CN113374074A - 一种用于钢结构建筑的装配式抗震钢骨架及抗震墙体 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于钢结构建筑的装配式抗震钢骨架及抗震墙体，包括钢柱一、钢柱二、钢柱三和对称设置的钢梁，所述钢柱一、所述钢柱二、所述钢柱三和所述钢梁组成的框架结构，所述钢柱一、所述钢柱二、所述钢柱三通过高强度螺栓与所述钢梁相连接，所述钢柱一和所述钢柱三与所述钢梁的连接处均设有连接块一，所述钢柱一和所述钢柱三相互靠近的一端中部均设有连接块二。有益效果：可以在地震发生时，由于碳纤维和抗震机构的高韧性，可以消耗更多的震动能量，使得框架的整体形变被控制在适当的范围之内，防止钢梁或者钢柱在强震发生时发生过早的塑性变形，能够有效提升抗震钢骨架在拼装时的拼装强度，也能够提升拼装完成后的抗震墙体的强度。
Description
技术领域
本发明涉及建筑技术领域，具体来说，涉及一种用于钢结构建筑的装配式抗震钢骨架及抗震墙体。
背景技术
钢结构建筑相较于现有的钢筋混凝土建筑，其抗震性能有极大的提高，但是常规的钢骨架在连接时，钢骨架之间的多采用焊接或者螺栓连接的方式进行连接；所以钢骨架之间均采用刚性连接方式，焊接处和螺栓连接处受到压力的作用时，焊接处和螺栓连接处会首先发生断裂或者开裂，但其抗震性能都优于钢筋混凝土建筑。
目前，钢结构工程中，通常在钢结构框架中设置抗震墙体来消耗地震能量。通过设置抗震墙体，让抗震墙体具有较佳的减震耗能效果，在传统的耗能抗震墙体结构中，通常使用钢件作为斜支撑和耗能构件使用，其原理是，强震发生时，通过钢制斜支撑的破坏来消耗能量，该过程是不可逆的，也就是说，斜支撑一旦受损，必须进行更换，否则存在安全隐患。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种用于钢结构建筑的装配式抗震钢骨架及抗震墙体，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
为此，本发明采用的具体技术方案如下：
一种用于钢结构建筑的装配式抗震钢骨架及抗震墙体，包括钢柱一、钢柱二、钢柱三和对称设置的钢梁，所述钢柱一、所述钢柱二、所述钢柱三和所述钢梁组成的框架结构，所述钢柱一、所述钢柱二、所述钢柱三通过高强度螺栓与所述钢梁相连接，所述钢柱一和所述钢柱三与所述钢梁的连接处均设有连接块一，所述钢柱一和所述钢柱三相互靠近的一端中部均设有连接块二，所述连接块二上对称设有与所述连接块一相连接的支撑杆一。
作为优选的，所述钢柱二与所述钢梁相连接的两侧均设有对称设置的连接块三，所述钢柱二的两端中部均设有连接块四，两组所述连接块四上均设设有对称设置的支撑杆二，所述支撑杆二与所述连接块一相对应连接。
作为优选的，所述连接块三上设有对称设置的支撑杆三，所述支撑杆三分别与所述连接块二相对应连接，所述支撑杆一、所述支撑杆二和所述支撑杆三呈交叉设置。
作为优选的，所述支撑杆一、所述支撑杆二和所述支撑杆三分别均为碳纤维结构，且所述支撑杆一、所述支撑杆二和所述支撑杆三通过钢销一分别与所述连接块一、所述连接块二和所述连接块三相连接。
作为优选的，所述支撑杆一、所述支撑杆二和所述支撑杆三的交叉处均套设有固定块，所述固定块内开设有通孔，且所述固定块的两侧均设有与所述通孔相匹配的固定板，所述固定板通过固定螺栓与所述固定块相连接，所述固定板的底端且位于所述通孔内设有抗震机构。
作为优选的，所述抗震机构包括位于所述固定板底端对称设置的竖杆一和竖杆二，所述竖杆一和所述竖杆二的底端均套设有与其相匹配的套筒，所述套筒的底端设有弧形板，所述弧形板为半圆形结构。
作为优选的，两组所述套筒之间设有横向设置的滑杆，所述滑杆上设有对称设置的滑块一和滑块二，所述滑块一和滑块二的顶端均设有与所述固定板相匹配的斜杆，所述斜杆通过钢销二分别与所述滑块一、所述滑块二和所述固定板相对应连接。
作为优选的，所述滑杆上且位于所述滑块一与所述滑块二之间设有横向设置的压缩弹簧一，所述套筒内设有套设于所述竖杆一和所述竖杆二上的压缩弹簧二。
作为优选的，所述通孔的内壁设有倾斜设置的凸纹，且所述固定块呈X型结构。
本发明的有益效果为：通过将支撑杆一、支撑杆二和支撑杆三呈交叉设置，并通过抗震机构对其交叉处进行连接，可以在地震发生时，由于碳纤维和抗震机构的高韧性、一定的柔性和弹性，可以消耗更多的震动能量，且可以将框架的区域分割为不同的多个小三角形区域，使得框架的整体形变被控制在适当的范围之内，防止钢梁或者钢柱在强震发生时发生过早的塑性变形，能够有效提升抗震钢骨架在拼装时的拼装强度，也能够提升拼装完成后的抗震墙体的强度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的一种用于钢结构建筑的装配式抗震钢骨架及抗震墙体的结构示意图之一；
图2是根据本发明实施例的一种用于钢结构建筑的装配式抗震钢骨架及抗震墙体的结构示意图之二；
图3是根据本发明实施例的一种用于钢结构建筑的装配式抗震钢骨架及抗震墙体中固定块的结构示意图之一；
图4是根据本发明实施例的一种用于钢结构建筑的装配式抗震钢骨架及抗震墙体中固定块的结构示意图之二；
图5是根据本发明实施例的一种用于钢结构建筑的装配式抗震钢骨架及抗震墙体中抗震机构的结构示意图。
图中：
1、钢柱一；2、钢柱二；3、钢柱三；4、钢梁；5、凸纹；6、连接块一；7、连接块二；8、支撑杆一；9、连接块三；10、连接块四；11、支撑杆二；12、支撑杆三；13、钢销一；14、固定块；15、通孔；16、固定板；17、固定螺栓；18、竖杆一；19、竖杆二；20、套筒；21、弧形板；22、滑杆；23、滑块一；24、滑块二；25、斜杆；26、钢销二；27、压缩弹簧一；28、压缩弹簧二。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图，这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
根据本发明的实施例，提供了一种用于钢结构建筑的装配式抗震钢骨架及抗震墙体。
实施例一；
如图1-5所示，根据本发明实施例的用于钢结构建筑的装配式抗震钢骨架及抗震墙体，包括钢柱一1、钢柱二2、钢柱三3和对称设置的钢梁4，所述钢柱一1、所述钢柱二2、所述钢柱三3和所述钢梁4组成的框架结构，所述钢柱一1、所述钢柱二2、所述钢柱三3通过高强度螺栓与所述钢梁4相连接，所述钢柱一1和所述钢柱三3与所述钢梁4的连接处均设有连接块一6，所述钢柱一1和所述钢柱三3相互靠近的一端中部均设有连接块二7，所述连接块二7上对称设有与所述连接块一6相连接的支撑杆一8。
实施例二；
如图1-5所示，所述钢柱二2与所述钢梁4相连接的两侧均设有对称设置的连接块三9，所述钢柱二2的两端中部均设有连接块四10，两组所述连接块四10上均设设有对称设置的支撑杆二11，所述支撑杆二11与所述连接块一6相对应连接，所述连接块三9上设有对称设置的支撑杆三12，所述支撑杆三12分别与所述连接块二7相对应连接，所述支撑杆一8、所述支撑杆二11和所述支撑杆三12呈交叉设置，所述支撑杆一8、所述支撑杆二11和所述支撑杆三12分别均为碳纤维结构，且所述支撑杆一8、所述支撑杆二11和所述支撑杆三12通过钢销一13分别与所述连接块一6、所述连接块二7和所述连接块三9相连接，所述支撑杆一8、所述支撑杆二11和所述支撑杆三12的交叉处均套设有固定块14，所述固定块14内开设有通孔15，且所述固定块14的两侧均设有与所述通孔15相匹配的固定板16，所述固定板16通过固定螺栓17与所述固定块14相连接，所述固定板16的底端且位于所述通孔15内设有抗震机构。由于碳纤维带本身具有良好的强度，且本身伸缩会消耗大量的震动能量，使得钢梁和钢柱的相对变形和位移发生在可控的。
实施例三；
如图1-5所示，所述抗震机构包括位于所述固定板16底端对称设置的竖杆一18和竖杆二19，所述竖杆一18和所述竖杆二19的底端均套设有与其相匹配的套筒20，所述套筒20的底端设有弧形板21，所述弧形板21为半圆形结构，两组所述套筒20之间设有横向设置的滑杆22，所述滑杆22上设有对称设置的滑块一23和滑块二24，所述滑块一23和滑块二24的顶端均设有与所述固定板16相匹配的斜杆25，所述斜杆25通过钢销二26分别与所述滑块一23、所述滑块二24和所述固定板16相对应连接。而弧形板21则对支撑杆一8、支撑杆二11和支撑杆三12交叉处进行固定，在受力过程中其压缩弹簧一27和压缩弹簧二28收到挤压形成一定的弹性效果，可以将钢梁和钢柱的相对扭动，移位控制在一定的区间内，有效防止过载造成的钢梁、钢柱、安装节点的疲劳损坏。
实施例四；
如图1-5所示，所述滑杆22上且位于所述滑块一23与所述滑块二24之间设有横向设置的压缩弹簧一27，所述套筒20内设有套设于所述竖杆一18和所述竖杆二19上的压缩弹簧二28，所述通孔15的内壁设有倾斜设置的凸纹5，且所述固定块14呈X型结构。
为了方便理解本发明的上述技术方案，以下就本发明在实际过程中的工作原理或者操作方式进行详细说明。
在实际应用时，通过将支撑杆一8、支撑杆二11和支撑杆三12呈交叉设置，由于碳纤维带本身具有良好的强度，且本身伸缩会消耗大量的震动能量，使得钢梁和钢柱的相对变形和位移发生在可控的，而弧形板21则对支撑杆一8、支撑杆二11和支撑杆三12交叉处进行固定，在受力过程中其压缩弹簧一27和压缩弹簧二28收到挤压形成一定的弹性效果，可以将钢梁和钢柱的相对扭动，移位控制在一定的区间内，有效防止过载造成的钢梁、钢柱、安装节点的疲劳损坏。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过将支撑杆一8、支撑杆二11和支撑杆三12呈交叉设置，并通过抗震机构对其交叉处进行连接，可以在地震发生时，由于碳纤维和抗震机构的高韧性、一定的柔性和弹性，可以消耗更多的震动能量，且可以将框架的区域分割为不同的多个小三角形区域，使得框架的整体形变被控制在适当的范围之内，防止钢梁或者钢柱在强震发生时发生过早的塑性变形，能够有效提升抗震钢骨架在拼装时的拼装强度，也能够提升拼装完成后的抗震墙体的强度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种用于钢结构建筑的装配式抗震钢骨架及抗震墙体，包括钢柱一（1）、钢柱二（2）、钢柱三（3）和对称设置的钢梁（4），其特征在于，所述钢柱一（1）、所述钢柱二（2）、所述钢柱三（3）和所述钢梁（4）组成的框架结构，所述钢柱一（1）、所述钢柱二（2）、所述钢柱三（3）通过高强度螺栓与所述钢梁（4）相连接，所述钢柱一（1）和所述钢柱三（3）与所述钢梁（4）的连接处均设有连接块一（6），所述钢柱一（1）和所述钢柱三（3）相互靠近的一端中部均设有连接块二（7），所述连接块二（7）上对称设有与所述连接块一（6）相连接的支撑杆一（8）。
2.根据权利要求1所述的一种用于钢结构建筑的装配式抗震钢骨架及抗震墙体，其特征在于，所述钢柱二（2）与所述钢梁（4）相连接的两侧均设有对称设置的连接块三（9），所述钢柱二（2）的两端中部均设有连接块四（10），两组所述连接块四（10）上均设设有对称设置的支撑杆二（11），所述支撑杆二（11）与所述连接块一（6）相对应连接。
3.根据权利要求2所述的一种用于钢结构建筑的装配式抗震钢骨架及抗震墙体，其特征在于，所述连接块三（9）上设有对称设置的支撑杆三（12），所述支撑杆三（12）分别与所述连接块二（7）相对应连接，所述支撑杆一（8）、所述支撑杆二（11）和所述支撑杆三（12）呈交叉设置。
4.根据权利要求3所述的一种用于钢结构建筑的装配式抗震钢骨架及抗震墙体，其特征在于，所述支撑杆一（8）、所述支撑杆二（11）和所述支撑杆三（12）分别均为碳纤维结构，且所述支撑杆一（8）、所述支撑杆二（11）和所述支撑杆三（12）通过钢销一（13）分别与所述连接块一（6）、所述连接块二（7）和所述连接块三（9）相连接。
5.根据权利要求4所述的一种用于钢结构建筑的装配式抗震钢骨架及抗震墙体，其特征在于，所述支撑杆一（8）、所述支撑杆二（11）和所述支撑杆三（12）的交叉处均套设有固定块（14），所述固定块（14）内开设有通孔（15），且所述固定块（14）的两侧均设有与所述通孔（15）相匹配的固定板（16），所述固定板（16）通过固定螺栓（17）与所述固定块（14）相连接，所述固定板（16）的底端且位于所述通孔（15）内设有抗震机构。
6.根据权利要求5所述的一种用于钢结构建筑的装配式抗震钢骨架及抗震墙体，其特征在于，所述抗震机构包括位于所述固定板（16）底端对称设置的竖杆一（18）和竖杆二（19），所述竖杆一（18）和所述竖杆二（19）的底端均套设有与其相匹配的套筒（20），所述套筒（20）的底端设有弧形板（21），所述弧形板（21）为半圆形结构。
7.根据权利要求6所述的一种用于钢结构建筑的装配式抗震钢骨架及抗震墙体，其特征在于，两组所述套筒（20）之间设有横向设置的滑杆（22），所述滑杆（22）上设有对称设置的滑块一（23）和滑块二（24），所述滑块一（23）和滑块二（24）的顶端均设有与所述固定板（16）相匹配的斜杆（25），所述斜杆（25）通过钢销二（26）分别与所述滑块一（23）、所述滑块二（24）和所述固定板（16）相对应连接。
8.根据权利要求7所述的一种用于钢结构建筑的装配式抗震钢骨架及抗震墙体，其特征在于，所述滑杆（22）上且位于所述滑块一（23）与所述滑块二（24）之间设有横向设置的压缩弹簧一（27），所述套筒（20）内设有套设于所述竖杆一（18）和所述竖杆二（19）上的压缩弹簧二（28）。
9.根据权利要求8所述的一种用于钢结构建筑的装配式抗震钢骨架及抗震墙体，其特征在于，所述通孔（15）的内壁设有倾斜设置的凸纹（5），且所述固定块（14）呈X型结构。
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