[发明专利]一种大净空的自复位钢框架偏心支撑体系

说明书

本发明涉及一种大净空的自复位钢框架偏心支撑体系，属于结构工程领域。该体系包括两个焊接组合异形柱、两个带斜支撑杆的工字梁段、两个Y型斜撑、一个耗能梁段、组合自复位装置及数个连接装置；通过增加由拉索、工装及梁柱节点连接装置组成的组合自复位装置，能有效提高节点的整体承载力且能避免组合自复位装置中拉索预张力过大对工字梁段的超应力负荷；引进耗能梁段及偏心支撑设计理念，能起到结构“保险丝”作用，同时改变支撑尺寸及形式，能在设置支撑的位置开设门洞口，节省了用钢量，提高了经济效益与适用性。

技术领域

本发明涉及一种大净空的自复位钢框架偏心支撑体系，属于结构工程技术领域。

背景技术

装配式钢结构建筑体系已成为建筑钢结构发展的新方向和新趋势，具有设计标准化、生产工厂化、施工装配化、绿色建筑节能环保等优点。现有的多高层公共建筑及住宅建筑，一旦发生地震损伤，将导致建筑终止使用，对社会经济恢复和人民群众生活将造成严重影响，震后的修复工作更是费时费力。如何通过合理的框架设计，既能保证结构在地震中的抗倒塌能力，又可降低结构震后修复加固的经济成本和时间成本，实现建筑结构的震后功能可快速恢复，是结构抗震研究的重点问题。

为克服上述问题，本专利提出了一种大净空的自复位钢框架偏心支撑体系。通过增加由梁柱节点与钢索组成的组合自复位装置，可有效提高节点的整体承载力且可避免组合自复位装置中拉索预应力过大对工字梁段的超应力负荷；引进耗能梁段及偏心支撑设计理念，可起到结构“保险丝”作用，同时改变支撑尺寸及形式，可在设置支撑的位置开设门洞口，节省了用钢量，提高了经济效益与适用性。

发明内容

本发明提出一种大净空的自复位钢框架偏心支撑体系，旨在解决框架体系的自复位问题；同时引入一种新型的支撑体系，旨在解决在框架内开门洞口的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术手段：

一种大净空的自复位钢框架偏心支撑体系，其特征在于：该体系包括两个焊接组合异形柱、两个带斜支撑杆的工字梁段、两个Y型斜撑、一个耗能梁段、组合自复位装置及数个连接装置；该体系与钢桁架支撑和钢桁架筒体结构体系相比，在提高结构整体抗侧力性能的同时，能在设置支撑的位置开设门洞口；该体系具有震后自复位功能，所述的组合自复位装置包括两个工装、一条拉索及两个梁柱节点连接装置，为本专利的创新点之一，梁柱节点连接装置将焊接组合异形柱上悬臂梁段与工字梁段紧密连接，盖板和拉索的组合能提高节点的整体承载力且能避免组合自复位装置中拉索预应力过大对工字梁段的超应力负荷；焊接组合异形柱上悬臂梁段与工字梁段顶紧，安装后不留缝隙，能避免由于梁端转动位移引起的预应力损失，拉索的作用能控制塑性变形的发展和损伤的积累，从而提升结构的抗震性能和复位能力。

所述的焊接组合异形柱由一个上方钢管柱、两个中方钢管柱、两个悬臂梁段及第一斜撑杆和第三斜撑杆焊接而成，两个中方钢管柱焊接于上方钢管柱的上下两端，两个悬臂梁段焊接于两个中方钢管柱上，第一斜支撑杆焊接于下端悬臂梁与上方钢管柱连接处，第三斜支撑杆焊接于上端悬臂梁与上方钢管柱连接处；所述的带斜支撑杆的工字梁段由工字梁段和第二斜支撑杆以第一连接装置连接而成；所述的组合自复位装置包括两个工装、一条拉索及两个梁柱节点连接装置；该体系左右对称布置，两个焊接组合异形柱分别与两个带斜支撑杆的工字梁段通过梁柱节点连接装置连接，两个带斜支撑杆的工字梁段置于耗能梁段两端，分别与耗能梁段通过两组第二连接装置连接；所述的两个Y型斜撑分别通过六个第三连接装置与焊接组合异形柱及带斜支撑杆的工字梁段连接，Y型斜撑下端与焊接组合异形柱的第一斜支撑杆通过第三连接装置连接，Y型斜撑上端一边通过第三连接装置与带斜支撑杆的工字梁段中的第二斜支撑杆连接，另一边通过第三连接装置与焊接组合异形柱的第三斜支撑杆连接。