本發(fā)明屬于建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有自復(fù)位功能的框架結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

我國現(xiàn)階段的抗震思想是“小震不壞，中震可修，大震不倒”。這一抗震思想要求結(jié)構(gòu)遭遇設(shè)防烈度的地震后主體結(jié)構(gòu)不應(yīng)有大的破壞并可以修復(fù)。但由于地震作用的不確定性和復(fù)雜性，結(jié)構(gòu)有可能遭受比設(shè)防烈度更大的地震作用，這樣會使結(jié)構(gòu)構(gòu)件嚴重受損。另外結(jié)構(gòu)在遭受設(shè)防烈度的地震后雖然可能沒有倒塌，但有部分構(gòu)件因殘余變形過大而無法修復(fù)，最后整個結(jié)構(gòu)只能被推倒重建，造成了巨大的浪費，也影響了人們的正常生活。為此，考慮設(shè)計一種可恢復(fù)功能結(jié)構(gòu)，使結(jié)構(gòu)在地震后能最快地恢復(fù)其正常使用功能。這樣建筑不僅能夠在地震中保護人們的生命財產(chǎn)安全，在地震后也能幫助人們盡快恢復(fù)正常生活。因此，開發(fā)能減少殘余變形，且具有震損部件可更換功能的框架形式來取代可修復(fù)性能較差的傳統(tǒng)框架形式，仍是十分必要而有意義的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，提供一種具有自復(fù)位功能的框架結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種具有自復(fù)位功能的框架結(jié)構(gòu)，包括：

二工字形柱，豎直設(shè)于混凝土基礎(chǔ)上，每一工字形柱的腹板的兩側(cè)均固設(shè)有一加勁肋板；

一T形上桿，包括彼此固接的一上腹板和一上頂板，且兩端分別固接一上端板，該上端板上凸設(shè)一上耳板；

一T形下桿，包括彼此固接的一下腹板和一下底板，且兩端分別固接一下端板，該下端板上凸設(shè)一下耳板；

和至少一耗能連接件；

二工字形柱豎直放置于混凝土基礎(chǔ)上，且底部不與混凝土基礎(chǔ)接觸，每一加勁肋板均通過一預(yù)應(yīng)力筋與混凝土基礎(chǔ)相連，T形上桿通過其兩端的上端板的上耳板與所述二工字型柱鉸接，T形下桿通過其兩端的下端板的下耳板與所述二工字型柱鉸接，且鉸接處的水平抗剪承載力大于T形上桿或T形下桿的軸向承載力；T形上桿與T形下桿上下平行設(shè)置并具有間隙，且T形上桿的上腹板與T形下桿的下腹板通過至少一耗能連接件相連。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，所述至少一耗能連接件為至少一摩擦耗能連接件。

進一步優(yōu)選的，所述摩擦耗能連接件為硬質(zhì)連接鋼板，所述T形上桿的上腹板設(shè)有一與T形上桿平行的長條形通孔，硬質(zhì)連接鋼板的上緣和下緣分別通過螺栓與所述上腹板和下腹板相連并緊貼，且連接上述硬質(zhì)連接鋼板的上緣與所述上腹板的螺栓滑動適配于上述長條形通孔內(nèi)。

進一步優(yōu)選的，所述至少一摩擦耗能連接件與上腹板及下腹板之間的總的滑動摩擦力為T形上桿的軸向抗壓屈服承載力和T形下桿的軸向抗壓屈服承載力中的較小值的0.7～0.9倍。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，所述至少一耗能連接件為至少一屈服耗能連接件。

進一步優(yōu)選的，所述屈服耗能連接件為軟鋼鋼板，軟鋼鋼板上設(shè)有若干沿T形上桿和T形下桿長度方向依次排列的豎眼形通孔，軟鋼鋼板的上緣和下緣分別通過螺栓與所述上腹板和下腹板相連。

進一步優(yōu)選的，所述至少一屈服耗能連接件的總的水平抗剪屈服承載力為T形上桿的軸向抗壓屈服承載力和T形下桿的軸向抗壓屈服承載力中的較小值的0.7～0.9倍。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，所述混凝土基礎(chǔ)上設(shè)有二限位塊，以限制二工字形柱的位移。

本發(fā)明的有益效果：

1、相比傳統(tǒng)的鋼框架，本發(fā)明具有自復(fù)位功能。

2、本發(fā)明中由于預(yù)應(yīng)力筋的存在，地震過后，預(yù)應(yīng)力筋的彈性回復(fù)力能使結(jié)構(gòu)恢復(fù)到初始狀態(tài)，消除殘余位移，使鋼框架能夠自復(fù)位。

3、本發(fā)明具有可替換功能，在水平地震作用下，T形上桿和T形下桿主要承受軸力作用，通過合理設(shè)計能保證其不發(fā)生破壞，耗能連接件通過螺栓與T形上桿和T形下桿連接，損壞后易于更換，而不像傳統(tǒng)的鋼框架，需要進行大幅度的維護甚至重建，具有良好的經(jīng)濟性和便捷性。

4、本發(fā)明具有更好的延性和耗能能力，能夠滿足結(jié)構(gòu)對延性和耗能的要求。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1沿A-A的剖視圖。

圖3為圖1沿B-B的剖視圖。

圖4為圖1沿C-C的俯視圖。

圖5為本發(fā)明實施例1的T形上桿的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為圖6沿D-D的剖視圖。

圖8為本發(fā)明實施例1和2中二工字形柱與混凝土基礎(chǔ)的連接結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

以下通過具體實施方式結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進行進一步的說明和描述。

實施例1

如圖1所示，一種具有自復(fù)位功能的框架結(jié)構(gòu)，包括一T形上桿1、一T形下桿2、兩對硬質(zhì)連接鋼板3和二工字形柱5。

如圖1和圖2所示，T形上桿1，包括彼此固接的一上腹板11和一上頂板12，且兩端分別固接一上端板13，該上端板13上凸設(shè)一上耳板14，如圖5所示，此外該T形上桿1的上腹板11設(shè)有與T形上桿1的長度方向平行且沿T形上桿1的長度方向依次排列的二長條形通孔15；

如圖1和圖2所示，T形下桿2，包括彼此固接的一下腹板21和一下底板22，且兩端分別固接一下端板23，該下端板23上凸設(shè)一下耳板24；

如圖1和圖8所示，二工字形柱5，豎直放置于混凝土基礎(chǔ)6上，每一工字形柱5的腹板的兩側(cè)均固設(shè)有一加勁肋板51，每一加勁肋板51均通過一預(yù)應(yīng)力筋52與混凝土基礎(chǔ)6相連，利用預(yù)應(yīng)力筋52在地震作用下產(chǎn)生的彈性回復(fù)力恢復(fù)到初始狀態(tài)，消除殘余位移，從而實現(xiàn)框架的自復(fù)位功能，此外，加勁肋板51的厚度需要滿足一定要求，以保證其在預(yù)應(yīng)力筋52內(nèi)拉力的作用下不發(fā)生破壞；混凝土基礎(chǔ)6上設(shè)有二限位塊61(材質(zhì)為鋼)，以分別限制二工字形柱5的位移，以防位移過大，優(yōu)選的，該限位塊61通過螺栓與混凝土基礎(chǔ)6連接；

如圖1和圖4所示，T形上桿1通過其兩端的上端板13的上耳板14與二工字形柱5鉸接，T形下桿2通過其兩端的下端板23的下耳板24與所述二工字形柱5鉸接，且鉸接處的水平抗剪承載力大于T形上桿1或T形下桿2的軸向承載力，以滿足“強節(jié)點，弱構(gòu)件”的要求；T形上桿1與T形下桿2上下平行設(shè)置并具有間隙，且T形上桿1的上腹板11與T形下桿2的下腹板21通過兩對硬質(zhì)連接鋼板3相連，以通過硬質(zhì)連接鋼板3與T形上桿1的摩擦耗散能量。

如圖1、圖3和圖5所示，每對硬質(zhì)連接鋼板3對應(yīng)一長條形通孔15，硬質(zhì)連接鋼板3的上緣和下緣分別通過螺栓與所述上腹板11和下腹板21相連，使得每對硬質(zhì)連接鋼板3分別從所述上腹板11和下腹板21的兩側(cè)夾緊該上腹板11和下腹板21，連接上述硬質(zhì)連接鋼板3的上緣與所述上腹板11的螺栓滑動適配于上述長條形通孔15內(nèi)，以適應(yīng)水平荷載作用產(chǎn)生的連接鋼板4與T形上桿11腹板之間的水平向相對滑動。

該兩對硬質(zhì)連接鋼板3與上腹板11及下腹板21之間的總的滑動摩擦力為T形上桿1的軸向抗壓屈服承載力和T形下桿2的軸向抗壓屈服承載力中的較小值的0.7～0.9倍，優(yōu)選為0.8倍，以保證結(jié)構(gòu)既有良好的耗能能力，又有足夠的抗側(cè)剛度。

實施例2

如圖6所示，一種具有自復(fù)位功能的框架結(jié)構(gòu)，設(shè)于二工字形柱5之間，包括一T形上桿1、一T形下桿2、兩對軟鋼鋼板4和二工字形柱5。

T形上桿1，包括彼此固接的一上腹板11和一上頂板12，且兩端分別固接一上端板13，該上端板13上凸設(shè)一上耳板14；

T形下桿2，包括彼此固接的一下腹板21和一下底板22，且兩端分別固接一下端板23，該下端板23上凸設(shè)一下耳板24；

如圖6和圖8所示，二工字形柱5，豎直放置于混凝土基礎(chǔ)6上，每一工字形柱5的腹板的兩側(cè)均固設(shè)有一加勁肋板51，每一加勁肋板51均通過一預(yù)應(yīng)力筋52與混凝土基礎(chǔ)6相連，利用預(yù)應(yīng)力筋52在地震作用下產(chǎn)生的彈性回復(fù)力恢復(fù)到初始狀態(tài)，消除殘余位移，從而實現(xiàn)框架的自復(fù)位功能，此外，加勁肋板51的厚度需要滿足一定要求，以保證其在預(yù)應(yīng)力筋52內(nèi)拉力的作用下不發(fā)生破壞；混凝土基礎(chǔ)6上設(shè)有二限位塊61(材質(zhì)為鋼)，以分別限制二工字形柱5的位移，以防位移過大，優(yōu)選的，該限位塊61通過螺栓與混凝土基礎(chǔ)6連接；

T形上桿1通過其兩端的上端板13的上耳板14與二工字形柱5鉸接，T形下桿2通過其兩端的下端板23的下耳板24與所述二工字形柱5鉸接，且鉸接處的水平抗剪承載力大于T形上桿1或T形下桿2的軸向承載力，以滿足“強節(jié)點，弱構(gòu)件”的要求；T形上桿1與T形下桿2上下平行設(shè)置并具有間隙，且T形上桿1的上腹板11與T形下桿2的下腹板21通過軟鋼鋼板4相連，水平荷載作用產(chǎn)生的T形上桿1和T形下桿2之間的錯動使所述軟鋼鋼板4發(fā)生水平向剪切變形，進而耗散能量。

如圖6和圖7所示，軟鋼鋼板4上設(shè)有若干沿T形上桿1和T形下桿2長度方向依次排列的豎眼形通孔41，軟鋼鋼板4的上緣和下緣分別通過螺栓與所述上腹板11和下腹板21相連，使得每對軟鋼鋼板4分別從所述上腹板11和下腹板21的兩側(cè)夾緊該上腹板11和下腹板21。

該兩對軟鋼鋼板4的總的水平抗剪屈服承載力為T形上桿1的軸向抗壓屈服承載力和T形下桿2的軸向抗壓屈服承載力中的較小值的0.7～0.9倍，優(yōu)選為0.8倍，以保證結(jié)構(gòu)既有良好的耗能能力，又有足夠的抗側(cè)剛度。

以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，故不能依此限定本發(fā)明實施的范圍，即依本發(fā)明專利范圍及說明書內(nèi)容所作的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本發(fā)明涵蓋的范圍內(nèi)。