[实用新型]一种高强钢弹性控制延性结构

说明书

一种高强钢弹性控制延性结构，包括采用高强钢材质的立柱和间隔水平设置于立柱间的横梁构成的结构主体，横梁和立柱通过半刚性节点或铰接节点连接，所述结构主体被横梁分隔形成至少一个抗震耗能区，抗震耗能区内设置有抗震耗能装置。该高强钢弹性控制延性结构，保证在正常使用及地震作用时高强钢构件处于弹性状态，解决传统高强钢结构体系因延性问题在抗震设防地区使用受限的问题，扩展高强钢结构的应用范围，能更充分、有效的发挥高强钢的优势。

技术领域

本实用新型属于建筑高强钢结构设计领域，特别涉及一种高强钢弹性控制延性结构。

背景技术

提高钢材的强度有助于减小钢结构构件的截面尺寸，增大建筑的有效利用空间。减小板厚可以解决厚板焊接的难题，保证焊缝质量。高强钢的使用还可以减轻结构自重，减小上部结构对基础的作用力，降低基础造价。由于结构自重小，在抗震设防地区还可以减小结构的地震作用。对于桥梁和大跨结构，高强钢的使用可以解决大型钢构件运输和吊装的难题，同时由于其强度高自重轻的特点，可以实现更大的结构跨度。近年来，各国普遍将屈服强度超过420MPa的钢材称为高强钢，高于690MPa的钢材称为超高强钢。

对不同牌号的钢材的力学性能进行对比，发现随着钢材屈服强度的提高，钢材的屈强比增大，钢材的极限应变减小。这表明高强钢的延性与耗能能力随钢材强度的提高而变差。目前我国建筑构件的抗震设计采用三阶段抗震设防，即小震不坏，中震可修，大震不倒。为保证高强钢结构在中、大震中的抗震性能，要求建筑具有吸收、耗散地震能的能力。因此对于需要考虑抗震设防的建筑，为了保证其在中、大震中满足抗震设防要求，结构需具有一定的塑性变形能力，吸收并耗散地震能，从而保证结构的安全。

我国《钢结构设计规范》（GB50017）要求钢材的屈强比不大于0.83，断后伸长率不小于15%。相应的，我国《建筑抗震设计规范》（GB-50011）规定考虑抗震设防的钢结构建筑，钢材的实测屈强比不大于0.85，断后伸长率不小于20%，且应有明显得屈服台阶。由于随着钢材强度的提高，其屈强比增大，断后伸长率减小，因此其在钢结构建筑中的应用受到限制，尤其不适用于抗震结构中。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对目前高强钢结构在抗震设防方面存在的缺陷，提供一种高强钢弹性控制延性结构，保证在正常使用及地震作用时高强钢构件处于弹性状态，解决传统高强钢结构体系因延性问题在抗震设防地区使用受限的问题，扩展高强钢结构的应用范围，能更充分、有效的发挥高强钢的优势。

为解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案是：该高强钢弹性控制延性结构，包括采用高强钢材质的立柱和间隔水平设置于立柱间的横梁构成的结构主体，所述横梁和立柱通过半刚性节点或铰接节点连接，所述结构主体被横梁分隔形成至少一个抗震耗能区，抗震耗能区内设置有抗震耗能装置。

所述抗震耗能装置为屈曲约束支撑系统、防屈曲剪力墙系统或粘滞阻尼器系统。

所述屈曲约束支撑系统设为中心支撑或偏心支撑。

所述中心支撑由设置于抗震耗能区内的中心单斜撑结构、中心人字形支撑结构或中心V形支撑结构组成；所述中心单斜撑结构为倾斜设置的支撑架，且支撑架的两端与抗震耗能区的对角位置连接；所述中心人字形支撑结构为由两根呈人字形对接形成的支撑架，且支撑架的上对接部与位于抗震耗能区上侧的横梁中心位置连接，支撑架的下扩口两端分别与位于抗震耗能区下侧的两节点连接；所述中心V形支撑结构为由两根呈V字形对接形成的支撑架，且支撑架的下对接部与位于抗震耗能区下侧的横梁中心位置连接，支撑架的上扩口两端分别与位于抗震耗能区上侧的两节点连接。