本實(shí)用新型屬于建筑工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種帶耗能梁的鋼框架與交叉型中心支撐的抗震建筑結(jié)構(gòu)，可廣泛應(yīng)用于住宅、公寓等有抗震需求的居住建筑中。

背景技術(shù)：

鋼結(jié)構(gòu)具有資源可循環(huán)利用、環(huán)境污染少等綜合優(yōu)勢(shì)，凸顯出綠色環(huán)保的特點(diǎn)，符合“十三五”規(guī)劃提出的減少資源消耗、保護(hù)生態(tài)環(huán)境的基本思路。目前，鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展面臨良好的機(jī)遇，鋼材是綠色建材，鋼結(jié)構(gòu)具有綠色生態(tài)建筑的特點(diǎn)，它的發(fā)展必然會(huì)引起政府和社會(huì)各方的重視和支持。鋼結(jié)構(gòu)作為符合產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向的綠色環(huán)保建筑體系，必將越來(lái)越展現(xiàn)出其發(fā)展的良好前景。

傳統(tǒng)居住建筑主要采用混凝土結(jié)構(gòu)，施工過(guò)程中需要大量人工，且在現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中消耗大量木材，產(chǎn)生大量廢水和揚(yáng)塵。近年來(lái)，我國(guó)建筑產(chǎn)業(yè)持續(xù)快速發(fā)展，但鋼結(jié)構(gòu)住宅相對(duì)發(fā)展較為緩慢，現(xiàn)有鋼結(jié)構(gòu)體系還不完善，結(jié)構(gòu)體系單一，與住宅公寓特點(diǎn)不匹配，在較高烈度區(qū)結(jié)構(gòu)體系不能體現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)所具有的良好的抗震性能，同時(shí)剛度偏弱，不利于在多高層建筑中推廣利用。如何利用提升鋼結(jié)構(gòu)在較高烈度區(qū)的整體抗震性能和抗側(cè)移能力，具有足夠的承載力、剛度和抗震性能，能夠很好地適用于低、中、高烈度區(qū)的住宅、公寓等居住建筑的要求，這是本實(shí)用新型目前期望解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述問(wèn)題，本實(shí)用新型為低、中、高烈度區(qū)的住宅、公寓等居住建筑提供一種性能優(yōu)越，經(jīng)濟(jì)效益良好、社會(huì)效益突出的用于抗震建筑的帶耗能梁的鋼框架與交叉型中心支撐的抗震建筑結(jié)構(gòu)。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是提供一種帶耗能梁的鋼框架與交叉型中心支撐的抗震建筑結(jié)構(gòu)，其包括若干個(gè)垂直地面設(shè)置的矩形鋼管混凝土柱，其特征在于：所述矩形鋼管混凝土柱上水平設(shè)置有若干個(gè)連接相鄰所述矩形鋼管混凝土柱的鋼梁或耗能梁，若干個(gè)支撐桿斜向連接在所述矩形鋼管混凝土柱和非耗能鋼梁之間的節(jié)點(diǎn)上，所述矩形鋼管混凝土柱、鋼梁、耗能梁和支撐桿共同構(gòu)成所述抗震建筑結(jié)構(gòu)；所述矩形鋼管混凝土柱所用鋼材的強(qiáng)度等級(jí)大于等于所述鋼梁所用鋼材的強(qiáng)度等級(jí)，所述鋼梁所用鋼材的強(qiáng)度等級(jí)大于等于所述耗能梁所用鋼材的強(qiáng)度等級(jí)，所述耗能梁所用鋼材的強(qiáng)度等級(jí)大于等于所述支撐桿所用鋼材的強(qiáng)度等級(jí)，借助上述材料選擇，使得所述抗震建筑結(jié)構(gòu)在受到側(cè)向作用力的情況下，按以下順序依次屈服：支撐桿、耗能梁、鋼梁、矩形鋼管混凝土柱。

優(yōu)選的，所述耗能梁的長(zhǎng)度為1～2m。

優(yōu)選的，該抗震建筑的鋼框架結(jié)構(gòu)外側(cè)的所述矩形鋼管混凝土柱與所述鋼梁之間剛接，該抗震建筑的鋼框架結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)的所述矩形鋼管混凝土柱與所述鋼梁之間通過(guò)鉸鏈連接。

優(yōu)選的，位于該抗震建筑的鋼框架結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)的所述鋼梁的板件寬厚比為C類(lèi)截面。

優(yōu)選的，所述耗能梁與所述矩形鋼管混凝土柱之間剛接。

優(yōu)選的，所述支撐桿為躍層交叉型支撐桿，所述支撐桿的兩端鉸接在所述矩形鋼管混凝土柱和鋼梁之間的節(jié)點(diǎn)上。

優(yōu)選的，所述矩形鋼管混凝土柱包括一矩形鋼管，所述矩形鋼管的中心孔內(nèi)通過(guò)混凝土填充。

優(yōu)選的，填充所述矩形鋼管的中心孔的混凝土為普通混凝土、高強(qiáng)混凝土、輕骨料混凝土或者自密實(shí)混凝土。

優(yōu)選的，與所述支撐桿同一跨的所述鋼梁截面的尺寸大于與所述支撐桿非同一跨的所述鋼梁截面的尺寸。

優(yōu)選的，與所述支撐桿同一跨的所述鋼梁與所述矩形鋼管混凝土柱剛接。

本實(shí)用新型的帶耗能梁的鋼框架與交叉型中心支撐的抗震建筑結(jié)構(gòu)可以采用工業(yè)化生產(chǎn)線生產(chǎn)，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行裝配式施工，符合綠色建造、標(biāo)準(zhǔn)建造的要求，有助于提高建筑技術(shù)水平和工程質(zhì)量，推進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展，且滿足高烈度區(qū)的整體抗震性能和抗側(cè)移能力要求，具有足夠的承載力、剛度和抗震性能等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型典型的一種帶耗能梁的鋼框架與交叉型中心支撐的抗震建筑結(jié)構(gòu)的平面布置圖；

圖2是本實(shí)用新型典型的一種帶耗能梁的鋼框架與交叉型中心支撐的抗震建筑結(jié)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型典型的一種帶耗能梁的鋼框架與交叉型中心支撐的抗震建筑結(jié)構(gòu)的豎向布置結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。

如圖1至圖3所示，本實(shí)用新型的帶耗能梁的鋼框架與交叉型中心支撐的抗震建筑結(jié)構(gòu)包括矩形鋼管混凝土柱10、鋼梁（包括鉸接鋼梁121、剛接鋼梁122）、耗能梁14、支撐桿16等構(gòu)件，構(gòu)成支撐和鋼框架的雙重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。對(duì)于整個(gè)結(jié)構(gòu)，支撐桿16為第1道防線，率先屈服；耗能梁14為第2道防線，在支撐桿16屈服后再屈服；鋼梁為第3道防線；矩形鋼管混凝土柱10為最后一道防線，即第4道防線。本實(shí)用新型的鋼框架結(jié)構(gòu)目的在于提升抗震建筑的整體抗震性能和抗側(cè)移能力。

為進(jìn)一步地提升經(jīng)濟(jì)效益：對(duì)于抗震建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部的鋼梁，基本都是采用與矩形鋼管混凝土柱10鉸接的鉸接鋼梁121（少數(shù)與支撐桿16同一跨的剛接鋼梁除外）。鉸接鋼梁121采用鉸接的好處是便于安裝，且不會(huì)過(guò)多地削弱體系的抗側(cè)移能力，可按非抗震構(gòu)件設(shè)計(jì)，無(wú)界面延性需求，板件寬厚比可為C類(lèi)截面，降低造價(jià)。抗震建筑結(jié)構(gòu)的外圍框架中，采用與矩形鋼管混凝土柱10之間剛接的剛接鋼梁122，并采用諸如Q345較高強(qiáng)度等級(jí)鋼材，以提升鋼框架結(jié)構(gòu)的承載力、剛度和抗震性能。

支撐桿16為躍層交叉型支撐桿16，按照僅受拉進(jìn)行設(shè)計(jì)，較經(jīng)濟(jì)。

矩形鋼管混凝土柱10使用矩形鋼管，以充分利用混凝土的抗壓性能，降低造價(jià)，同時(shí)便于與鋼梁連接。為充分利用高強(qiáng)度鋼材，更好提升鋼結(jié)構(gòu)社會(huì)效益，除所述特殊構(gòu)件外，鋼梁、矩形鋼管混凝土柱10一般采用諸如Q345較高強(qiáng)度等級(jí)鋼材。

耗能梁14是鋼框架結(jié)構(gòu)中跨度較小的梁，通?？缍?.5米，與兩端的柱為剛接，截面可與一般剛接鋼梁122相同，但是材料采用諸如Q235強(qiáng)度等級(jí)低屈服點(diǎn)鋼材，因?yàn)檩^低屈服點(diǎn)的鋼材能適當(dāng)提高連梁的延性，并同時(shí)使得耗能梁14能率先屈服，發(fā)揮耗能能力。

支撐桿16可按戶型需要及結(jié)構(gòu)體系要求進(jìn)行布置，支撐桿16采用兩端鉸接與鋼梁和矩形鋼管混凝土柱10的節(jié)點(diǎn)。支撐桿16按拉桿設(shè)計(jì)，抗震等級(jí)按結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)基礎(chǔ)上提升一級(jí)確定，材料采用諸如Q235強(qiáng)度等級(jí)低屈服點(diǎn)鋼材，以提升支撐桿16的延性。

與支撐桿16位于同一跨的剛接鋼梁122與兩端的矩形鋼管混凝土柱10采用剛接，并且截面尺寸比其他剛接鋼梁122適當(dāng)加大，同時(shí)采用超強(qiáng)設(shè)計(jì)，以使支撐桿16塑性強(qiáng)化后剛接鋼梁122可屈服，其材料采用諸如Q345較高強(qiáng)度等級(jí)鋼材，以使支撐桿16處的剛接鋼梁122具有一定的強(qiáng)度儲(chǔ)備。

矩形鋼管混凝土柱10為矩形鋼管混凝土柱，其填充用混凝土采用普通混凝土、高強(qiáng)混凝土、輕骨料混凝土或者自密實(shí)混凝土，推薦采用C50左右高強(qiáng)度混凝土。

本實(shí)用新型的帶耗能梁的鋼框架與交叉型中心支撐的抗震建筑結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、無(wú)需支模，不使用鋼筋，無(wú)鋼筋綁扎作業(yè)，混凝土直接灌注在矩形鋼管中，施工速度快；

2、柱充分利用鋼材的強(qiáng)度，混凝土的剛度，兩種材料優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，共同構(gòu)成一種高效的抗側(cè)力構(gòu)件；

3、易于標(biāo)準(zhǔn)化，模塊化，工廠化生產(chǎn)，減少了現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)節(jié)，降低了現(xiàn)場(chǎng)噪音、粉塵、廢料污染，標(biāo)準(zhǔn)化，模塊化，工廠化的施工過(guò)程易于保證構(gòu)件質(zhì)量，提高工程品質(zhì)；

4、體系為雙重抗側(cè)力體系，具備多道防線，具有良好的抗震性能和抗側(cè)移性能，能夠很好地適用于低、中、高烈度區(qū)的住宅、公寓等居住建筑中。

5、體系充分考慮了結(jié)構(gòu)構(gòu)件重要性的不同，抗震等級(jí)的不同。依據(jù)構(gòu)件的重要性和抗震等級(jí)等的不同，對(duì)構(gòu)件采用不同的強(qiáng)度等級(jí)材料和截面，充分考慮了構(gòu)件的特點(diǎn)，在保證結(jié)構(gòu)合理安全可靠的同時(shí)最大程度降低造價(jià)。

6、體系對(duì)于梁進(jìn)行了力學(xué)上明確的區(qū)分，采用了不同的連接方式，在確保結(jié)構(gòu)合理可靠的同時(shí)，最大化地便利了施工，節(jié)省了材料，降低了造價(jià)。

以上實(shí)施例僅為本實(shí)用新型其中的一種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型專(zhuān)利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專(zhuān)利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。