一種高層建筑減震耗能裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及建筑抗震領(lǐng)域，具體涉及一種新型減震耗能裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)代建筑中，鋼結(jié)構(gòu)憑借其良好的變形耗能能力越來越多的應(yīng)用于高層建筑結(jié)構(gòu) 中，鋼制建筑通常采用鋼框架結(jié)構(gòu)承擔(dān)結(jié)構(gòu)整體的豎向荷載和水平地震力。雖然鋼框架具 有較好的變形耗能能力，但是結(jié)構(gòu)本身的抗側(cè)剛度較小，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)易產(chǎn)生較大的側(cè)向位移， 成為高層建筑結(jié)構(gòu)中一個亟待解決的問題。在鋼框架中布置支撐體系可以較好的彌補鋼框 架抗側(cè)剛度低、側(cè)移大的缺陷，使其成為一種良好的抗側(cè)力體系。
[0003] 液壓支撐桿目前廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代生活和建筑中，主要是采用油路循環(huán)來控制支撐 桿荷載的裝置，并且沿桿件方向具有較強的承載力。 【實用新型內(nèi)容】：
[0004] 本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種新型減震耗能裝置，改變傳統(tǒng)鋼框架抗 側(cè)剛度低的現(xiàn)狀，增強結(jié)構(gòu)的減震耗能能力。
[0005] 本實用新型采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)實用新型目的：
[0006] -種多層及高層建筑減震耗能裝置，包括鋼框架，其特征是：所述鋼框架內(nèi)設(shè)置有 相互垂直的液壓支撐桿組，每個液壓支撐桿組均包括三條平行的液壓支撐桿。
[0007] 作為對本技術(shù)方案的進一步限定，所述鋼框架包括框架梁和框架柱，所述框架梁 和框架柱均采用工字型鋼。
[0008] 作為對本技術(shù)方案的進一步限定，所述框架梁兩端通過端板固定在所述框架柱 上，所述框架梁與所述端板通過焊接連接，所述端板與所述框架柱通過螺栓連接。
[0009] 作為對本技術(shù)方案的進一步限定，所述液壓支撐桿在所述鋼框架的兩個對角線方 向均布置一根，相鄰的所述框架梁和框架柱的中點之間均布置兩根。
[0010] 作為對本技術(shù)方案的進一步限定，所述鋼框架的兩個對角線方向的液壓支撐桿通 過連接件一、連接件二和連接螺栓固定在所述鋼框架上。
[0011] 作為對本技術(shù)方案的進一步限定，相鄰的所述框架梁和框架柱的中點之間的液壓 支撐桿通過連接件三和連接件四固定在所述鋼框架上。
[0012] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點和積極效果是：本實用新型將液壓支撐桿與 傳統(tǒng)鋼框架相結(jié)合，鋼框架作為結(jié)構(gòu)邊緣構(gòu)件承擔(dān)全部豎向荷載和傾覆彎矩，液壓支撐桿 內(nèi)置于鋼框架內(nèi)承擔(dān)全部側(cè)向力，可以大幅度提升框架的抗側(cè)剛度，減小結(jié)構(gòu)本身的側(cè)移； 而且在抗震過程中液壓桿可以通過壓縮或伸長來消耗地震能量，達到減震耗能的目的。本 實用新型在施工方面比較簡單快捷，只需選取合適的液壓支撐桿通過連接件與框架連接即 可；鋼框架采用的兩端外伸端板式連接方式屬于半剛性連接，與傳統(tǒng)鋼框架中采用的剛性 連接方式相比，兩端外伸端板式連接方式可以增強結(jié)構(gòu)的變形耗能能力。
【附圖說明】
[0013] 圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014] 圖2為框架柱和框架梁連接的結(jié)構(gòu)拆解圖。
[0015] 圖3為液壓支撐桿與鋼框架連接的結(jié)構(gòu)拆解圖一。
[0016] 圖4為液壓支撐桿與鋼框架連接的結(jié)構(gòu)拆解圖二。
[0017] 圖5為液壓支撐桿與鋼框架結(jié)構(gòu)等效示意圖。
[0018] 圖中，1-框架柱，2-框架梁，3-液壓支撐桿，4-端板，5-節(jié)點螺栓，6-連接件一， 7_連接件二，8-連接螺栓，9-連接件三，10-連接件四。
【具體實施方式】：
[0019] 下面結(jié)合實施例，進一步說明本實用新型。
[0020] 參見圖1-圖5,本發(fā)明包括鋼框架和液壓支撐桿3。所述鋼框架包括框架柱1和框 架梁2,框架柱1和框架梁2的連接方式采用兩端外伸端板式連接，即框架梁2與端板4通 過焊接連接，端板4與框架柱1通過節(jié)點螺栓5進行連接；所述液壓支撐桿3內(nèi)置于鋼框架 內(nèi)，在框架一側(cè)沿對角線方向斜向布置三根，在框架另一側(cè)同樣布置三根液壓桿，布置方向 與先前布置方向垂直；在鋼框架2個對角線方向，鋼框架與連接件一 6焊接連接，液壓支撐 桿3與連接件二7同樣焊接連接，連接件一 6和連接件二7通過連接螺栓8進行螺栓連接； 在框架柱1和框架梁2的中點處焊接連接件三9,四根液壓支撐桿同樣與連接件四10焊接 連接，之后接件三9和連接件四10通過連接螺栓8連接。
[0021] 液壓支撐桿的選取原則：
[0022] 液壓支撐桿是依據(jù)桿件在抗震過程中承擔(dān)的荷載進行選取的，在設(shè)計中可先計算 出每根液壓桿承擔(dān)的荷載，之后可根據(jù)計算結(jié)果選取合適的桿件應(yīng)用于結(jié)構(gòu)體系中。在桿 件計算中可將鋼框架-液壓支撐結(jié)構(gòu)體系等效為鋼框架-鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)（見圖5)，鋼框 架-鋼板剪力墻在抗震過程中一個對角線方向會產(chǎn)生三條拉力帶，即沿對角線方向墻體中 部三條的主拉力帶和兩側(cè)的兩條次拉力帶。
[0023] (1)鋼板厚度t的選取
[0024] 鋼框架-鋼板剪力墻中的鋼板所提供的抗剪承載力應(yīng)當(dāng)大于水平地震力，即
[0025] a · τ · t>rR · P (I)
[0026] 根據(jù)這一原則可確定鋼板厚度的下限，即
[0027]
_(2)
[0028] 式中，^為抗震分項系數(shù)，取L 2 ;P為水平地震力；a為等效鋼板剪力墻寬度；t為 等效鋼板剪力墻厚度；τ為等效鋼板剪力墻剪切應(yīng)力。
[0029] 鋼框架-鋼板剪力墻在設(shè)計中以鋼板的剪切屈曲狀態(tài)作為其受力極限，此時的鋼 板厚度可作為鋼板厚度的上限值，即
[0030] (3)
[0031] 根據(jù)公式（2)和（3)可得鋼板的厚度的取值范圍，BP
[0032]
(4)
[0033] 式中，b為鋼板高度。
[0034] (2)液壓支撐桿承載力的計算
[0035] 定義所述鋼框架的兩個對角線方向的液壓支撐桿為中部液壓桿，中部液壓桿的 承載力為F 1，相鄰的所述框架梁和框架柱的中點之間的液壓支撐桿為兩側(cè)液壓桿，兩側(cè)液 壓桿的承載力為匕和F 3，其中F2= F 3。將等效后的鋼板剪力墻均分成九根條帶，每根條 帶的寬度為+V (見圖5)。鋼板剪力墻中部三條條帶作為墻體的主拉力帶；主拉 力帶兩側(cè)的兩條條帶作為墻體的次拉力帶，則三根液壓桿等效后的拉力帶的寬度分別為
[0036] 枏據(jù)公式A = 0· 55D · t (D即D1 D。和D J可得=備枋力帶的截而而積為：
[0037]
[0038]
[0039]
[0040] 式中，fy為等效鋼板剪力墻的屈服強度；t為等效鋼板剪力墻厚度；a為等效鋼板 剪力墻寬度；b為等效鋼板剪力墻高度。根據(jù)計算結(jié)果可選取合適的液壓支撐桿應(yīng)用于結(jié) 構(gòu)體系中去，鋼框架另一個對角線方向上的三個液壓支撐桿的選取方式與上述選取方式雷 同，在此不再贅述。
【主權(quán)項】
1. 一種高層建筑減震耗能裝置，包括鋼框架，其特征是：所述鋼框架內(nèi)設(shè)置有相互垂 直的液壓支撐桿組，每個液壓支撐桿組均包括三條平行的液壓支撐桿。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高層建筑減震耗能裝置，其特征是：所述鋼框架包括框架梁 和框架柱，所述框架梁和框架柱均采用工字型鋼。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高層建筑減震耗能裝置，其特征是：所述框架梁兩端通過端 板固定在所述框架柱上，所述框架梁與所述端板通過焊接連接，所述端板與所述框架柱通 過螺栓連接。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高層建筑減震耗能裝置，其特征是：所述液壓支撐桿在所述 鋼框架的兩個對角線方向均布置一根，相鄰的所述框架梁和框架柱的中點之間均布置兩 根。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的高層建筑減震耗能裝置，其特征是：所述鋼框架的兩個對角 線方向的液壓支撐桿通過連接件一、連接件二和連接螺栓固定在所述鋼框架上。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的高層建筑減震耗能裝置，其特征是：相鄰的所述框架梁和框 架柱的中點之間的液壓支撐桿通過連接件三和連接件四固定在所述鋼框架上。
【專利摘要】本實用新型提供一種高層建筑減震耗能裝置，包括鋼框架，其特征是：所述鋼框架內(nèi)設(shè)置有相互垂直的液壓支撐桿組，每個液壓支撐桿組均包括三條平行的液壓支撐桿。本實用新型將液壓支撐桿與傳統(tǒng)鋼框架相結(jié)合，鋼框架作為結(jié)構(gòu)邊緣構(gòu)件承擔(dān)全部豎向荷載和傾覆彎矩，液壓支撐桿內(nèi)置于鋼框架內(nèi)承擔(dān)全部側(cè)向力，可以大幅度提升框架的抗側(cè)剛度，減小結(jié)構(gòu)本身的側(cè)移；而且在抗震過程中液壓桿可以通過壓縮或伸長來消耗地震能量，達到減震耗能的目的。<pb pnum="1" />
【IPC分類】E04B1/98, E04B1/19
【公開號】CN204738384
【申請?zhí)枴緾N201520333933
【發(fā)明人】林晨, 彭曉彤
【申請人】山東工藝美術(shù)學(xué)院, 濟南大學(xué)
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年5月21日