CN112459554B - 一种立体抗震式钢结构厂房建筑结构 - Google Patents

一种立体抗震式钢结构厂房建筑结构 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种立体抗震式钢结构厂房建筑结构，包括预埋结构，以及设置在预埋结构的支撑结构；所述预埋结构包括地下支撑单元，以及设置在地下支撑单元上用于连接支撑柱的抗震元件；所述支撑结构包括安装在预埋结构上端的支撑柱，安装在支撑柱上的梁结构，以及安装在梁结构上的屋面结构；本发明整体结构设计合理，能够利用抗震元件实现了整体建筑的抗震性能；本发明整体结构制造成本较低，具备钢结构建筑的质量轻，强度高，跨度大的优势，适合大量推广。

Description

一种立体抗震式钢结构厂房建筑结构
技术领域
本发明涉及建筑结构技术领域，具体涉及一种立体抗震式钢结构厂房建筑结构。
背景技术
钢结构是由钢制材料组成的结构，是主要的建筑结构类型之一。结构主要由型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成，并采用硅烷化、纯锰磷化、水洗烘干、镀锌等除锈防锈工艺。各构件或部件之间通常采用焊缝、螺栓或铆钉连接。因其自重较轻，且施工简便，广泛应用于大型厂房、场馆、超高层等领域。
钢材的特点是强度高、自重轻、刚度大，故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特别适宜；材料匀质性和各向同性好，属理想弹性体，最符合一般工程力学的基本假定；材料塑性、韧性好，可有较大变形，能很好地承受动力荷载；建其缺点是耐火性和耐腐性较差。
钢结构厂房主要是指主要的承重构件是由钢材组成的。由于我国的钢产量增大，很多都开始采用钢结构厂房了，具体还可以分轻型和重型钢结构厂房。用钢材建造的工业与民用建筑设施被称为钢结构。
由于钢结构厂房受到其用途的限定，其内部用于放置价格昂贵的器械，一旦遇到高强度地震，便会造成较大的经济损失，因此现亟需一种具备抗震功能的钢结构厂房结构。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提供了一种立体抗震式钢结构厂房建筑结构；本发明通过抗震梁单元配合抗震元件实现对地震中产生震能进行消减进而实现抗震功能。
本发明的技术方案是：一种立体抗震式钢结构厂房建筑结构，包括预埋结构，以及设置在预埋结构的支撑结构；所述支撑结构包括安装在预埋结构上端的支撑柱，安装在支撑柱上的梁结构，以及安装在梁结构上的屋面结构；
所述梁结构包括设置在支撑柱下端的抗震梁单元，均匀设置在支撑柱上的支撑导梁，以及设置在同一水平面上两平行支撑导梁之间的面梁；
所述抗震梁单元包括安装在两相邻两个支撑柱之间的减震梁，2个一端连接在减震梁上的消力肋，以及2个一端连接在减震梁上、另一端分别连接在支撑导梁上的加固肋；
所述预埋结构包括地下支撑单元，以及设置在地下支撑单元上用于连接支撑柱的抗震元件；所述地下支撑单元上设置有凸字形的限位块；
所述抗震元件包括支撑筒、安装块、减震弹簧件、横向卸力组件、限位槽；所述支撑筒的左、右侧面上均设置有卸力安装孔，且支撑筒侧壁上与卸力安装孔同水平高度处设置有放置槽；所述安装块安装在支撑筒内部顶端，所述减震弹簧件通过安装块安装在支撑筒上；所述限位槽活动安装在安装块外侧，震弹簧件贯穿限位槽上端延伸至限位槽内部；所述横向卸力组件有2个，2个横向卸力组件均包括活动安装在限位槽侧壁上且位于安装块下端的梯形变向块，以及活动放置在所述放置槽上一端与所述梯形变向块接触、另一端与消力肋另一端连接的第一阻尼块。
进一步地，所述抗震元件还包括复位阻尼件；所述消力肋上设置有复位槽口；所述复位阻尼件包括一端安装在支撑筒上、另一端活动安装在复位槽口内的复位连杆，以及安装在复位连杆上位于复位槽口内的第二阻尼块；利用复位阻尼件能够实现消力肋在收到震能加重负荷后实现消减，能外能够在消力肋发生较小的形变后产生使其归位的作用力。
进一步地，所述消力肋与抗震元件连接处设置有能够插入卸力安装孔内的水平插块；所述水平插块长度为8～15cm；水平插块能够保证消力肋与抗震元件的连接稳定度，能够进一步地提高整个建筑的安全性。
进一步地，所述支撑柱上设置有用于安装减震梁的安装槽口；所述安装槽口的安装高度与减震梁的高度之比为1.5～1.7:1；安装槽口的安装高度较减震梁的高度大，能够有效地为减震梁提供外在力作用后产生位移的缓冲区域，能够避免减震梁过于固定受到外力导致损坏的问题。
进一步地，所述支撑柱包括位于建筑结构四角处的角柱，以及均匀设置在角柱之间的钢立柱；在实际的建造中，由于长方实际占地面积不定，需要在角柱之间增添钢立柱来保证整体结构的稳定性，其中角柱与钢立柱之间、钢立柱之间的间距可控制为5～8m。
进一步地，屋面结构包括屋面单元，以及用于所述屋面单元与支撑导梁连接的消力连接件；所述消力连接件包括2个平行设置的固定板，以及并列设置在2个固定板之间的消力网板条、安装槽块；所述消力网板条为多个三角形板组成，所述安装槽块用于连接屋面单元；由于厂房中放置的器械在实际的作业中多存在震动现象，因此采用特殊结构的屋面结构来消减器械作业产生的震动，能够有效地避免器械作业产生的震动对实际建筑中的抗震单元造成的负荷使其实际的使用寿命较短的问题。
进一步地，所述减震梁上端面设置有减震槽口，所述减震槽口内部设置有能够连接加固肋的减震支座；减震支座作用连接加固肋能够为上层的梁结构提供第一层面的负荷消减，实现减震效果。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本发明整体结构设计合理，能够利用抗震元件实现了整体建筑的抗震性能：在实际的使用中，震梁单元分担一部分负荷，将纵向的负荷力转移至横向卸力组件上；而支撑结构将一部分负荷转移至支撑筒上，此时震弹簧件和横向卸力组件上的负荷力共同消减来自支撑结构的负荷力，进而能够实现最大程度的消减地震产生的负荷，能够有效地达到抗震效果；
2、本发明整体结构制造成本较低，具备钢结构建筑的质量轻，强度高，跨度大的优势，适合大量推广。
附图说明
图1是本发明实施例1的结构示意图；
图2是本发明实施例1的的局部剖视图；
图3是本发明实施例2的的局部剖视图；
图4是本发明实施例3屋面结构的局部结构示意图；
其中，1-预埋结构、11-地下支撑单元、110-限位块、12-抗震元件、121-支撑筒、1211-卸力安装孔、1212-放置槽、122-安装块、123-减震弹簧件、124-横向卸力组件、1241-梯形变向块、1242-第一阻尼块、125-限位槽、126-复位阻尼件、1261-复位连杆、1262-第二阻尼块、2-支撑结构、21-支撑柱、210-安装槽口、211-角柱、212-钢立柱、22-梁结构、221-支撑导梁、23-屋面结构、231-屋面单元、232-消力连接件、2321-固定板、2322-消力网板条、2323-安装槽块、3-抗震梁单元、31-减震梁、310-减震槽口、32-消力肋、320-复位槽口、33-加固肋、331-减震支座。
具体实施方式
实施例1：如图1所示的一种立体抗震式钢结构厂房建筑结构，包括预埋结构1，以及设置在预埋结构1的支撑结构2；支撑结构2包括安装在预埋结构上端的支撑柱21，安装在支撑柱21上的梁结构22，以及安装在梁结构22上的屋面结构23；
如图1所示，梁结构22包括设置在支撑柱21下端的抗震梁单元3，均匀设置在支撑柱21上的支撑导梁221，以及设置在同一水平面上两平行支撑导梁221之间的面梁；
如图2所示，抗震梁单元3包括安装在两相邻两个支撑柱21之间的减震梁31，2个一端连接在减震梁31上的消力肋32，以及2个一端连接在减震梁31上、另一端分别连接在支撑导梁221上的加固肋33；
如图1、2所示，预埋结构1包括地下支撑单元11，以及设置在地下支撑单元11上用于连接支撑柱21的抗震元件12；地下支撑单元11上设置有凸字形的限位块110；
如图2所示，抗震元件12包括支撑筒121、安装块122、减震弹簧件123、横向卸力组件124、限位槽125；支撑筒121的左、右侧面上均设置有卸力安装孔1211，且支撑筒121侧壁上与卸力安装孔1211同水平高度处设置有放置槽1212；安装块122安装在支撑筒121内部顶端，减震弹簧件123通过安装块122安装在支撑筒121上；限位槽125活动安装在安装块122外侧，震弹簧件123贯穿限位槽125上端延伸至限位槽125内部；横向卸力组件124有2个，2个横向卸力组件124均包括活动安装在限位槽125侧壁上且位于安装块122下端的梯形变向块1241，以及活动放置在放置槽1212上一端与梯形变向块1241接触、另一端与消力肋32另一端连接的第一阻尼块1242。
消力肋32与抗震元件12连接处设置有能够插入卸力安装孔1211内的水平插块；水平插块长度为8cm；支撑柱21上设置有用于安装减震梁31的安装槽口210；安装槽口210的安装高度与减震梁31的高度之比为1.5:1；支撑柱21包括位于建筑结构四角处的角柱211，以及均匀设置在角柱211之间的钢立柱212；减震梁31上端面设置有减震槽口310，减震槽口31内部设置有能够连接加固肋33的减震支座331。
实施例2：与实施例1不同的是：如图3所示，抗震元件12还包括复位阻尼件126；消力肋32上设置有复位槽口320；复位阻尼件126包括一端安装在支撑筒121上、另一端活动安装在复位槽口320内的复位连杆1261，以及安装在复位连杆1261上位于复位槽口320内的第二阻尼块1262。
实施例3：与实施例1不同的是：如图4所示，屋面结构23包括屋面单元231，以及用于屋面单元231与支撑导梁221连接的消力连接件232；消力连接件232包括2个平行设置的固定板2321，以及并列设置在2个固定板2321之间的消力网板条2322、安装槽块2323；消力网板条2322为多个三角形板组成，安装槽块2323用于连接屋面单元231。

Claims (7)

1.一种立体抗震式钢结构厂房建筑结构，其特征在于，包括预埋结构(1)，以及设置在所述预埋结构(1)上的支撑结构(2)；所述支撑结构(2)包括安装在预埋结构上端的支撑柱(21)，安装在支撑柱(21)上的梁结构(22)，以及安装在梁结构(22)上的屋面结构(23)；
所述梁结构(22)包括设置在支撑柱(21)下端的抗震梁单元(3)，均匀设置在支撑柱(21)上的支撑导梁(221)，以及设置在同一水平面上两平行支撑导梁(221)之间的面梁；
所述抗震梁单元(3)包括安装在两相邻两个支撑柱(21)之间的减震梁(31)，2个一端连接在减震梁(31)上的消力肋(32)，以及2个一端连接在减震梁(31)上、另一端分别连接在支撑导梁(221)上的加固肋(33)；
所述预埋结构(1)包括地下支撑单元(11)，以及设置在地下支撑单元(11)上用于连接支撑柱(21)的抗震元件(12)；所述地下支撑单元(11)上设置有凸字形的限位块(110)；
所述抗震元件(12)包括支撑筒(121)、安装块(122)、减震弹簧件(123)、横向卸力组件(124)、限位槽(125)；所述支撑筒(121)的左、右侧面上均设置有卸力安装孔(1211)，且支撑筒(121)侧壁上与卸力安装孔(1211)同水平高度处设置有放置槽(1212)；所述安装块(122)安装在支撑筒(121)内部顶端，所述减震弹簧件(123)通过安装块(122)安装在支撑筒(121)上；所述限位槽(125)活动安装在安装块(122)外侧，减震弹簧件(123)贯穿限位槽(125)上端延伸至限位槽(125)内部；所述横向卸力组件(124)有2个，2个横向卸力组件(124)均包括活动安装在限位槽(125)侧壁上且位于安装块(122)下端的梯形变向块(1241)，以及活动放置在所述放置槽(1212)上一端与所述梯形变向块(1241)接触、另一端与消力肋(32)另一端连接的第一阻尼块(1242)。
2.根据权利要求1所述的一种立体抗震式钢结构厂房建筑结构，其特征在于，所述抗震元件(12)还包括复位阻尼件(126)；所述消力肋(32)上设置有复位槽口(320)；所述复位阻尼件(126)包括一端安装在支撑筒(121)上、另一端活动安装在复位槽口(320)内的复位连杆(1261)，以及安装在复位连杆(1261) 上位于复位槽口(320)内的第二阻尼块(1262)。
3.根据权利要求1或2任意所述的一种立体抗震式钢结构厂房建筑结构，其特征在于，所述消力肋(32)与抗震元件(12)连接处设置有能够插入卸力安装孔(1211)内的水平插块；所述水平插块长度为8～15cm。
4.根据权利要求1所述的一种立体抗震式钢结构厂房建筑结构，其特征在于，所述支撑柱(21)上设置有用于安装减震梁(31)的安装槽口(210)；所述安装槽口(210)的安装高度与减震梁(31)的高度之比为1.5～1.7:1。
5.根据权利要求1所述的一种立体抗震式钢结构厂房建筑结构，其特征在于，所述支撑柱(21)包括位于建筑结构四角处的角柱(211)，以及均匀设置在角柱(211)之间的钢立柱(212)。
6.根据权利要求1所述的一种立体抗震式钢结构厂房建筑结构，其特征在于，所述横向卸力组件(124)有2个。
7.根据权利要求1所述的一种立体抗震式钢结构厂房建筑结构，其特征在于，所述减震梁(31)上端面设置有减震槽口(310)，所述减震槽口(310)内部设置有能够连接加固肋(33)的减震支座(331)。
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