一种承载力和刚度独立调控的装配式防屈曲钢板连梁制造技术

本发明专利技术涉及一种承载力和刚度独立调控的装配式防屈曲钢板连梁，其包括内嵌钢板、钢盖板和连接钢板。内嵌钢板位于两块钢盖板之间，内嵌钢板和钢盖板均位于两块连接钢板之间，连接钢板分别与内嵌钢板和钢盖板固定连接。内嵌钢板的边缘包括两条互为对边的第一竖边以及两条互为对边的第一横边，第一竖边与连接钢板固定连接；钢盖板的边缘包括两条互为对边的第二竖边以及两条互为对边的第二横边，第二竖边与连接钢板固定连接。内嵌钢板上靠近第一竖边处均设置有第一耗能孔组，第一耗能孔组包括多个相互平行设置的第一矩形孔；钢盖板上靠近第二竖边处均设置有第二耗能孔组，第二耗能孔组包括多个相互平行设置的第二矩形孔。

【技术实现步骤摘要】
一种承载力和刚度独立调控的装配式防屈曲钢板连梁
本专利技术涉及装配式连梁设计
，尤其涉及一种承载力和刚度独立调控的装配式防屈曲钢板连梁。
技术介绍
框架-核心筒结构体系具有较强的抗侧刚度和承载能力，在高层及超高层建筑中受到广泛应用。连梁作为框架-核心筒结构体系在地震作用下的重要耗能构件，其抗震性能对框架-核心筒结构体系的整体抗震性能具有重要影响。现有技术中，钢筋混凝土连梁抗震性能提升主要依赖改善连梁配筋方式，通过对无斜筋的钢筋混凝土连梁引入斜筋，提升连梁耗能能力和延性，但存在钢筋布置拥挤且制作复杂等问题。为此，有学者提出在传统混凝土中使用新型水泥基材料以简化钢筋混凝土连梁内钢筋布置，新型水泥基材料可以提高连梁耗能能力和抗剪能力。将钢板嵌入钢筋混凝土连梁中以形成钢板混凝土连梁，钢板和混凝土通过剪力钉共同抵抗剪力，能够提高连梁的延性、强度和耗能能力。然而，钢板传递强大剪力导致混凝土发生严重破坏，钢板破坏模式为局部屈曲，从而造成连梁承载力迅速降低。为此，有学者提出带肋钢板连梁改善钢板连梁在地震作用下屈曲行为，或削弱连梁承载力使得塑性变形集中于连梁内，从而保护相邻剪力墙且震后可更换。但是，现有钢筋混凝土结构中连梁存在以下几个方面问题：现有连梁如引入新型水泥基材料的连梁，虽能提高连梁抗剪能力，但其实际抗剪强度远高于连梁设计抗剪强度，连梁过强抗剪强度易造成相邻剪力墙在强地震作用下损伤严重。而现有削弱连梁承载能力虽能控制结构塑性变形集中于连梁内，但往往以牺牲连梁刚度实现连梁承载能力削弱，易导致结构整体初始抗侧刚度不足，不利于结构在小震作用下的抗震性能。因此，现有连梁的刚度和承载力不能独立调控，易导致连梁承载力过大造成相邻剪力墙损伤严重或由于连梁承载力削弱造成整体结构初始抗侧刚度不足等问题。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术提供了一种承载力和刚度独立调控的装配式防屈曲钢板连梁旨在解决刚度和承载力不能单独调节的技术问题。(二)技术方案为了解决上述问题，本专利技术提供了一种承载力和刚度独立调控的装配式防屈曲钢板连梁，其特征在于，其包括：内嵌钢板、钢盖板和连接钢板；所述钢盖板成对设置，且所述内嵌钢板位于两块所述钢盖板之间，所述连接钢板成对设置，且所述内嵌钢板和所述钢盖板均位于两块所述连接钢板之间，所述连接钢板分别与所述内嵌钢板和所述钢盖板固定连接；所述连接钢板上设置有用于与剪力墙连接的通孔；所述内嵌钢板的形状和所述钢盖板的形状均为矩形，所述内嵌钢板的边缘包括两条互为对边的第一竖边以及两条互为对边的第一横边，所述第一竖边与所述连接钢板固定连接；所述钢盖板的边缘包括两条互为对边的第二竖边以及两条互为对边的第二横边，所述第二竖边与所述连接钢板固定连接；所述内嵌钢板上靠近所述第一竖边处均设置有第一耗能孔组，所述第一耗能孔组包括多个相互平行设置的第一矩形孔，同组所述第一耗能孔组中的所述第一矩形孔的中心的连线与所述第一横边垂直；所述钢盖板上靠近所述所述第二竖边处均设置有第二耗能孔组，所述第二耗能孔组包括多个相互平行设置的第二矩形孔，同组所述第二耗能孔组中的所述第二矩形孔的中心的连线与所述第二横边垂直。优选地，所述内嵌钢板上设置有第一耗能段，所述第一耗能段包括同组第一耗能孔组中两个相邻的所述第一矩形孔之间的区域，所述第一耗能段的宽为对应两个相邻的所述第一矩形孔之间的距离，所述第一耗能段的长为第一矩形孔与第一耗能段相连的边的边长，所述第一耗能段的长宽比大于2。优选地，所述第一矩形孔与所述第一竖边的最小距离不大于0.1L，L为所述第一横边的长度。优选地，所述钢盖板上设置有与所述第一矩形孔对应的固定通孔，第一紧固件穿过所述固定通孔和所述第一矩形孔将所述钢盖板和所述内嵌钢板固定在一起。优选地，所述钢盖板上设置有第二耗能段，所述第二耗能段包括同组第二耗能孔组中两个相邻的所述第二矩形孔之间的区域，所述第二耗能段的宽为对应两个相邻的所述第二矩形孔之间的距离，所述第二耗能段的长为第二矩形孔与第二耗能段相连的边的边长，所述第二耗能段的长宽比大于1.5。优选地，所述承载力和刚度独立调控的装配式防屈曲钢板连梁还包括角钢，所述角钢包括相互连接的第一角板和第二角板，所述第一角板和所述第二角板的夹角为90度，所述第一角板设置在所述钢盖板上，且所述第一角板靠近所述第二竖边设置，所述第二角板固定设置在所述连接钢板上。优选地，所述钢盖板上设置有用于固定连接所述第一角板的连接通孔，所述内嵌钢板和所述第一角板上均设置有与所述连接通孔相对应的通孔，第二紧固件能够穿过第一角板上的通孔、所述连接通孔以及所述内嵌钢板上的通孔进而将所述角钢、所述钢盖板和所述内嵌钢板固定在一起。优选地，所述连接通孔与所述第二竖边的最小距离小于所述第二矩形孔与所述第二竖边的最小距离。优选地，所述内嵌钢板、所述钢盖板和所述第二角板均通过焊接的方式固定在所述连接钢板上。(三)有益效果本专利技术通过将内嵌钢板设置在两块钢盖板之间，并且内嵌钢板和钢盖板的两端上均设置有与剪力墙固定连接的连接钢板，使得发生地震时，钢盖板先发生破坏，连梁后续的极限承载力由内嵌钢板提供，所以能够通过调节钢盖板的厚度及第二矩形孔的尺寸来调控连梁的初始刚度，调节内嵌钢板厚度及第一矩形孔的尺寸来调控连梁极限承载力。实现刚度和承载力的独立调节，同时由于在内嵌钢板和钢盖板上均分别设置第一耗能段和第二耗能段，使得在发生地震时，钢盖板和内嵌钢板能够先后发生弯曲破坏提升连梁耗能的作用，且内嵌钢板耗能集中于远离剪力墙的第一耗能段，保护了剪力墙不会受到破坏。附图说明图1为本专利技术一种承载力和刚度独立调控的装配式防屈曲钢板连梁的整体结构示意图；图2为本专利技术中内嵌钢板的正视图；图3为本专利技术中钢盖板的正视图。【附图标记说明】1：内嵌钢板；11：第一横边；12：第一竖边；13：第一耗能孔组；14：第一矩形孔；15：第一耗能段；2：钢盖板；21：第二横边；22：第二竖边；23：第二耗能孔组；24：第二矩形孔；25：第二耗能段；26：固定通孔；27：第一紧固件；28：连接通孔；29：第二紧固件；3：连接钢板；4：角钢；41：第一角板；42：第二角板。具体实施方式为了更好的解释本专利技术，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本专利技术作详细描述。需要说明，本专利技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，在本专利技术中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种承载力和刚度独立调控的装配式防屈曲钢板连梁，其特征在于，其包括：内嵌钢板、钢盖板和连接钢板；/n所述钢盖板成对设置，且所述内嵌钢板位于两块所述钢盖板之间，所述连接钢板成对设置，且所述内嵌钢板和所述钢盖板均位于两块所述连接钢板之间，所述连接钢板分别与所述内嵌钢板和所述钢盖板固定连接；所述连接钢板上设置有用于与剪力墙连接的通孔；/n所述内嵌钢板的形状和所述钢盖板的形状均为矩形，所述内嵌钢板的边缘包括两条互为对边的第一竖边以及两条互为对边的第一横边，所述第一竖边与所述连接钢板固定连接；所述钢盖板的边缘包括两条互为对边的第二竖边以及两条互为对边的第二横边，所述第二竖边与所述连接钢板固定连接；/n所述内嵌钢板上靠近所述第一竖边处均设置有第一耗能孔组，所述第一耗能孔组包括多个相互平行设置的第一矩形孔，同组所述第一耗能孔组中的所述第一矩形孔的中心的连线与所述第一横边垂直；所述钢盖板上靠近所述所述第二竖边处均设置有第二耗能孔组，所述第二耗能孔组包括多个相互平行设置的第二矩形孔，同组所述第二耗能孔组中的所述第二矩形孔的中心的连线与所述第二横边垂直。/n

【技术特征摘要】
1.一种承载力和刚度独立调控的装配式防屈曲钢板连梁，其特征在于，其包括：内嵌钢板、钢盖板和连接钢板；
所述钢盖板成对设置，且所述内嵌钢板位于两块所述钢盖板之间，所述连接钢板成对设置，且所述内嵌钢板和所述钢盖板均位于两块所述连接钢板之间，所述连接钢板分别与所述内嵌钢板和所述钢盖板固定连接；所述连接钢板上设置有用于与剪力墙连接的通孔；
所述内嵌钢板的形状和所述钢盖板的形状均为矩形，所述内嵌钢板的边缘包括两条互为对边的第一竖边以及两条互为对边的第一横边，所述第一竖边与所述连接钢板固定连接；所述钢盖板的边缘包括两条互为对边的第二竖边以及两条互为对边的第二横边，所述第二竖边与所述连接钢板固定连接；
所述内嵌钢板上靠近所述第一竖边处均设置有第一耗能孔组，所述第一耗能孔组包括多个相互平行设置的第一矩形孔，同组所述第一耗能孔组中的所述第一矩形孔的中心的连线与所述第一横边垂直；所述钢盖板上靠近所述所述第二竖边处均设置有第二耗能孔组，所述第二耗能孔组包括多个相互平行设置的第二矩形孔，同组所述第二耗能孔组中的所述第二矩形孔的中心的连线与所述第二横边垂直。


2.如权利要求1所述的承载力和刚度独立调控的装配式防屈曲钢板连梁，其特征在于，所述内嵌钢板上设置有第一耗能段，所述第一耗能段包括同组第一耗能孔组中两个相邻的所述第一矩形孔之间的区域，所述第一耗能段的宽为对应两个相邻的所述第一矩形孔之间的距离，所述第一耗能段的长为第一矩形孔与第一耗能段相连的边的边长，所述第一耗能段的长宽比大于2。


3.如权利要求2所述的承载力和刚度独立调控的装配式防屈曲钢板连梁，其特征在于，所述第一矩形孔与所述第一竖边的最小距离不大于0.1L，L为所述第一横边的长度。


4.如权利要求1-3中任意一项所述的承载力和刚度独立调控的装配式防屈...

【专利技术属性】
技术研发人员：李祚华，齐一鹤，李冠辰，滕军，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳，
类型：发明
国别省市：广东;44