[发明专利]一种新型震后易修复钢异形柱-中心支撑架

摘要

一种新型震后易修复钢异形柱-中心支撑架，双槽钢梁通过梁端封板，与异形柱连接，形成无焊缝全螺栓的连接形式；对无焊缝全螺栓节点施加预应力钢索，形成预应力自复位节点；自复位柱脚预应力柱脚通过加强板来优化柱底部的轴向与水平向的受力性能，防屈曲钢板主要用来耗散地震能量，剪切板是防止剪力过大造成柱底的局部屈服；预应力柱脚的关键构件是预应力拉杆，拉杆的作用是对柱提供预压力使柱与梁紧密连接，从而使柱脚在承受弯矩较小时近似刚性连接，并使其具有震后自复位能力；中心支撑使结构具有更好的抗侧能力。

主权项

一种新型震后易修复钢异形柱‑中心支撑架，其特征在于：该支撑架包括双槽钢梁（1）、等肢角钢（2）、梁柱连接板（3）、梁端腹板（4）、单根槽钢（5）、钢拉索（6）、L形异形柱（7）、T形异形柱（8）、十字形异形柱（9）、盖板（10）、防屈曲板（11）、加强板（12）、剪切板（13）、加劲肋(14)、固定角钢(15)、连接板(16)、斜撑（17）、悬臂杆I（18）、悬臂杆II（19）；梁是由型钢构成的双槽钢梁（1），双槽钢梁（1）是由两只单根槽钢（5）在梁端用梁端腹板（4）拼接而成；柱脚位置在柱与地基相连处；异形柱的形式有三种，分别为L形异形柱（7）、T形异形柱（8）、十字形异形柱（9）；其节点形式包括三种规格，分别为L形节点连接、T形节点连接、十字形节点连接；L形节点是L形异形柱（7）与双槽钢梁（1）连接；T形节点是T形异形柱（8）与双槽钢梁（1）连接；十字形节点是十字形异形柱（9）与双槽钢梁（1）连接；其中，L形柱脚分为A、B两面，T形柱脚共分A、B、C三个面，十字形柱脚共四个面，但四个面均相同；L形节点连接是框架角部框架L形异形柱（7）与双槽钢梁（1）连接；具体连接步骤为梁柱连接板（3）与梁端腹板（4）在工厂先行焊接，梁柱连接板（3）垂直于梁端腹板（4），梁端腹板（4）位于梁柱连接板（3）的中部，其高度等于双槽钢梁（1）的型钢腹板高度，现场用螺栓将焊接在一起的梁柱连接板（3）与梁端腹板（4）固定在L形异形柱（7）翼缘上；双槽钢梁（1）是由两根槽钢梁组成的，双槽钢梁(1)与柱连接时，采用单根槽钢（5）分别连接的方式，先将一根槽钢用等肢角钢(2)与L形异形柱（7）连接，槽钢与异形柱（7）的翼缘垂直，一根槽钢连接后，同样的方式连接另一根槽钢；双槽钢梁（1）与L形异形柱（7）连接后， 两根槽钢要用梁端腹板（4）连接成整体，用螺栓将两根槽钢与位于两根槽钢中间的梁端腹板（4）连接；T型节点连接形式、十字型节点连接形式与L型节点连接形式基本相同，只是异形柱分别采用T形异形柱（8）与十字形异形柱（9）；节点预应力的布置方式为，按照上述方式连接各个不同形式的节点，框架已经基本形成；将钢拉索（6）依次穿过预留在异形柱翼缘上的孔洞，施加计算的预应力值，用永久锚具锚固在异形柱翼缘上；其柱脚形式包括三种形式，L形柱脚、T形柱脚、十字形柱脚；L形柱脚连接步骤，梁柱连接板（3）与梁端腹板（4）在工厂先行焊接，梁柱连接板（3）垂直于梁端腹板（4），梁端腹板（4）位于梁柱连接板（3）的中部，其高度等于双槽钢梁（1）的型钢腹板高度，现场用螺栓将焊接在一起的梁柱连接板（3）与梁端腹板（4）固定在异形柱7翼缘上；双槽钢梁（1）分为两根槽钢，柱脚连接时，将两根槽钢一起用螺栓连接在梁端腹板（4）上，为加强柱脚处梁与异形柱连接的强度与刚度，在双槽钢梁（1）与梁柱连接板（3）接触处即槽钢内圈施加三面围焊；另一肢与本肢相同；在L型异形柱弯矩较大的短肢内部焊接横向加劲肋（14），在加劲肋（14）上下焊接角钢（15）用以固定预应力拉杆（16）；将预应力拉杆（16）穿过预留孔洞，并施加预应力，用永久锚具锚固在角钢（15）上；再将防屈曲钢板（11）、加强板（12）以及盖板（10）用螺栓连接于L形异形柱（7）翼缘处；盖板（10）周边有突出围边，以盖板（10）与加强板（12）绝对密实，防止潮气入侵盖板内腐蚀防屈曲钢板（11）；再将剪切板（13）用螺栓与双槽钢梁（1）连接；T形柱脚、十字形柱脚连接步骤与L形柱脚相同，加劲肋（14）均布置在异形柱所受弯矩较大的一肢上，另一肢不需要布置；其人字形抗侧力构件由斜撑（17）、悬臂杆I（18）和悬臂杆II（19） 组成；悬臂杆II（18）通过梁上竖板用焊接连接于双槽钢梁（1）上，斜撑（17）和悬臂杆I（18）通过盖板用螺栓连接；悬臂杆II（19）通过焊接于异形柱底部，斜撑（17）和悬臂杆II（19）通过盖板用螺栓连接；斜撑（17）截面为H型钢，或者使用工字型钢、双槽钢组合截面、双角钢组合截面；斜撑（17）为普通高强度钢板带，或者使用防屈曲耗能支撑或耗能阻尼器支撑；其V字形抗侧力构件由斜撑（17）、悬臂杆I（18）和悬臂杆II（19）组成；悬臂杆I（18）通过梁上竖板用焊接连接于双槽钢梁（1）上，斜撑（17）和悬臂杆I（18）通过盖板用螺栓连接；悬臂杆II（19）通过焊接于异形柱底部，斜撑（17）和悬臂杆II（19）通过盖板用螺栓连接；斜撑截面为H型钢，或者使用工字型钢、双槽钢组合截面、双角钢组合截面；斜撑（17）为普通高强度钢板带，或者使用防屈曲耗能支撑或耗能阻尼器支撑；其单斜杆式抗侧力构件由斜撑（17）和悬臂杆II（19）组成；悬臂杆II(19)通过焊接连接于异形柱底部，斜撑(17)和悬臂杆II（19）通过盖板用螺栓连接；另一悬臂杆II（19）通过焊接连接于异形柱顶部，斜撑（17）和悬臂杆II（19）通过盖板用螺栓连接；斜撑（17）截面为H型钢，或者使用工字型钢、双槽钢组合截面、双角钢组合截面；所述斜撑（17）为普通高强度钢板带，或者使用防屈曲耗能支撑或耗能阻尼器支撑；通过装配后得到该新型震后易修复钢异形柱‑中心支撑架。