CN112360515A - 一种具有耗能结构的支撑钢框架 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有耗能结构的支撑钢框架，包括耗能钢板、H型钢、端板和轴销；两个H型钢端面相对的对称设置，H型钢的腹板上设置有轴销孔；两个耗能钢板对称设置在H型钢腹板的两侧，耗能钢板上开设有与轴销孔相对应的孔，耗能钢板和H型钢的腹板通过轴销连接；在远离耗能钢板一端的H型钢端面垂直固定设置有端板。本发明通过设计偏心支撑钢框架耗能梁段结构，在中、小地震或风荷载作用下，该装置耗能钢板与耗能梁段H型钢腹板间不发生相对转动，通过两者之间的静摩擦力为结构提供抗侧刚度，可准确有效的控制偏心支撑钢框架结构的层间位移角及结构总侧移。
Description
技术领域
本发明属于建筑结构工程抗震防灾技术领域，特别涉及一种具有耗能结构的支撑钢框架。
背景技术
地下洞室中支撑钢框架结构的运用很普遍，传统的支撑钢框架结构在受到力撞击时，在承受往复弯曲或剪切作用，由于钢材应力超过其屈服强度发生应变硬化，导致耗能梁段承载能力提高，甚至断裂，造成损失或安全事故。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有耗能结构的支撑钢框架，以解决上述问题。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种具有耗能结构的支撑钢框架，包括立柱、横梁和耗能结构，立柱竖直设置，横梁设置在立柱之间，横梁的一端固定连接立柱，另一端通过耗能结构连接立柱；
耗能结构包括耗能钢板、H型钢、端板和轴销；两个H型钢端面相对的对称设置，H型钢的腹板上设置有轴销孔；两个耗能钢板对称设置在H型钢腹板的两侧，耗能钢板上开设有与轴销孔相对应的孔，耗能钢板和H型钢的腹板通过轴销连接；在远离耗能钢板一端的H型钢端面垂直固定设置有端板。
进一步的，轴销孔的周围的H型钢腹板上设置有若干个弧形长圆孔，若干个弧形长圆孔在同一圆弧上，并绕销轴孔中心布置；耗能钢板上的孔周围设置有与弧形长圆孔相对应的螺栓孔，螺栓依次穿过螺栓孔和弧形长圆孔设置。
进一步的，两个H型钢之间留有间距，两个H型钢相对的端面的腹板长度大于翼缘长度，且腹板超出部分边缘为圆弧状。
进一步的，耗能钢板上的螺栓上设置有碟形弹簧垫片。
进一步的，端板上设置有若干螺栓孔，端板通过螺栓固定在横梁上。
进一步的，两个H型钢的翼缘之间通过螺栓设置有连接板。
进一步的，横梁和立柱之间设置有斜支撑。
与现有技术相比，本发明有以下技术效果：
本发明通过设计偏心支撑钢框架耗能梁段结构，在力作用下，该装置耗能钢板与耗能梁段H型钢腹板间不发生相对转动，通过两者之间的静摩擦力为结构提供抗侧刚度，可准确有效的控制偏心支撑钢框架结构的层间位移角及结构总侧移。
本发明在力作用在耗能梁段产生的内力超过该装置的静摩擦力时，耗能梁段装置发生相对转动，通过耗能钢板与耗能连段H型钢腹板之间的动摩擦力耗散地震能量，并通过设置于耗能梁段H型钢腹板上的弧形长圆孔尺寸控制两者之间相对转角，从而限制结构层间侧移角及结构总侧移。
本发明的结构避免传统耗能梁段材料由于往复荷载作用下材料应变硬化导致的承载力提高，可在设计阶段通过计算确定其承载力，确保结构其他构件在强震作用下保持弹性工作状态。在结构遭遇强震作用耗能梁段装置发生破坏时，该装置便于维修更换，可快速恢复结构使用功能，且维修更换费用低。
附图说明
图1为本发明耗能结构示意图；
图2为本发明H型钢结构示意图；
图3为本发明耗能钢板结构示意图；
图4为本发明安装位置示意图；
其中：1、耗能钢板；2、H型钢；4、轴销；5、碟形弹簧垫片；6、端板。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明进一步说明：
请参阅图1-图4，一种具有耗能结构的支撑钢框架，包括立柱、横梁和耗能结构，立柱竖直设置，横梁设置在立柱之间，横梁的一端固定连接立柱，另一端通过耗能结构连接立柱；
耗能结构包括耗能钢板1、H型钢2、端板6和轴销4；两个H型钢2端面相对的对称设置，H型钢2的腹板上设置有轴销孔；两个耗能钢板1对称设置在H型钢2腹板的两侧，耗能钢板1上开设有与轴销孔相对应的孔，耗能钢板1和H型钢2的腹板通过轴销4连接；在远离耗能钢板1一端的H型钢2端面垂直固定设置有端板6。
轴销孔的周围的H型钢2腹板上设置有若干个弧形长圆孔，若干个弧形长圆孔在同一圆弧上，并绕销轴孔中心布置；耗能钢板1上的孔周围设置有与弧形长圆孔相对应的螺栓孔，螺栓依次穿过螺栓孔和弧形长圆孔设置。
两个H型钢2之间留有间距，两个H型钢2相对的端面的腹板长度大于翼缘长度，且腹板超出部分边缘为圆弧状。
耗能钢板1上的螺栓上设置有碟形弹簧垫片5。
端板6上设置有若干螺栓孔，端板6通过螺栓固定在横梁上。
两个H型钢2的翼缘之间通过螺栓设置有连接板7。
横梁和立柱之间设置有斜支撑。
当结构遭遇地震作用时，耗能梁段各板件绕销轴4转动，耗能钢板1及耗能梁段腹板发生相对转动，产生摩擦力耗散地震能量，结构其余部分保持弹性。这种耗能梁段构造巧妙，经济性高，耗能效果明显且稳定，可用于支撑钢框架结构。区别于传统支撑钢框架结构，其最大的特点是产品性能稳定，抗弯及抗剪承载力力可通过计算确定，并在力作用时保持不变，不至出现由于耗能梁段在往复弯矩或剪力作用下材料应变硬化后承载力提高而导致结构其余构件进入弹塑性。
Claims (7)
1.一种具有耗能结构的支撑钢框架，其特征在于，包括立柱、横梁和耗能结构，立柱竖直设置，横梁设置在立柱之间，横梁的一端固定连接立柱，另一端通过耗能结构连接立柱；
耗能结构包括耗能钢板(1)、H型钢(2)、端板(6)和轴销(4)；两个H型钢(2)端面相对的对称设置，H型钢(2)的腹板上设置有轴销孔；两个耗能钢板(1)对称设置在H型钢(2)腹板的两侧，耗能钢板(1)上开设有与轴销孔相对应的孔，耗能钢板(1)和H型钢(2)的腹板通过轴销(4)连接；在远离耗能钢板(1)一端的H型钢(2)端面垂直固定设置有端板(6)。
2.根据权利要求1所述的一种具有耗能结构的支撑钢框架，其特征在于，轴销孔的周围的H型钢(2)腹板上设置有若干个弧形长圆孔，若干个弧形长圆孔在同一圆弧上，并绕销轴孔中心布置；耗能钢板(1)上的孔周围设置有与弧形长圆孔相对应的螺栓孔，螺栓依次穿过螺栓孔和弧形长圆孔设置。
3.根据权利要求1所述的一种具有耗能结构的支撑钢框架，其特征在于，两个H型钢(2)之间留有间距，两个H型钢(2)相对的端面的腹板长度大于翼缘长度，且腹板超出部分边缘为圆弧状。
4.根据权利要求1所述的一种具有耗能结构的支撑钢框架，其特征在于，耗能钢板(1)上的螺栓上设置有碟形弹簧垫片(5)。
5.根据权利要求1所述的一种具有耗能结构的支撑钢框架，其特征在于，端板(6)上设置有若干螺栓孔，端板(6)通过螺栓固定在横梁上。
6.根据权利要求1所述的一种具有耗能结构的支撑钢框架，其特征在于，两个H型钢(2)的翼缘之间通过螺栓设置有连接板(7)。
7.根据权利要求1所述的一种具有耗能结构的支撑钢框架，其特征在于，横梁和立柱之间设置有斜支撑。
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