架单元在受力过程中承担大部分水平地震作用，并由其中的可更换钢梁产生塑性变形集中耗散地震能量。可更换钢梁作为耗散地震能量的关键构件，可设置在楼面层处，也可在每层中间层与楼面层均设置。在地震作用下，可更换钢梁先于其他构件进入塑性阶段或发生变形，保证主要构件不发生破坏，达到震后可更换的目标，是抗震的第一道防线。可更换钢梁耗散的地震能量越多，越能保证整个结构的安全。但是在地震作用下，端板与可更换钢梁的翼缘焊缝常常会由于应力集中而开裂，无法充分发挥可更换钢梁的变形能力和耗能能力。如何控制可更换钢梁的塑性变形区域是充分发挥结构性能的关键技术之一。既要保证可更换耗能梁具有明显的屈服时序，又要保证可更换耗能梁具有易于拆卸和更换的能力。目前采用的方法多为加强梁端或者梁段局部削弱，但同时考虑损伤分离和可更换性的研究还相对较少。且现有的可更换梁在构造形式、变形能力和耗能性能方面还有待进一步改善。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种双T形构造连接型多级可更换耗能梁段结构，使可更换耗能梁在地震作用下具有明显的屈服时序，中间主耗能梁段先集中耗散地震能量，然后是次耗能梁段变形耗能，而主、次耗能梁段连接处的双T形构造始终处于弹性状态，同时主、次耗能梁段又具有“多级可更换”和快速拆卸、安装的功能，从而实现结构震后快速功能可恢复的目标。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种双T形构造连接型多级可更换耗能梁段结构，包括钢柱、双T形构造和可更换耗能梁，所述可更换耗能梁包括中间段主耗能梁段与两端次耗能梁段，主、次耗能梁段之间通过双T形构造和高强螺栓连接；次耗能梁段端部通过端板和高强螺栓与钢柱连接；双T形构造由上、下T形连接件相对设置构成，上、下T形连接件分别通过高强螺栓与主、次耗能梁段的上、下翼缘和外伸腹板连接。对于上述技术方案，本专利技术还有进一步优选的方案。优选的，所述主、次耗能梁段的翼缘为切除部分翼缘后保留的翼缘；所述主、次耗能梁段的外伸腹板之间相向设置，端部之间留有空隙。优选的，所述上、下T形连接件的腹板为切除部分腹板后保留的腹板；所述上T形连接件和下T形连接件的腹板厚度方向中心线与相应T形连接件的翼缘宽度方向中心线之间相距二分之一T形构造腹板厚度。优选的，所述上、下T形连接件的腹板高度小于可更换耗能梁段的高度。优选的，所述上、下T形连接件的翼缘、腹板同时通过两排高强螺栓与主、次耗能梁段的上、下翼缘和外伸腹板连接。优选的，所述上、下T形连接件的腹板沿可更换耗能梁长度方向外伸一段距离，且与上、下T形连接件的翼缘连接处角部切除一部分腹板。优选的，所述上、下T形连接件的腹板宽度中心线处设置有T形加劲肋，所述T形加劲肋沿两侧腹板螺栓孔之间上下设置。优选的，所述上、下T形连接件与主、次耗能梁段连接处采用扩孔螺栓连接。优选的，所述主耗能梁段采用LY225或Q235钢材，次耗能梁段采用Q355钢材，双T形构造采用Q460或Q690钢材。由于采用上述方案，本专利技术的有益效果是：由于采用了通过高强螺栓连接双T形构造和可更换耗能梁结构，在预期地震作用下，避免了端板与钢梁翼缘焊缝处的开裂，且使可更换钢梁在地震作用下具有明显的屈服时序，即中震作用下，主耗能梁段发生剪切屈服，产生塑性变形实现集中耗散地震能量，主耗能梁段发生损伤或者破坏，能够实现“一级可更换”，此时两端的次耗能梁段处于弹性阶段；大震作用下，主耗能梁段继续耗能，次耗能梁段开始屈服，产生塑性变形实现次级集中耗能，次耗能梁段发生损伤或者破坏，能够实现“二级可更换”，在此过程中双T形构造始终处于弹性状态。在上述基本连接结构形式的基础上，可以通过增加螺栓排数和加劲肋，进一步形成多种连接结构形式。主要有：多排螺栓型、扩展腹板型、带T形构造加劲肋型、扩孔型等几种形式。可更换耗能梁的腹板主要承受剪力，而钢梁翼缘的主要作用是抵抗弯矩，故钢梁在双T形构造连接处的切断，一方面，既可以保证主、次耗能梁的屈服时序，又有利于可更换耗能梁的震后“多级可更换”；另一方面，部分切除钢梁翼缘，保证了可更换耗能梁在地震作用下的有效转动。多排螺栓、扩展腹板、带T形构造加劲肋使主、次耗能梁连接处的抗剪承载力进一步提高。而扩孔则使主、次耗能梁与双T形构造在连接处能实现高强螺栓的滑动耗能，进一步增强了可更换耗能梁的耗能效果。附图说明图1为本专利技术的三维示意图；图2为本专利技术的主视图；图3为图2中沿A-A剖面图；图4为可更换耗能梁段的孔示意图；图5为双T型构造的开孔示意图；图6为双T型构造的腹板定位示意图；图7为带多排螺栓的双T形构造连接型多级可更换耗能梁段结构示意图；图8为扩展腹板型的双T形构造连接型多级可更换耗能梁段结构示意图；图9为带T形加劲肋的双T形构造连接型多级可更换耗能梁段结构示意图；图10为扩孔型可更换耗能梁段开孔示意图；图11为扩孔型双T型构造开孔示意图；图12为本专利技术在中震作用后的“一级可更换”示意图；图13为本专利技术在大震作用后的“二级可更换”示意图。图中：1为次耗能梁段，2为主耗能梁段，3为上T形连接件，4为下T形连接件，5为端板，6为高强螺栓，7为钢柱，8为T形加劲肋，1`为翼缘宽度方向中心线，2`为腹板厚度方向中心线。具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本专利技术做进一步说明。如图1至图3所示，一种双T形构造连接型多级可更换耗能梁段结构，包括钢柱7、双T形构造和可更换耗能梁，可更换耗能梁由多段腹板外伸的H形钢梁段组成，包括中间段主耗能梁段2与两端次耗能梁段1，主、次耗能梁段之间通过双T形构造和高强螺栓6连接；次耗能梁段1端部通过端板5和高强螺栓6与钢柱7连接；双T形构造包括上T形连接件3和下T形连接件4，上T形连接件3两端分别通过高强螺栓6连接主耗能梁段2和次耗能梁段1的上翼缘和外伸腹板，下T形连接件4两端分别通过高强螺栓6连接主耗能梁段2和次耗能梁段1的下翼缘和外伸腹板。如图4所示，主耗能梁段2与次耗能梁段1的外伸腹板之间相向设置，相邻主耗能梁段2与次耗能梁段1端部之间留有空隙。主、次耗能梁段的翼缘为上下分别切除部分翼缘后保留的翼缘。如图5和图6所示，双T形构造的上T形连接件3和下T形连接件4的腹板为切除部分腹板后保留的腹板。上T形连接件3和下T形连接件4的腹板厚度方向中心线2`与相应T形构造的翼缘宽度方向中心线1`之间相距二分之一T形构造腹板厚度。且上、下T形构造的腹板高度均小于可更换耗能梁段的高度。该设计能够实现多段耗能梁的有效连接，并能保证耗能梁段在地震下的有效转动。如图7所示，为本专利技术带多排螺栓的双T形构造连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双T形构造连接型多级可更换耗能梁段结构，其特征在于，包括钢柱(7)、双T形构造和可更换耗能梁，所述可更换耗能梁包括中间段主耗能梁段(2)与两端次耗能梁段(1)，主、次耗能梁段(2、1)之间通过双T形构造和高强螺栓(6)连接；次耗能梁段(1)端部通过端板(5)和高强螺栓(6)与钢柱(7)连接；所述双T形构造包括相对设置的上、下T形连接件(3、4)，上、下T形连接件(3、4)分别通过高强螺栓(6)与主、次耗能梁段(2、1)的上、下翼缘和外伸腹板连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种双T形构造连接型多级可更换耗能梁段结构，其特征在于，包括钢柱(7)、双T形构造和可更换耗能梁，所述可更换耗能梁包括中间段主耗能梁段(2)与两端次耗能梁段(1)，主、次耗能梁段(2、1)之间通过双T形构造和高强螺栓(6)连接；次耗能梁段(1)端部通过端板(5)和高强螺栓(6)与钢柱(7)连接；所述双T形构造包括相对设置的上、下T形连接件(3、4)，上、下T形连接件(3、4)分别通过高强螺栓(6)与主、次耗能梁段(2、1)的上、下翼缘和外伸腹板连接。


2.根据权利要求1所述的一种双T形构造连接型多级可更换耗能梁段结构，其特征在于，所述主、次耗能梁段(2、1)的翼缘为切除部分翼缘后保留的翼缘；所述主、次耗能梁段(2、1)的外伸腹板之间相向设置，端部之间留有空隙。


3.根据权利要求1所述的一种双T形构造连接型多级可更换耗能梁段结构，其特征在于，所述上、下T形连接件(3、4)的腹板为切除部分腹板后保留的腹板；所述上T形连接件(3)和下T形连接件(4)的腹板厚度方向中心线(2`)与相应T形构造的翼缘宽度方向中心线(1`)之间相距二分之一T形构造腹板厚度。


4.根据权利要求1所述的一种双T形构造连接型多级可更换耗能梁段结构，其特征在于，所述上、下T形连接件(3、...

【专利技术属性】
技术研发人员：门进杰，王欢欢，兰涛，周琦，史庆轩，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61