[发明专利]一种具有抗震耗能作用的钢屋架

说明书

技术领域

本发明涉及建筑领域，具体的说，是涉及一种具有抗震耗能作用的钢屋架。

背景技术

梯形钢屋架是大跨度厂房中一种常见的屋盖结构类型。

传统的梯形钢屋架是由刚性杆通过铰接连接组成，这些刚性杆一般采用双角钢、T型钢 或H型钢等截面，不仅能够承受拉力，也能承受压力，但当水平地震作用达到一定程度时， 受压的刚性杆很容易因失稳而退出工作，导致钢屋架发生脆性破坏，结构延性较差，抗震 耗能能力很低。

因此，如何设计一种钢屋架，使其能够在竖向载荷及强烈水平地震载荷的情况下，仍 具有良好的延性及抗震性能，是本领域技术人员亟需解决的。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种具有抗震耗能作用的钢屋架。 本发明所提供的钢屋架，通过设置交叉柔性杆，大幅提高了钢屋架的抗震性能，可广泛应 用于抗震地区的厂房屋盖建设。

为了达成上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种具有抗震耗能作用的钢屋架，包括上下两层刚性杆，两层刚性杆的两端分别与框 架柱铰接连接，两层刚性杆之间具有竖腹杆及斜腹杆，竖腹杆与斜腹杆间隔设置，位于跨 度中央的竖腹杆两侧分别设置有若干交叉柔性杆，交叉柔性杆的端部与刚性杆铰接连接。

优选的，所述交叉柔性杆为X型。

优选的，所述交叉柔性杆为两个，分别设置于中央的竖腹杆的两侧。

优选的，所述交叉柔性杆至少为两个，且交叉柔性杆以中央的竖腹杆为中心呈左右镜 像设置。

优选的，所述交叉柔性杆为圆钢。

优选的，所述交叉柔性杆为扁钢。

优选的，所有交叉柔性杆的截面形状及截面积均相同。

优选的，所述交叉柔性杆的截面面积A由下列方式确定：

A＝N/f_y；

其中，N为水平地震作用P达到目标程度时交叉柔性杆的内力，可按常规的弹性分析方 法计算得出；f_y为交叉柔性杆钢材的屈服强度。

优选的，所述交叉柔性杆只承受拉力，不承受压力。

优选的，所述刚性杆既承受拉力也承受压力，刚性杆为双角钢、T型钢或H型钢。

本发明的有益效果是：通过交叉柔性杆来消耗大量的能量，确保钢屋架在大地震中处 于稳定状态。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的钢屋架受竖向载荷力时剪力分析图；

图3为本发明的钢屋架受水平载荷力时剪力分析图；

图4为本发明的钢屋架受水平和竖向两种载荷力时变形分析图；

其中：1、交叉柔性杆；2、刚性杆；3、框架柱；4、竖腹杆，5、斜腹杆，q、屋面竖 向荷载；P、水平地震作用。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明进行详细说明。

实施例1：参考图1所示，一种具有抗震耗能作用的钢屋架，包括上下层刚性杆2，两 层刚性杆2的两端分别与框架柱3铰接连接，两层刚性杆2之间具有竖腹杆4及斜腹杆5， 竖腹杆4与斜腹杆5间隔设置，位于跨度中央的竖腹杆4两侧分别设置有若干交叉柔性杆1， 交叉柔性杆1的端部与刚性杆2铰接连接。

所述交叉柔性1杆为X型，交叉柔性杆1为两个，分别设置于跨度中央的竖腹杆4的 两侧。

所述交叉柔性杆1为圆钢或扁钢。

所有交叉柔性杆1的截面形状及截面积均相同，同时，交叉柔性杆1的截面面积A由 下列方式确定：

A＝N/f_y；

其中，N为水平地震作用P达到目标程度时(比如罕遇地震)交叉柔性杆的内力，可按 常规的弹性分析方法计算得出；f_y为交叉柔性杆钢材的屈服强度。

所述交叉柔性杆1只承受拉力，不承受压力。

所述刚性杆2既承受拉力也承受压力，刚性杆2为双角钢、T型钢或H型钢。

参考图2和图3所示，在屋面竖向荷载q的作用下，钢屋架的剪力两端大，中间为零； 在水平地震P的作用下，钢屋架的剪力均匀分布。因此钢屋架跨中的剪力值主要取决于水 平地震P的大小，与竖向荷载q无关。钢屋架跨中的剪力由交叉柔性杆1中的受拉杆来承 担。