本发明专利技术公开了一种钢板-钢支撑组合抗侧力构件及应用该构件的梁柱结构，属于结构工程中抗侧力构件技术领域。本发明专利技术的一种钢板-钢支撑组合抗侧力构件，包括钢板、与钢板连接成一体的钢支撑，钢板的形状为“凸”字形，钢支撑包括分别置于钢板两侧的两部分，钢支撑上等距的开设有螺栓孔，钢板对应的位置上也开设有螺栓孔，钢支撑的两部分分别与钢板通过高强螺栓连接，钢支撑呈“V”形布置，钢支撑用于提供抗侧力构件的一部分轴向抗拉、抗压能力。本发明专利技术的主要用途是通过钢支撑约束钢板的平面外变形从而避免滞回曲线“捏拢”；同时通过钢板的拉力场约束受压钢支撑在结构平面内常发生的极值点失稳现象，从而获得一种抗震性能优秀的抗侧力构件。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种抗侧力构件及应用该构件的梁柱结构，更具体地说，涉及一种钢板-钢支撑组合抗侧力构件及应用该构件的梁柱结构。
技术介绍
地震是建筑物最大的天敌，是人类生存的巨大威胁。钢结构中的双重抗震体系，经常采用钢板剪力墙或钢支撑作为第一道抗震防线，抵抗小震、中震的水平作用。在大震作用下，钢板剪力墙或钢支撑一方面通过自身的屈曲和屈服来消耗地震能、起到“保险丝”的作用，保护承受重力荷载的钢框架的安全；一方面由于自身刚度的退化减小地震反应，使作为第二道抗震防线的钢框架能够抵御降低了的地震作用，从而确保主体结构在大震作用下不倒塌，保护生命财产的安全，适合用作地震区高层建筑的结构形式。但是常用的薄钢板剪力墙，由于其钢板平面外刚度非常小，在不大的水平荷载作用下钢板就会发生剪切屈曲，需利用钢板屈曲后形成的斜对角拉力场来抵抗水平作用(拉力场通过与框架的连接进行锚固)。由于薄钢板不能受压，从而使钢板在拉应力-压应力转化阶段承载能力明显降低，出现往复荷载作用下的滞回曲线的“捏拢”现象，这使得钢材的塑性滞回耗能能力得不到充分利用，影响了抗震性能的进一步提高。并且钢板在水平往复荷载作用下，屈曲方向和对角拉力场不断交替变化，会发出响亮的、类似击鼓的噪声，这对结构的正常使用产生了不可忽视的负面影响。常用的中心支撑抗侧力体系，由于受压支撑在受到较大荷载时会因失稳而丧失大部分承载能力，从而使得结构的延性大大降低，往复荷载作用下的滞回曲线不够饱满，结构变形能力、耗能能力较弱，并且支撑钢框架结构在水平荷载较大的情况下，当支撑斜杆相交于框架梁时(例如V形、人字形支撑)，会出现受压支撑由于失稳承载能力大大降低无法平衡受拉支撑的竖向分力的情况， 此时《建筑结构抗震设计规范》GB50017-2010规定需把与支撑相连的框架梁设计得足够强劲，这使得梁截面明显增大；同时设计方面根据GB50017-2010规定的“强柱弱梁”原则又必然要对与此框架梁相连的柱进行加强，这样不但结构的用钢量大大增加，而且结构刚度会明显增大，从而招致更大的地震反应。经专利检索，中国专利号申请号:200810240517.2，公开日为:2009年6月17日，专利技术创造名称为:钢桁架-钢板组合剪力墙及其制作方法。该申请案公开了一种剪力墙，特别涉及钢桁架-钢板组合剪力墙及其制作方法，包括边框梁、与边框梁固结的边框柱和布置在边框梁和边框柱之间的钢板，边框梁包括型钢梁和浇注在型钢梁外的混凝土构成型钢-混凝土组合梁，边框柱为由型钢和浇注在型钢外的混凝土构成的型钢混凝土柱，型钢混凝土柱中的型钢与钢板及边框梁中的型钢梁固连，在钢板平面上斜向固结型钢斜支撑，型钢斜支撑可呈人字形、X形或八字形布置。型钢梁、型钢混凝土柱、型钢斜支撑和钢板组合，形成钢桁架-钢板组合结构。该申请案的剪力墙比现有剪力墙的初始刚度大、承载能力高，但其不足之处在于:该申请案的支撑在钢板一侧设置，对钢梁纵轴是不对称的，因而在支撑受力时，钢梁将由于支撑对钢梁纵轴的偏心而受到明显的扭转作用；又由于工字型截面梁的抗扭转能力是很弱的，于是梁可能由于支撑对钢梁偏心产生的扭矩作用而发生严重的扭转变形或失稳现象。又如中国专利号申请号:200910090731.9，公开日为:2010年3月17日，专利技术创造名称为:加劲型钢与内嵌钢板可以滑动的屈曲抑制型剪力墙。该申请案公开了一种加劲型钢与内嵌钢板可以滑动的屈曲抑制型剪力墙，剪力墙由内嵌钢板、型钢加劲肋、鱼尾板及边缘构件组成；内嵌钢板采用高延性钢材轧制的薄钢板；边缘构件由边缘柱和边缘梁组成；型钢加劲肋采用工字形、箱形、C形、L形、卷边帽形或其它截面形式的型钢；内嵌钢板在四角处开四分之一圆弧缺口 ；内嵌钢板与边缘构件通过鱼尾板连接；内嵌钢板与型钢加劲肋之间通过穿透两者的高强度螺栓连接。该申请案提供的加劲型钢与内嵌钢板可以滑动的屈曲抑制型剪力墙可作为高层建筑钢结构或其它结构的新型抗侧力构件，但其不足之处在于:该申请案中的型钢仅仅起到构造作用，用于抑制内嵌钢板的屈曲，型钢本身并不是抗侧力构件，其力学性能不能得到充分利用。
技术实现思路
1.专利技术要解决的技术问题本专利技术的目的在于克服现有技术中薄钢板剪力墙容易发生剪切屈曲，常用的中心支撑抗侧力体系，容易因失稳而丧失大部分承载能力，大大降低延性，结构变形能力、耗能能力较弱的不足，提供一种钢板-钢支撑组合抗侧力构件及应用该构件的梁柱结构，采用本专利技术提供的技术方案，通过钢支撑约束钢板的平面外变形从而避免滞回曲线“捏拢”；同时通过钢板的拉力场约束受压钢支撑在结构平面内常发生的极值点失稳现象，从而获得一种抗震性能优秀的组合抗侧力构件，抗震耗能能力大幅提高。2.技术方案为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为: 本专利技术的一种钢板-钢支撑组合抗侧力构件，包括钢板、与钢板连接成一体的钢支撑，所述的钢板的形状为切除了同一边上的两个角的矩形，切除部分的形状为正方形，所述的钢支撑包括对称的两部分，且分别置于钢板的两侧，该两部分组成的钢支撑的截面形状为矩形或圆形，所述的钢支撑上等距的开设有10 20个螺栓孔，所述的螺栓孔与钢支撑端部的距离为150 200mm，所述的钢板对应的位置上也开设有10 20个螺栓孔，所述的钢支撑的两部分分别与钢板通过高强螺栓、螺母连接，所述的高强螺栓与螺母连接处设置有高强度垫片，所述的钢支撑与钢板接触处通过焊接的方式连接，钢支撑呈“V”形布置，所述的钢支撑的轴线与所述的切除的正方形的对角线相重合，所述的钢支撑的一端端面与钢板的一边平齐，另一端位于切除的正方形区域内，且该端垂直于钢板的方向上设置有开口槽，所述的钢支撑用于提供抗侧力构件的一部分轴向抗拉、抗压能力。更进一步地，所述的高强螺栓、螺母的大径为12mm或14mm，所述的高强螺栓间距为 200 300mm。更进一步地，所述的钢支撑的两部分为通过冷加工制作成的槽型截面钢或通过剖分圆管得到的半圆形截面钢。更进一步地，所述的钢板和钢支撑的材质均为Q235或Q345。本专利技术的一种应用上述抗侧力构件的梁柱结构，包括上述的钢板-钢支撑组合抗侧力构件，还包括鱼尾板、节点板、节点板加劲肋、梁和柱，所述的鱼尾板的厚度为钢板厚度的2 3倍，所述的鱼尾板的一侧焊接于梁和柱的翼缘上，另一侧与抗侧力构件的钢板焊接，所述的节点板的大小与钢板上切除的正方形的大小相等，所述的节点板与节点板加劲肋的厚度相同，所述的节点板的两条直角边焊接于梁、柱交角处的翼缘上，所述的节点板加劲肋垂直焊接于节点板的两侧，形成“十”字形截面，所述的节点板和节点板加劲肋用于与抗侧力构件的钢支撑的一端连接，钢支撑的另一端与梁上的翼缘相焊接。更进一步地，所述的焊接为角焊缝焊接。更进一步地，所述的节点板、节点板加劲肋上均切除一个角，该切角尺寸为20 40mmo3.有益效果采用本专利技术提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果:( I)本专利技术的一种钢板-钢支撑组合抗侧力构件，钢支撑包括对称的两部分，且分别置于钢板的两侧，该两部分组成的钢支撑的截面形状为矩形或圆形，钢支撑的两部分分别与钢板通过高强螺栓、螺母连接，一方面利用钢支撑的平面外刚度约束钢板的平面外位移，使得薄钢板的塑性滞回耗能能力显著提高，减小了拉力场转换产生的震荡效应，消除或明显减小了变本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种钢板?钢支撑组合抗侧力构件，包括钢板（1）、与钢板（1）连接成一体的钢支撑（2），其特征在于：所述的钢板（1）的形状为切除了同一边上的两个角的矩形，切除部分的形状为正方形，所述的钢支撑（2）包括对称的两部分，且分别置于钢板（1）的两侧，该两部分组成的钢支撑（2）的截面形状为矩形或圆形，所述的钢支撑（2）上等距的开设有10～20个螺栓孔（8），所述的螺栓孔（8）与钢支撑（2）端部的距离为150～200mm，所述的钢板（1）对应的位置上也开设有10～20个螺栓孔（8），所述的钢支撑（2）的两部分分别与钢板（1）通过高强螺栓、螺母连接，所述的高强螺栓与螺母连接处设置有高强度垫片，所述的钢支撑（2）与钢板（1）接触处通过焊接的方式连接，钢支撑（2）呈“V”形布置，所述的钢支撑（2）的轴线与所述的切除的正方形的对角线相重合，所述的钢支撑（2）的一端端面与钢板（1）的一边平齐，另一端位于切除的正方形区域内，且该端垂直于钢板（1）的方向上设置有开口槽，所述的钢支撑（2）用于提供抗侧力构件的一部分轴向抗拉、抗压能力。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：齐永胜，李文虎，周泓，米旭峰，赵风华，郭献芳，贺芸，王利文，董海荣，鲁良辉，
申请(专利权)人：常州工学院，
类型：发明
国别省市：
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