CN106836545A - 一种耗能部件可更换的梁式构件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耗能部件可更换的梁式构件，设于二柱或墙之间，包括一T形上杆、一T形下杆和至少一耗能连接件；T形上杆通过其两端的上端板的上耳板与二柱或墙铰接，T形下杆通过其两端的下端板的下耳板与所述二柱或墙铰接；T形上杆与T形下杆上下平行设置并具有间隙，且T形上杆的上腹板与T形下杆的下腹板通过至少一耗能连接件相连。相比传统的钢梁，本发明具有更好的延性和耗能能力，在水平地震作用下，T形上杆和T形下杆主要承受轴力作用，通过合理设计能保证其不发生破坏。
Description
技术领域
本发明属于建筑结构技术领域，具体涉及一种耗能部件可更换的梁式构件。
背景技术
钢梁是框架结构、联肢剪力墙结构等抗侧力结构体系的重要组成构件。在大震作用下，钢梁两端会进入屈服，形成塑性铰耗散地震能量。在进行塑性耗能的同时，钢梁两端会发生损伤甚至破坏，如梁端钢板的局部屈曲、开裂等。这些破坏在震后较难修复，往往使结构不得不推倒重建。为了使结构震后能够快速修复并投入使用，减少地震带来的经济损失，非常有必要开发一种新型的梁式构件，使它既能满足结构对其刚度、承载力、变形和耗能能力的需求，又能在震后实现快速修复。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种耗能部件可更换的梁式构件。
本发明的技术方案如下：
一种耗能部件可更换的梁式构件，设于二柱或墙之间，包括：
一T形上杆，包括彼此固接的一上腹板和一上顶板，且两端分别固接一上端板，该上端板上凸设一上耳板；
一T形下杆，包括彼此固接的一下腹板和一下底板，且两端分别固接一下端板，该下端板上凸设一下耳板；
和至少一耗能连接件；
T形上杆通过其两端的上端板的上耳板与二柱或墙铰接，T形下杆通过其两端的下端板的下耳板与所述二柱或墙铰接，且铰接处的水平抗剪承载力大于T形上杆或T形下杆的轴向承载力；T形上杆与T形下杆上下平行设置并具有间隙，且T形上杆的上腹板与T形下杆的下腹板通过至少一耗能连接件相连。
在本发明的一个优选实施方案中，所述至少一耗能连接件为至少一摩擦耗能连接件。
进一步优选的，所述摩擦耗能连接件为硬质连接钢板，所述T形上杆的上腹板设有一与T形上杆的长度方向平行的长条形通孔，硬质连接钢板的上缘和下缘分别通过螺栓与所述上腹板和下腹板相连并紧贴，且连接上述硬质连接钢板的上缘与所述上腹板的螺栓滑动适配于上述长条形通孔内。
进一步优选的，所述至少一摩擦耗能连接件与上腹板及下腹板之间的总的滑动摩擦力为T形上杆的轴向抗压屈服承载力和T形下杆的轴向抗压屈服承载力中的较小值的0.7～0.9倍。
在本发明的一个优选实施方案中，所述至少一耗能连接件为至少一屈服耗能连接件。
进一步优选的，所述屈服耗能连接件为软钢钢板，软钢钢板上设有若干沿T形上杆和T形下杆长度方向依次排列的竖眼形通孔，软钢钢板的上缘和下缘分别通过螺栓与所述上腹板和下腹板相连。
进一步优选的，所述至少一屈服耗能连接件的总的水平抗剪屈服承载力为T形上杆的轴向抗压屈服承载力和T形下杆的轴向抗压屈服承载力中的较小值的0.7～0.9倍。
本发明的有益效果：
1、相比传统的钢梁，本发明具有更好的延性和耗能能力，在水平地震作用下，T形上杆和T形下杆主要承受轴力作用，通过合理设计能保证其不发生破坏。
2、本发明中的耗能连接件通过螺栓与T形上杆和T形下杆连接，损坏后易于更换，从而实现了震后的快速修复。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图。
图2为图1沿A-A的剖视图。
图3为图1沿B-B的剖视图。
图4为图1沿C-C的俯视图。
图5为本发明实施例1的T形上杆的结构示意图。
图6为本发明实施例2的结构示意图。
图7为图6沿D-D的剖视图。
具体实施方式
以下通过具体实施方式结合附图对本发明的技术方案进行进一步的说明和描述。
实施例1
如图1所示，一种耗能部件可更换的梁式构件，设于二柱或墙5之间，包括一T形上杆1、一T形下杆2和两对硬质连接钢板3。
如图1、图2和图5所示，T形上杆1，包括彼此固接的一上腹板11和一上顶板12，且两端分别固接一上端板13，该上端板13上凸设一上耳板14，如图5所示，此外该T形上杆1的上腹板11设有与T形上杆1的长度方向平行且沿T形上杆1的长度方向依次排列的二长条形通孔15；
如图1和图2所示，T形下杆2，包括彼此固接的一下腹板21和一下底板22，且两端分别固接一下端板23，该下端板23上凸设一下耳板24；
如图1和图4所示，T形上杆1通过其两端的上端板13的上耳板14与二柱或墙5铰接，T形下杆2通过其两端的下端板23的下耳板24与所述二柱或墙5铰接，且铰接处的水平抗剪承载力大于T形上杆1或T形下杆2的轴向承载力，以满足“强节点，弱构件”的要求；T形上杆1与T形下杆2上下平行设置并具有间隙，且T形上杆1的上腹板11与T形下杆2的下腹板21通过两对硬质连接钢板3相连，以通过硬质连接钢板3与T形上杆1的摩擦耗散能量。
如图1、图3和图5所示，每对硬质连接钢板3对应一长条形通孔15，硬质连接钢板3的上缘和下缘分别通过螺栓与所述上腹板11和下腹板21相连，使得每对硬质连接钢板3分别从所述上腹板11和下腹板21的两侧夹紧该上腹板11和下腹板21，连接上述硬质连接钢板3的上缘与所述上腹板11的螺栓滑动适配于上述长条形通孔15内，以适应水平荷载作用产生的连接钢板4与T形上杆11腹板之间的水平向相对滑动。
该两对硬质连接钢板3与上腹板11及下腹板21之间的总的滑动摩擦力为T形上杆1的轴向抗压屈服承载力和T形下杆2的轴向抗压屈服承载力中的较小值的0.7～0.9倍，优选为0.8倍，以保证结构既有良好的耗能能力，又有足够的抗侧刚度。
实施例2
如图6所示，一种耗能部件可更换的梁式构件，设于二柱或墙5之间，包括一T形上杆1、一T形下杆2和两对软钢钢板4。
T形上杆1，包括彼此固接的一上腹板11和一上顶板12，且两端分别固接一上端板13，该上端板13上凸设一上耳板14；
T形下杆2，包括彼此固接的一下腹板21和一下底板22，且两端分别固接一下端板23，该下端板23上凸设一下耳板24；
T形上杆1通过其两端的上端板13的上耳板14与二柱或墙5铰接，T形下杆2通过其两端的下端板23的下耳板24与所述二柱或墙5铰接，且铰接处的水平抗剪承载力大于T形上杆1或T形下杆2的轴向承载力，以满足“强节点，弱构件”的要求；T形上杆1与T形下杆2上下平行设置并具有间隙，且T形上杆1的上腹板11与T形下杆2的下腹板21通过软钢钢板4相连，水平荷载作用产生的T形上杆1和T形下杆2之间的错动使所述软钢钢板4发生水平向剪切变形，进而耗散能量。
如图6和图7所示，软钢钢板4上设有若干沿T形上杆1和T形下杆2长度方向依次排列的竖眼形通孔41，软钢钢板4的上缘和下缘分别通过螺栓与所述上腹板11和下腹板21相连，使得每对软钢钢板4分别从所述上腹板11和下腹板21的两侧夹紧该上腹板11和下腹板21。
该两对软钢钢板4的总的水平抗剪屈服承载力为T形上杆1的轴向抗压屈服承载力和T形下杆2的轴向抗压屈服承载力中的较小值的0.7～0.9倍，优选为0.8倍，以保证结构既有良好的耗能能力，又有足够的抗侧刚度。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。
Claims (7)
1.一种耗能部件可更换的梁式构件，设于二柱或墙之间，其特征在于：包括：
一T形上杆，包括彼此固接的一上腹板和一上顶板，且两端分别固接一上端板，该上端板上凸设一上耳板；
一T形下杆，包括彼此固接的一下腹板和一下底板，且两端分别固接一下端板，该下端板上凸设一下耳板；
和至少一耗能连接件；
T形上杆通过其两端的上端板的上耳板与二柱或墙铰接，T形下杆通过其两端的下端板的下耳板与所述二柱或墙铰接，且铰接处的水平抗剪承载力大于T形上杆或T形下杆的轴向承载力；T形上杆与T形下杆上下平行设置并具有间隙，且T形上杆的上腹板与T形下杆的下腹板通过至少一耗能连接件相连。
2.如权利要求1所述的梁式构件，其特征在于：所述至少一耗能连接件为至少一摩擦耗能连接件。
3.如权利要求2所述的梁式构件，其特征在于：所述摩擦耗能连接件为硬质连接钢板，所述T形上杆的上腹板设有一与T形上杆的长度方向平行的长条形通孔，硬质连接钢板的上缘和下缘分别通过螺栓与所述上腹板和下腹板相连并紧贴，且连接上述硬质连接钢板的上缘与所述上腹板的螺栓滑动适配于上述长条形通孔内。
4.如权利要求3所述的梁式构件，其特征在于：所述至少一摩擦耗能连接件与上腹板及下腹板之间的总的滑动摩擦力为T形上杆的轴向抗压屈服承载力和T形下杆的轴向抗压屈服承载力中的较小值的0.7～0.9倍。
5.如权利要求1所述的梁式构件，其特征在于：所述至少一耗能连接件为至少一屈服耗能连接件。
6.如权利要求5所述的梁式构件，其特征在于：所述屈服耗能连接件为软钢钢板，软钢钢板上设有若干沿T形上杆和T形下杆长度方向依次排列的竖眼形通孔，软钢钢板的上缘和下缘分别通过螺栓与所述上腹板和下腹板相连。
7.如权利要求6所述的梁式构件，其特征在于：所述至少一屈服耗能连接件的总的水平抗剪屈服承载力为T形上杆的轴向抗压屈服承载力和T形下杆的轴向抗压屈服承载力中的较小值的0.7～0.9倍。
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