[发明专利]一种双T形构造连接型多级可更换耗能梁段结构

说明书

本发明公开了一种双T形构造连接型多级可更换耗能梁段结构，包括钢柱、双T形构造和可更换耗能梁，可更换耗能梁包括中间段主耗能梁段与两端次耗能梁段，主、次耗能梁段之间通过双T形构造和高强螺栓连接；次耗能梁段端部通过端板和高强螺栓与钢柱连接；双T形构造由上、下T形板相对设置构成，上、下T形板分别通过高强螺栓与主、次耗能梁段的上、下翼缘和外伸腹板连接。本发明可使可更换钢梁在地震作用下具有明显的屈服时序，即中震作用下，能够实现“一级可更换”；大震作用下，能够实现“二级可更换”。双T形构造连接型多级可更换耗能梁段结构具有“多级可更换”和快速拆卸、安装的功能，从而实现结构震后快速功能可恢复的目标。

技术领域

本发明属于建筑工程和结构抗震领域，具体涉及一种双T形构造连接型多级可更换耗能梁段结构。

背景技术

带可更换构件的RCS混合框架结构由耗能框架单元和RCS主框架单元组成。该耗能框架单元在受力过程中承担大部分水平地震作用，并由其中的可更换钢梁产生塑性变形集中耗散地震能量。可更换钢梁作为耗散地震能量的关键构件，可设置在楼面层处，也可在每层中间层与楼面层均设置。在地震作用下，可更换钢梁先于其他构件进入塑性阶段或发生变形，保证主要构件不发生破坏，达到震后可更换的目标，是抗震的第一道防线。可更换钢梁耗散的地震能量越多，越能保证整个结构的安全。但是在地震作用下，端板与可更换钢梁的翼缘焊缝常常会由于应力集中而开裂，无法充分发挥可更换钢梁的变形能力和耗能能力。如何控制可更换钢梁的塑性变形区域是充分发挥结构性能的关键技术之一。既要保证可更换耗能梁具有明显的屈服时序，又要保证可更换耗能梁具有易于拆卸和更换的能力。目前采用的方法多为加强梁端或者梁段局部削弱，但同时考虑损伤分离和可更换性的研究还相对较少。且现有的可更换梁在构造形式、变形能力和耗能性能方面还有待进一步改善。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双T形构造连接型多级可更换耗能梁段结构，使可更换耗能梁在地震作用下具有明显的屈服时序，中间主耗能梁段先集中耗散地震能量，然后是次耗能梁段变形耗能，而主、次耗能梁段连接处的双T形构造始终处于弹性状态，同时主、次耗能梁段又具有“多级可更换”和快速拆卸、安装的功能，从而实现结构震后快速功能可恢复的目标。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种双T形构造连接型多级可更换耗能梁段结构，包括钢柱、双T形构造和可更换耗能梁，所述可更换耗能梁包括中间段主耗能梁段与两端次耗能梁段，主、次耗能梁段之间通过双T形构造和高强螺栓连接；次耗能梁段端部通过端板和高强螺栓与钢柱连接；双T形构造由上、下T形连接件相对设置构成，上、下T形连接件分别通过高强螺栓与主、次耗能梁段的上、下翼缘和外伸腹板连接。

对于上述技术方案，本发明还有进一步优选的方案。

优选的，所述主、次耗能梁段的翼缘为切除部分翼缘后保留的翼缘；所述主、次耗能梁段的外伸腹板之间相向设置，端部之间留有空隙。

优选的，所述上、下T形连接件的腹板为切除部分腹板后保留的腹板；所述上T形连接件和下T形连接件的腹板厚度方向中心线与相应T形连接件的翼缘宽度方向中心线之间相距二分之一T形构造腹板厚度。

优选的，所述上、下T形连接件的腹板高度小于可更换耗能梁段的高度。

优选的，所述上、下T形连接件的翼缘、腹板同时通过两排高强螺栓与主、次耗能梁段的上、下翼缘和外伸腹板连接。

优选的，所述上、下T形连接件的腹板沿可更换耗能梁长度方向外伸一段距离，且与上、下T形连接件的翼缘连接处角部切除一部分腹板。

优选的，所述上、下T形连接件的腹板宽度中心线处设置有T形加劲肋，所述T形加劲肋沿两侧腹板螺栓孔之间上下设置。

优选的，所述上、下T形连接件与主、次耗能梁段连接处采用扩孔螺栓连接。