專利名稱:雙階耗能鋼連梁的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種雙階耗能鋼連梁，至少包括內(nèi)腹板、兩塊側(cè)腹板、上、下翼緣板以及多塊加勁肋板，所述兩塊側(cè)腹板和內(nèi)腹板相互平行且垂直連接于上翼緣板和下翼緣板之間，所述內(nèi)腹板設(shè)置于兩個側(cè)腹板之間，所述內(nèi)腹板中部設(shè)有多個橫向條形槽，所述外腹板外側(cè)縱向間隔設(shè)置多塊加勁肋板。本實用新型構(gòu)造合理，利用了剪切板屈服位移較小，彎曲桿屈服位移較大的特點，可實現(xiàn)雙階段屈服耗能的功能，并且兩個耗能機制的變形與承載力相互獨立，不但容易設(shè)計，而且構(gòu)造又相對簡單，不需要增加額外的約束機構(gòu)，經(jīng)濟性較好，延性與耗能能力優(yōu)良，具有很好的推廣應(yīng)用前景。
【專利說明】雙階耗能鋼連梁

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑結(jié)構(gòu)抗震防災(zāi)【技術(shù)領(lǐng)域】，屬于結(jié)構(gòu)減震被動控制范疇，具體涉及一種具有雙階耗能功能的鋼連梁。

【背景技術(shù)】
[0002]剪力墻結(jié)構(gòu)和框架-核心筒混合結(jié)構(gòu)體系是目前高層和超高層建筑中普遍采用的結(jié)構(gòu)形式。連接墻肢與墻肢、墻肢與框架柱的梁稱為連梁。連梁一般具有跨度小，截面大，與連梁相連的墻體剛度很大的特點。由于建筑門窗開洞或結(jié)構(gòu)設(shè)計需求，通常會采用聯(lián)肢剪力墻，連梁和墻肢剛度比應(yīng)適中，其通過實體剪力墻的僅依靠截面抗彎轉(zhuǎn)變?yōu)橛筛鲏χ箯澓蛪χS力組成的力偶以抵抗水平作用。設(shè)計合理的聯(lián)肢剪力墻主要依靠連梁端部和墻肢底部出現(xiàn)塑性鉸來耗散地震能量，并且連梁先進入屈服，連梁作為剪力墻結(jié)構(gòu)中的主要耗能構(gòu)件，由于其在地震作用下的內(nèi)力較大，且對墻肢的影響較大，使得它在剪力墻的抗震性能研宄中有重要地位。
[0003]通常采用的仍然為鋼筋混凝土連梁，當傳統(tǒng)鋼筋混凝土連梁的高跨比較小時(一般不大于2.5)，連梁會在縱筋屈服后發(fā)生混凝土破裂區(qū)的剪切破壞，延性和耗能能力較差，隨著剪壓比的增大，連梁的延性會進一步降低，而增大箍筋能在一定程度上推遲連梁的剪切破壞，但是作用有限。
[0004]為了提高小跨高比的鋼筋混凝土連梁的延性和耗能能力，美國ACI318-08規(guī)范和我國《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》規(guī)定:當連梁的跨高比小于2時，應(yīng)使用交叉暗支撐配筋連梁，雖然交叉暗支撐配筋連梁在延性和耗能能力上比傳統(tǒng)鋼筋混凝土連梁有了較大提升，但在施工時需要把兩個斜向鋼筋骨架相互貫穿后裝入連梁的普通鋼筋骨架中，施工非常麻煩。為了使連梁能夠有效地耗散地震能量，提出采用鋼連梁替代鋼筋混凝土連梁來連接鋼筋混凝土剪力墻的思想。
[0005]采用鋼構(gòu)件作為聯(lián)肢剪力墻耗能部件的做法通常有兩種:(I)將鋼筋混凝土連梁替換為鋼連梁；(2)用剪切型阻尼器替換鋼筋混凝土連梁。做法(I)鋼連梁在小震下只能作為結(jié)構(gòu)構(gòu)件，并保持在彈性狀態(tài)，不能為結(jié)構(gòu)提供附加阻尼比，其在中震或大震下才能發(fā)揮耗能減震的作用；做法(2)實際上是將剪切型阻尼器作為小震下結(jié)構(gòu)的附加耗能裝置，為結(jié)構(gòu)提供附加阻尼，從而降低地震作用，但是不能將其作為結(jié)構(gòu)構(gòu)件，會影響聯(lián)肢剪力墻的耦聯(lián)比和結(jié)構(gòu)的抗側(cè)效率。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型所要解決的技術(shù)問題就是針對現(xiàn)有連梁存在的上述不足，提供一種利用剪切板屈服位移較小，開孔彎曲桿屈服位移較大的特點，實現(xiàn)雙階段屈服耗能的功能的鋼連梁，并且兩個耗能機制的變形與承載力相互獨立，不但容易設(shè)計，而且構(gòu)造又相對簡單，不需要增加額外的約束機構(gòu)，經(jīng)濟性較好，延性與耗能能力優(yōu)良。
[0007]為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實用新型提供一種雙階耗能鋼連梁，至少包括內(nèi)腹板、兩塊側(cè)腹板、上、下翼緣板以及多塊加勁肋板，所述兩塊側(cè)腹板和內(nèi)腹板相互平行且垂直連接于上翼緣板和下翼緣板之間，所述內(nèi)腹板設(shè)置于兩個側(cè)腹板之間，所述內(nèi)腹板中部設(shè)有多個橫向條形槽，所述外腹板外側(cè)縱向間隔設(shè)置多塊加勁肋板。
[0008]進一步地，所述側(cè)腹板為初始屈服強度低于235Mpa的低屈服點鋼板。
[0009]進一步地，所述內(nèi)腹板的初始屈服強度大于側(cè)腹板的初始屈服強度。
[0010]進一步地，所述橫向條形槽的長度為內(nèi)腹板長度的1/3。
[0011]通過以上技術(shù)方案，本實用新型相較于現(xiàn)有技術(shù)具有以下技術(shù)效果:本實用新型可極大地提高建筑結(jié)構(gòu)抵抗水平地震作用的能力，提高結(jié)構(gòu)的抗震性能，避免了普通混凝土連梁震后修復(fù)困難的缺點；改進了普通鋼連梁小震下不能提供附加阻尼的缺點；其構(gòu)造合理，利用了剪切板屈服位移較小，彎曲桿屈服位移較大的特點，可實現(xiàn)雙階段屈服耗能的功能，并且兩個耗能機制的變形與承載力相互獨立，不但容易設(shè)計，而且構(gòu)造又相對簡單，不需要增加額外的約束機構(gòu)，經(jīng)濟性較好，延性與耗能能力優(yōu)良，具有很好的推廣應(yīng)用前景。

【附圖說明】

[0012]圖1為本發(fā)明雙階耗能鋼連梁的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為圖1的側(cè)視圖；
[0014]圖3為圖1的俯視圖；
[0015]圖4為內(nèi)腹板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]元件標號說明:
[0017]I翼緣板
[0018]2側(cè)腹板
[0019]3內(nèi)腹板
[0020]4加勁肋板

【具體實施方式】
[0021]以下由特定的具體實施例說明本實用新型的實施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實用新型的其他優(yōu)點及功效。
[0022]請參閱圖1至圖4。須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本實用新型可實施的限定條件，故不具技術(shù)上的實質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本實用新型所能產(chǎn)生的功效及所能達成的目的下，均應(yīng)仍落在本實用新型所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本實用新型可實施的范圍，其相對關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當亦視為本實用新型可實施的范疇。
[0023]基于目前鋼連梁的應(yīng)用現(xiàn)狀，如圖1、圖2及圖3所示，本實用新型提出了一種雙階耗能鋼連梁，至少包括內(nèi)腹板1、兩塊側(cè)腹板2、上下兩側(cè)的翼緣板3以及多塊加勁肋板4，兩塊側(cè)腹板2和內(nèi)腹板I相互平行且垂直連接于上翼緣板和下翼緣板之間，內(nèi)腹板I設(shè)置于兩個側(cè)腹板2之間，內(nèi)腹板I中部設(shè)有多個橫向條形槽，橫向條形槽的長度為內(nèi)腹板長度的1/3(圖4所示)。外腹板外側(cè)縱向間隔設(shè)置多塊加勁肋板4。本實用新型滿足如下性能:(I)小震下為結(jié)構(gòu)構(gòu)件，對墻肢提供耦聯(lián)約束作用；(2)小震下又是耗能部件，可提供附加阻尼比，從而降低地震作用，減小結(jié)構(gòu)反應(yīng)，提高結(jié)構(gòu)的整體經(jīng)濟性；(3)具有明確的雙屈服點，在第一與第二屈服點之間，鋼連梁的結(jié)構(gòu)部件不屈服，發(fā)揮結(jié)構(gòu)作用，而耗能部件屈服，發(fā)揮附加阻尼作用，在第二屈服點以上(即中震和大震時)，結(jié)構(gòu)構(gòu)件和耗能構(gòu)件均進入屈服耗能狀態(tài)。
[0024]以下結(jié)合本實用新型的具體實施過程作進一步詳述:
[0025](I)根據(jù)建筑與分析設(shè)計要求，確定本結(jié)構(gòu)的外觀尺寸，包括長度、高度、寬度等參數(shù)，以方便與主體結(jié)構(gòu)連接。
[0026](2)根據(jù)屈服承載力與屈服位移要求，選擇側(cè)腹板2為初始屈服強度低于235Mpa的低屈服點鋼板，內(nèi)腹板I的初始屈服強度大于側(cè)腹板2的初始屈服強度，并確定側(cè)腹板2的厚度以及內(nèi)腹板I的厚度與開孔方式。本實施例優(yōu)選QlOO側(cè)腹板，Q235或Q345內(nèi)腹板。
【權(quán)利要求】
1.一種雙階耗能鋼連梁，其特征在于，至少包括內(nèi)腹板、兩塊側(cè)腹板、上、下翼緣板以及多塊加勁肋板，所述兩塊側(cè)腹板和內(nèi)腹板相互平行且垂直連接于上翼緣板和下翼緣板之間，所述內(nèi)腹板設(shè)置于兩個側(cè)腹板之間，所述內(nèi)腹板中部設(shè)有多個橫向條形槽，所述外腹板外側(cè)縱向間隔設(shè)置多塊加勁肋板。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙階耗能鋼連梁，其特征在于，所述側(cè)腹板為初始屈服強度低于235Mpa的低屈服點鋼板。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙階耗能鋼連梁，其特征在于，所述內(nèi)腹板的初始屈服強度大于側(cè)腹板的初始屈服強度。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙階耗能鋼連梁，其特征在于，所述橫向條形槽的長度為內(nèi)腹板長度的1/3。
【文檔編號】E04C3-06GK204298978SQ201420754201
【發(fā)明者】郭小康 [申請人]郭小康