本實用新型屬于建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種高層建筑凹槽間可更換耗能拉梁。

背景技術(shù)：

隨著我國城市建設(shè)的發(fā)展，對高層建筑尤其住宅建筑采光、通風、視野以及外觀等的要求，經(jīng)常在建筑平面外端開設(shè)一個凹進去的凹槽，這種不規(guī)則平面布置會削弱結(jié)構(gòu)的整體性，并且凹槽兩側(cè)的抗側(cè)力構(gòu)件的剛度會明顯減小，從而減弱建筑物的抗震能力。

現(xiàn)下設(shè)計一般在凹槽外端每層或隔層設(shè)置一些拉梁，例如蔡軍等于2008年在期刊《深圳土木與建筑》中發(fā)表的“高層住宅凹槽間設(shè)建筑結(jié)構(gòu)拉梁的計算分析及設(shè)計建議”，該方法構(gòu)造簡單，僅在凹槽間設(shè)置鋼筋混凝土梁，雖能加強結(jié)構(gòu)外側(cè)抗側(cè)力構(gòu)件的剛度及改善建筑物的整體性。但在地震發(fā)生時，僅靠其剛度來抵抗地震力，且拉梁處于薄弱部位，容易破壞。尤其在中大震發(fā)生時，拉梁破壞造成表面混凝土等掉落易引發(fā)二次傷害。

高層建筑尤其住宅建筑因其功能需求在建筑物外側(cè)開設(shè)凹槽已經(jīng)成為了一種普遍的做法，設(shè)計一種經(jīng)濟、合理的凹槽間拉梁對于提高建筑物的抗震性能，具有重要的社會和經(jīng)濟效益。

中國專利“可更換鋼連梁雙層鋼板高強混凝土組合聯(lián)肢剪力墻”(公開號：CN203475642U，公開日：2014.03.12)涉及一種用于聯(lián)肢剪力墻的鋼連梁結(jié)構(gòu)，但是，其要求兩側(cè)墻體必須為雙層鋼板外包，對墻體的施工要求較高，對一般的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)不太適用。在構(gòu)造上，其耗能部分采用工字型截面，在變形時不能實現(xiàn)全截面屈服，且腹板部分容易發(fā)生面外屈曲。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種高層建筑凹槽間可更換耗能拉梁，一方面滿足建筑物對整體性、抗側(cè)剛度的要求，另一方面，在地震發(fā)生時耗能拉梁屈服耗能，增大結(jié)構(gòu)阻尼比，降低地震對主體結(jié)構(gòu)的作用。

為達到上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案是：

一種高層建筑凹槽間可更換耗能拉梁，該耗能拉梁包括耗能構(gòu)件以及設(shè)置在耗能構(gòu)件兩端的各一段鋼筋混凝土梁，在兩段鋼筋混凝土梁上分別設(shè)置有預埋件；耗能構(gòu)件包括兩片相對設(shè)置的耗能芯板以及連接于兩片耗能芯板之間的兩片相互間隔的肋板，兩片耗能芯板的兩端分別與位于對應(yīng)端的鋼筋混凝土梁上的預埋件相連。

所述肋板設(shè)置在耗能芯板中部，肋板與耗能芯板合圍形成位于耗能構(gòu)件中心的箱體式結(jié)構(gòu)，肋板用于保證耗能芯板在地震作用下的穩(wěn)定，防止發(fā)生面外屈曲。

所述肋板水平設(shè)置，耗能芯板豎直設(shè)置。

所述耗能芯板及肋板由低屈服點鋼LY100、低屈服點鋼LY160、低屈服點鋼LY225或低碳鋼Q235中的任意一種制成。

所述預埋件采用承載力或強度高于耗能構(gòu)件的鋼材制成，如Q345、Q390等，保證其在地震中不發(fā)生破壞；所述肋板做截面削弱處理，避免由于肋板和耗能芯板通長焊接而引起局部應(yīng)力集中。

所述兩段鋼筋混凝土梁之間設(shè)置有采用填充材料制成的用于包裹耗能構(gòu)件的空心盒狀體。

所述耗能構(gòu)件通過錨固螺栓與鋼筋混凝土梁上的預埋件相連，便于更換。

所述耗能芯板的非固定端邊緣設(shè)置為內(nèi)凹的曲線形或所述耗能芯板上設(shè)置有開孔，保證在地震作用下芯板的全截面屈服。

所述耗能芯板的兩端以及預埋件伸出對應(yīng)鋼筋混凝土梁的部分上均設(shè)置有用于固定所述螺栓的螺栓孔，耗能芯板與預埋件通過所述螺栓相連。

本實用新型的有益效果體現(xiàn)在：本實用新型通過設(shè)置以耗能芯板為主體的減震構(gòu)件，在小震時拉梁可為結(jié)構(gòu)提供一定的剛度以保證結(jié)構(gòu)的整體性。在中大震時通過屈服耗散地震能量，保證凹槽兩側(cè)墻體及拉梁大震安全。同時，小位移變形即可屈服耗能，為結(jié)構(gòu)提供附加阻尼比，降低主體結(jié)構(gòu)的地震作用。另外，本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計施工方便、造價低廉，更換方便，能夠做到安全與經(jīng)濟并存。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例中一種高層建筑凹槽間耗能拉梁的俯視圖；

圖2為本實用新型實施例中一種高層建筑凹槽間耗能拉梁的正視圖；

圖3為本實用新型實施例中一種高層建筑凹槽間耗能拉梁的軸測圖；

圖4為本實用新型實施例中一種高層建筑凹槽間耗能構(gòu)件的軸測圖；

圖5為本實用新型實施例中一種高層建筑凹槽間耗能拉梁的裝配圖；

圖6為本實用新型實施例一種高層建筑凹槽間耗能拉梁在建筑結(jié)構(gòu)中的布置圖；

圖中：1.耗能芯板，2.肋板，3.預埋件，4.錨固螺栓，5.鋼筋混凝土梁，6.截面孔洞，7.拉梁，8.上端邊緣，9.下端邊緣，10.螺栓孔。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進行詳細說明。

參見圖1、圖2、圖3以及圖6，本實用新型提供一種高層建筑凹槽間可更換耗能拉梁7，在凹槽的兩側(cè)之間每層或隔層設(shè)置一根所述耗能拉梁，每根所述耗能拉梁7由兩端的鋼筋混凝土梁5和中部的耗能構(gòu)件構(gòu)成，在鋼筋混凝土梁5中設(shè)置有預埋件3且預埋件3伸出鋼筋混凝土梁5一定的長度，伸出部分設(shè)置有螺栓孔，耗能構(gòu)件由兩側(cè)的兩塊耗能芯板1及中間的兩塊肋板2構(gòu)成，兩塊耗能芯板1和肋板2采用焊接，形成位于耗能構(gòu)件中心的箱體式結(jié)構(gòu)，在耗能芯板1的兩端設(shè)置有與預埋件3對應(yīng)的螺栓孔10，使耗能構(gòu)件和預埋件3可通過錨固螺栓4連接；在耗能構(gòu)件的外側(cè)采用填充材料包裹，填充材料可為泡沫保溫板或巖棉保溫板或聚丙烯擠塑板中的一種，制成一個空心盒狀，然后包裹在耗能構(gòu)件周圍。

耗能構(gòu)件的具體結(jié)構(gòu)如圖1、圖4所示，包括兩塊豎直設(shè)置的耗能芯板1以及兩塊水平設(shè)置的肋板2，由于地震中拉梁兩端主要產(chǎn)生豎向相對變形引起拉梁破壞，所以芯板采用豎向布置，通過其彎剪變形耗散能量。在耗能芯板1上做削弱處理，根據(jù)實際情況，可對耗能芯板1上、下端邊緣8、9做圓弧切割(圖4)或在中部挖孔，左右兩端則開設(shè)螺栓孔10。肋板2設(shè)置在耗能芯板1中間，根據(jù)實際情況，可對肋板做截面削弱處理，如在中部或兩側(cè)挖孔。耗能芯板1及肋板2由低屈服點鋼LY100、低屈服點鋼LY160、低屈服點鋼LY225或低碳鋼Q235中的任一種制成。耗能芯板1與肋板2焊接成為整體，通過錨固螺栓4與預埋件3連接，和鋼筋混凝土梁5成為一個整體共同工作，預埋件3與耗能芯板1采用三明治結(jié)構(gòu)的裝配形式，耗能芯板1左右端部分別嵌入預埋件3(預埋件3包括夾板，夾板一端預固定于鋼筋混凝土梁5端部內(nèi)，另一端伸出鋼筋混凝土梁5，形成U型夾結(jié)構(gòu)，如圖1)內(nèi)，各自的螺栓孔位置對正，然后用錨固螺栓4連接固定。

連接耗能構(gòu)件與預埋件的錨固螺栓4的數(shù)量根據(jù)計算確定，保證連接處具有足夠的承載力，在耗能構(gòu)件變形時連接處不發(fā)生破壞。

參見圖5，上述拉梁的施工與裝配方法如下：

1)在建筑物的每層或相隔1層的凹槽的兩側(cè)面上分別澆注一段鋼筋混凝土梁5，在澆注過程中在兩段鋼筋混凝土梁的相對一側(cè)的端部分別預留預埋件；

2)加工上述耗能構(gòu)件；

3)待混凝土凝固后將耗能構(gòu)件置于相對的兩段混凝土梁5(同一層)之間，然后利用錨固螺栓4將兩片耗能芯板1兩端與位于對應(yīng)端的鋼筋混凝土梁5上的預埋件3相連。

4)在耗能構(gòu)件周圍采用填充材料包裹(發(fā)揮裝飾作用，并防止耗能構(gòu)件部分發(fā)生銹蝕等，地震時耗能構(gòu)件能夠自由變形)，填充材料為泡沫或巖棉保溫板或聚丙烯擠塑板中的一種。

總之，由于在地震中建筑物拉梁的破壞主要是由于墻體兩側(cè)的豎向相對變形引起的，本實用新型利用耗能芯板在豎直方向的彎剪變形消耗地震能量，通過設(shè)置肋板防止其發(fā)生面外屈曲，通過對截面削弱來實現(xiàn)截面在變形時的全截面屈服，提高其耗能效果和材料利用率。本實用新型通過設(shè)置以耗能芯板為主體的減震構(gòu)件(耗能構(gòu)件)，在滿足拉梁結(jié)構(gòu)改善建筑物整體性的同時，可在地震作用下保證拉梁的安全。同時，小位移滑動即可屈服耗能，為結(jié)構(gòu)提供附加阻尼比，降低主體結(jié)構(gòu)的地震作用。另外，本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計施工方便、造價低廉，易于更換，能夠做到安全與經(jīng)濟并存。