K型偏心支撑耗能段可更换装配式RCS框架体系制造技术

本发明专利技术提供一种K型偏心支撑耗能段可更换装配式RCS框架体系，属于建筑物结构工程技术领域。包括：竖直支撑结构、水平支撑结构和钢斜撑；水平支撑结构包括分段式剪切耗能段和两根钢梁；分段式剪切耗能段包括耗能单元A和对称设置在耗能单元A横向两侧的耗能单元B；耗能单元A包括：O型金属环，O型金属环在中震时通过塑性变形进行耗能；耗能单元B中震不屈服；耗能单元A通过螺栓与对应侧的钢梁连接。该装配式RCS框架体系将偏心支撑与装配式RCS框架体系相结合，提高装配式RCS框架体系的抗震能力；且偏心支撑中的耗能段采用基于时序耗能的分段式耗能段，提升结构的抗震性能。提升结构的抗震性能。提升结构的抗震性能。

【技术实现步骤摘要】
K型偏心支撑耗能段可更换装配式RCS框架体系


[0001]本专利技术涉及一种装配式RCS框架体系，具体涉及一种K型偏心支撑耗能段可更换装配式RCS框架体系，属于建筑物结构工程


技术介绍

[0002]钢筋混凝土柱
‑
钢梁(Reinforced Concrete Column
‑
Steel Beam，RCS)组合框架结构可充分利用钢和钢筋混凝土各自的优点，是一种经济、高效的结构形式。RCS以钢筋混凝土柱代替钢柱，提高了结构稳定性、耐火性和耐久性；采用钢梁作为水平构件，可充分发挥钢结构强度高、自重轻的特点，使该体系更具工业化建造特性。
[0003]随着装配式RCS框架体系的不断发展，装配式RCS框架体系的占比不断提升，因此，其抗震性能提升技术得到了广泛关注；加强装配式RCS框架体系建筑抗震防灾基础理论研究是建筑业实现高质量发展亟需开展的重要基础性工作。同时，伴随着传统抗震技术的不断发展，开发具有预期屈服机制、抗震性能优良的结构，提升应对不确定地震风险的响应能力、适应能力和恢复能力，成为装配式结构研究与应用中亟待解决的关键科学问题。
[0004]目前，装配式建筑提升技术丰富多样，其中，采用偏心支撑是一种重要的优选形式，作为消能减震装置在混凝土框架结构和钢框架结构已有大量应用；偏心支撑可以将耗能集中在耗能构件，但现有技术中尚未有将偏心支撑运用在装配式RCS框架体系中，且现有偏心支撑中的剪切耗能段形式单一，变形能力差，抗震性能较差。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供一种K型偏心支撑耗能段可更换装配式RCS框架体系，将偏心支撑与装配式RCS框架体系相结合，提高装配式RCS框架体系的抗震能力；且偏心支撑中的耗能段采用基于时序耗能的分段式耗能段，能够提升结构的抗震性能。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种K型偏心支撑耗能段可更换装配式RCS框架体系，包括：竖直支撑结构、水平支撑结构和钢斜撑；多个预制混凝土柱沿竖直方向依次对接后形成竖直支撑结构支撑在地基上；相邻两个竖直支撑结构之间通过沿高度方向间隔分布的多个水平支撑结构相连；水平支撑结构包括：分段式剪切耗能段和两根钢梁；两根钢梁水平相对设置，中间通过分段式剪切耗能段相连后，另一端分别与对应侧的预制混凝土柱相连；高度方向相邻两个水平支撑结构之间通过两根呈“八”字型分布的钢斜撑相连，钢斜撑的一端和对应侧上方钢梁与分段式剪切耗能段的连接端相连，另一端和对应侧预制混凝土柱与下方钢梁的连接端相连；所述分段式剪切耗能段包括耗能单元A和对称设置在耗能单元A横向两侧的耗能单元B；所述耗能单元A包括：O型金属环，所述O型金属环在中震时通过塑性变形进行耗能；所述耗能单元B中震不屈服；所述耗能单元A通过螺栓与对应侧的钢梁连接。
[0007]作为本专利技术的一种优选方式：在所述钢斜撑与预制混凝土柱以及钢梁的连接处设
置双钢板桶灌浆增强型连接结构作为连接节点；所述双钢板桶灌浆增强型连接结构包括：双桶增强节点、支撑连接牛腿和钢梁连接牛腿；所述双桶增强节点设置在两个预制混凝土柱之间；所述钢梁连接牛腿一端与钢梁相连，另一端与双桶增强节点的侧面相连；所述支撑连接牛腿的一端与钢斜撑相连，另一端与钢梁连接牛腿的顶面以及双桶增强节点的侧面相连；所述双桶增强节点为双层结构，包括：外钢板桶、内钢板桶、加强连接肋和灌浆料；所述外钢板桶和内钢板桶均为横截面为矩形的中空方柱，所述外钢板桶横截面的尺寸与预制混凝土柱横截面的尺寸一致；内钢板桶同轴套装在外钢板桶内部，且在两者之间的环形空间内设置若干加强连接肋以连接外钢板桶和内钢板桶；所述外钢板桶和内钢板桶之间灌注有灌浆料。
[0008]作为本专利技术的一种优选方式：所述外钢板桶和内钢板桶之间，在两个矩形中空方柱的各相对的顶点之间以及边线的中间位置分别设置加强连接肋。
[0009]作为本专利技术的一种优选方式：所述O型金属环内部填充有弹性填充块。
[0010]作为本专利技术的一种优选方式：所述O型金属环包括两个开口端上下相对设置的C形段以及左右两侧用于连接两个C形段的平直段；所述平直段的外侧面设置有卡槽，用于与耗能单元B之间榫合安装。
[0011]作为本专利技术的一种优选方式：所述耗能单元B包括：腹板、翼缘、加劲肋、连接板和端板；所述腹板竖直设置，腹板上下两端分别设置有翼缘，腹板前后端面设置有竖直的加劲肋；所述腹板和翼缘所形成的整体的横向一端与端板固接，另一端与连接板固接；所述连接板的外侧面设置有外凸的抗剪键，与所述平直段上的卡槽对接形成榫合结构；并通过连接螺栓连接平直段与连接板；此外，所述端板上加工有若干螺栓连接孔，用于和钢梁通过螺栓连接。
[0012]作为本专利技术的一种优选方式：装配时，所述分段式剪切耗能段的端部与钢梁端部之间的间隙采用薄钢板填充。
[0013]有益效果：（1）本专利技术将偏心支撑与装配式RCS框架体系相结合，能够有效提高装配式RCS框架体系的抗震能力；且偏心支撑中的耗能段采用基于时序耗能的分段式耗能段，即在地震作用下，该分段式剪切耗能段不仅能够实现剪切屈服耗能，还能够实现结构损伤在不同强度地震作用下集中在不同的耗能部分，实现结构损伤在空间与时序上可调可控，有效提升了结构的抗震性能。且分段式耗能段与钢梁之间均采用螺栓连接，使得耗能段具备良好的可更换性，进一步提升了结构的抗震韧性。
[0014]（2）在本专利技术的K形偏心支撑的装配式RCS框架体系中，由于钢斜撑、钢梁与预制混凝土柱交汇，该连接节点区域往往受力比较复杂，为防止该连接节点区域成为薄弱环节，基于强节点弱构件原则，提出了双钢板桶灌浆增强型连接节点；采用双钢板桶灌浆增强型连接结构可以有效的避免在复杂受力情况下出现节点损伤的问题，提升结构韧性。
[0015]（3）耗能单元A和耗能单元B之间采用螺栓连接，在设防地震作用后仅需更换耗能单元A，在大震作用后更换完整的耗能段，使得结构在不同强度地震下便于有针对性的震后更换和修复，有效减少在中震作用后结构修复与更换的工作量。
[0016]（4）分段式剪切耗能段中，在金属环中进一步设置了弹性填充块，可以很好地防止O型金属环屈曲，有利于金属环在大变形下持续稳定耗能，形成稳定持续的耗能机制，提升结构的抗震性能。
[0017]（5）本专利技术中，耗能单元A和耗能单元B之间通过抗剪键和卡槽实现榫合，提升了耗能单元间连接位置的抗剪能力，保证在耗能段在发挥耗能作用的过程中保持整体性与稳定性。
[0018]（6）本专利技术的分段式剪切耗能段在安装时，端板与钢梁连接间隙采用薄钢板填充，降低了对耗能段加工精度的要求，为耗能段安装预留更多的操作空间，能够提升构件的安装与更换的可操作性。
附图说明
[0019]图1为本专利技术的K型偏心支撑耗能段可更换装配式RCS框架体系的整体结构示意图；图2为该装配式RCS框架体系中分段式剪切耗能段的整体结构示意图；图3为分段式剪切耗能段中耗能单元A的结构示意图；图4为分段式剪切耗能段中耗能单元B的结构示意本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1. K型偏心支撑耗能段可更换装配式RCS框架体系，其特征在于：包括：竖直支撑结构、水平支撑结构和钢斜撑；多个预制混凝土柱沿竖直方向依次对接后形成竖直支撑结构支撑在地基上；相邻两个竖直支撑结构之间通过沿高度方向间隔分布的多个水平支撑结构相连；水平支撑结构包括：分段式剪切耗能段和两根钢梁；两根钢梁水平相对设置，中间通过分段式剪切耗能段相连后，另一端分别与对应侧的预制混凝土柱相连；高度方向相邻两个水平支撑结构之间通过两根呈“八”字型分布的钢斜撑相连，钢斜撑的一端和对应侧上方钢梁与分段式剪切耗能段的连接端相连，另一端和对应侧预制混凝土柱与下方钢梁的连接端相连；所述分段式剪切耗能段包括耗能单元A和对称设置在耗能单元A横向两侧的耗能单元B；所述耗能单元A包括：O型金属环，所述O型金属环在中震时通过塑性变形进行耗能；所述耗能单元B中震不屈服；所述耗能单元A通过螺栓与对应侧的钢梁连接。2.如权利要求1所述的K型偏心支撑耗能段可更换装配式RCS框架体系，其特征在于：在所述钢斜撑与预制混凝土柱以及钢梁的连接处设置双钢板桶灌浆增强型连接结构作为连接节点；所述双钢板桶灌浆增强型连接结构包括：双桶增强节点、支撑连接牛腿和钢梁连接牛腿；所述双桶增强节点设置在两个预制混凝土柱之间；所述钢梁连接牛腿一端与钢梁相连，另一端与双桶增强节点的侧面相连；所述支撑连接牛腿的一端与钢斜撑相连，另一端与钢梁连接牛腿的顶面以及双桶增强节点的侧面相连；所述双桶增强节点为双层结构，包括：外钢板桶、内钢板桶、加强连接肋和灌浆料；所述外钢板桶和内钢板桶均为横截面为矩形的中空方柱，所述外钢板桶横...

【专利技术属性】
技术研发人员：张锡治，董泊君，马相，刁钰，王海艳，董锐，任林专，郝宏志，常晓颖，
申请(专利权)人：中建六局天津绿色建筑科技有限公司，
类型：发明
国别省市：