CN114427270B - 一种用于钢结构建筑的抗震钢骨架及抗震墙体 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于钢结构建筑的抗震钢骨架，包括底座和钢柱，钢柱竖直设置在底座的顶部，两个钢柱之间设置有第一钢梁和第二钢梁，钢柱与第一钢梁和第二钢梁的连接处设置有第一连接座，且第一连接座位于第一钢梁和第二钢梁的底部，第一钢梁和第二钢梁与钢柱之间还设置有侧向连接座，侧向连接座与第一钢梁和第二钢梁之间均通过第二整体式抗震螺栓固定连接，钢柱一侧且位于第一钢梁和第二钢梁的顶部设置有钢梁连接座，钢梁连接座与第一钢梁和第二钢梁的顶部之间通过悬挂螺栓固定连接，本发明涉及钢结构抗震技术领域。该种用于钢结构建筑的抗震钢骨架及抗震墙体，解决了钢结构的抗震问题，提高了钢结构的安全性，同时现场安装方便。

Description

一种用于钢结构建筑的抗震钢骨架及抗震墙体

技术领域

本发明涉及钢结构抗震技术领域，具体为一种用于钢结构建筑的抗震钢骨架及抗震墙体。

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梁钢、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。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，然而现有的钢结构抗震性依然较差，因此研究具有良好抗震性能的钢结构具有广泛的应用价值和现实意义。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于钢结构建筑的抗震钢骨架及抗震墙体，解决了钢结构的抗震问题，提高了钢结构的安全性，同时现场安装方便。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种用于钢结构建筑的抗震钢骨架，包括底座和钢柱，所述钢柱竖直设置在底座的顶部，两个所述钢柱之间设置有第一钢梁和第二钢梁，所述底座的顶部且位于钢柱的左右两侧设置有钢柱连接座，所述底座的顶部且位于钢柱的前后两侧设置有钢柱稳定座，所述钢柱连接座与底座之间通过第一紧固螺栓固定连接，所述钢柱连接座与钢柱之间通过第二紧固螺栓和分体式抗震螺栓固定连接，所述钢柱稳定座与钢柱之间通过第一整体式抗震螺栓固定连接，所述钢柱与第一钢梁和第二钢梁的连接处设置有第一连接座，且第一连接座位于第一钢梁和第二钢梁的底部，所述第一钢梁和第二钢梁与钢柱之间还设置有侧向连接座，所述侧向连接座设置在第一钢梁和第二钢梁的两侧，所述侧向连接座一侧通过第三紧固螺栓固定在钢柱一侧，所述侧向连接座与第一钢梁和第二钢梁之间均通过第二整体式抗震螺栓固定连接，所述钢柱一侧且位于第一钢梁和第二钢梁的顶部设置有钢梁连接座，所述钢梁连接座与第一钢梁和第二钢梁的顶部之间通过悬挂螺栓固定连接，所述第二钢梁中部的顶部和底部均固定连接有第二连接座，所述第二连接座与第一钢梁底部的第一连接座之间设置有第一支撑杆，所述钢柱的表面且靠近底座一侧固定连接有第三连接座，第二钢梁底部的第二连接座与第三连接座之间设置有第二支撑杆，所述第一支撑杆和第二支撑杆通过第三整体式抗震螺栓连接。

优选的，所述第一紧固螺栓、第三紧固螺栓采用高强度螺栓，所述第二紧固螺栓采用普通螺栓。

优选的，所述钢梁连接座与钢柱之间通过第四紧固螺栓固定，所述第四紧固螺栓采用高强度螺栓。

优选的，所述钢柱稳定座与底座之间通过焊接固定，所述钢柱稳定座的一侧底座顶部之间还设置有肋板，所述钢柱稳定座与钢柱之间还设置有摩擦片。

优选的，所述分体式抗震螺栓包括第一螺纹杆体，所述第一螺纹杆体的一端设置有第一螺帽，所述第一螺纹杆体的表面套设有第一橡胶套，所述第一螺纹杆体的表面且位于第一橡胶套的两端设置有第一垫片和第二垫片，所述第一橡胶套的表面设置有第一固定套和第二固定套。

优选的，所述第一整体式抗震螺栓包括第二螺纹杆体，所述第二螺纹杆体的一端设置有第二螺帽，所述第二螺纹杆体的表面设置有第二橡胶套，所述第二橡胶套的表面且位于第二橡胶套的两端设置有第三垫片和第四垫片，所述第三垫片的一侧固定连接有第一固定筒，所述第四垫片的一侧固定连接有第二固定筒，所述第二橡胶套的表面设置有第三固定套。

优选的，所述悬挂螺栓包括球座，所述球座的顶部设置有滚球，所述滚球的顶部设置有六角块，所述滚球的底部固定连接有螺纹连杆，所述螺纹连杆的表面螺纹连接有固定螺母，所述螺纹连杆的表面还设置有承压垫片。

优选的，所述第一连接座的顶部与第一钢梁和第二钢梁之间通过第五紧固螺栓固定连接，所述第五紧固螺栓采用普通螺栓。

优选的，所述第一连接座和第二连接座与钢柱之间通过焊接固定。

一种用于钢结构建筑的抗震墙体，包括采用前述的一种用于钢结构建筑的抗震钢骨架。

(三)有益效果

本发明提供了一种用于钢结构建筑的抗震钢骨架及抗震墙体。具备以下有益效果：

通过在钢梁与钢柱之间设置了支撑杆，整体结构更加稳定，在钢柱与底座之间设置了普通的第二紧固螺栓、分体式抗震螺栓和第一整体式抗震螺栓连接，在发生震动时，普通的第二紧固螺栓受力后会断裂，由分体式抗震螺栓和第一整体式抗震螺栓对钢柱进行支撑，形成了柔性连接，抗震效果凸出；同时在钢柱与钢梁之间采用了悬挂螺栓、第二整体式抗震螺栓和第五紧固螺栓连接，正常使用时通过第五紧固螺栓对钢梁对位置进行限位固定，形成刚性连接，发生震动后采用普通螺栓的第五紧固螺栓断裂后由悬挂螺栓和第二整体式抗震螺栓对钢梁进行支撑，实现柔性连接，提高了抗震性。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明图1中A处放大图；

图3为本发明图1中B处放大图；

图4为本发明钢柱与底座的立体图；

图5为本发明分体式抗震螺栓结构示意图；

图6为本发明第一整体式抗震螺栓结构示意图；

图7为本发明悬挂螺栓结构示意图；

图8为本发明侧向连接座结构示意图；

图9为本发明第一支撑杆结构示意图。

图中：1-底座、2-钢柱、3-第一钢梁、4-第二钢梁、5-钢柱连接座、6-第一紧固螺栓、7-第二紧固螺栓、8-分体式抗震螺栓、81-第一螺纹杆体、82-第一螺帽、83-第一垫片、84-第二垫片、85-第一橡胶套、86-第一固定套、87-第二固定套、9-钢柱稳定座、10-第一整体式抗震螺栓、101-第二螺纹杆体、102-第三垫片、103-第一固定筒、104-第四垫片、105-第二固定筒、106-第二螺帽、107-第二橡胶套、108-第三固定套、11-摩擦片、12-肋板、13-第一连接座、14-侧向连接座、15-第三紧固螺栓、16-第二整体式抗震螺栓、17-钢梁连接座、18-第四紧固螺栓、19-悬挂螺栓、191-球座、192-滚球、193-六角块、194-螺纹连杆、195-承压垫片、196-固定螺母、20-第五紧固螺栓、21-第二连接座、22-第一支撑杆、23-第三整体式抗震螺栓、24-第三连接座、25-第二支撑杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-9，本发明提供一种技术方案：一种用于钢结构建筑的抗震钢骨架，包括底座1和钢柱2，钢柱2竖直设置在底座1的顶部，两个钢柱2之间设置有第一钢梁3和第二钢梁4，底座1的顶部且位于钢柱2的左右两侧设置有钢柱连接座5，钢柱连接座5与底座1之间通过第一紧固螺栓6固定连接，第一紧固螺栓6采用高强度螺栓，钢柱连接座5与钢柱2之间通过第二紧固螺栓7和分体式抗震螺栓8固定连接，第二紧固螺栓7采用普通螺栓，分体式抗震螺栓8包括第一螺纹杆体81，第一螺纹杆体81的一端设置有第一螺帽82，第一螺纹杆体81的表面套设有第一橡胶套85，第一螺纹杆体81的表面且位于第一橡胶套85的两端设置有第一垫片83和第二垫片84，第一橡胶套85的表面设置有第一固定套86和第二固定套87，所述钢柱连接座5表面的固定孔和钢柱2表面的固定孔直径大于第一固定套86和第二固定套87的直径2-8mm，便于分体式抗震螺栓8的安装，震动时，钢柱连接座5上的孔壁挤压第一固定套86，钢柱2上的孔壁挤压第二固定套87，通过采用高强度螺栓的第一紧固螺栓6使得钢柱连接座5固定在底座1的顶部，利用第二紧固螺栓7保证了钢柱2与底座1之间的硬连接，但发生震动时，由于第二紧固螺栓7强度不够会发生断裂，此时由分体式抗震螺栓8发挥作用，使得钢柱2与底座1之间为柔性连接，能够吸能，提高抗震的效果；

底座1的顶部且位于钢柱2的前后两侧设置有钢柱稳定座9，钢柱稳定座9与钢柱2之间通过第一整体式抗震螺栓10固定连接，第一整体式抗震螺栓10包括第二螺纹杆体101，第二螺纹杆体101的一端设置有第二螺帽106，第二螺纹杆体101的表面设置有第二橡胶套107，第二橡胶套107的表面且位于第二橡胶套107的两端设置有第三垫片102和第四垫片104，第三垫片102的一侧固定连接有第一固定筒103，第四垫片104的一侧固定连接有第二固定筒105，第二橡胶套107的表面设置有第三固定套108，第一固定筒103和第二固定筒105设置在钢柱稳定座9表面的安装孔内，第三固定套108设置在钢柱2表面的安装孔内，第一固定筒103和第二固定筒105对整个第一整体式抗震螺栓10进行限位固定，震动时，钢柱2的孔壁挤压第三固定套108，通过第二橡胶套107进行吸能，提高抗震效果；钢柱稳定座9与底座1之间通过焊接固定，钢柱稳定座9的一侧底座1顶部之间还设置有肋板12，钢柱稳定座9与钢柱2之间还设置有摩擦片11，摩擦片采用金属粉末作为原料经过成形和烧结制成，通过设置的摩擦片11可实现吸能。

钢柱2与第一钢梁3和第二钢梁4的连接处设置有第一连接座13，且第一连接座13位于第一钢梁3和第二钢梁4的底部，第一连接座13与钢柱2之间通过焊接固定，安装钢梁时，可直接将钢梁放置在第一连接座13顶部，方便了安装，第一连接座13的顶部与第一钢梁3和第二钢梁4之间通过第五紧固螺栓20固定连接，第五紧固螺栓20采用普通螺栓，利用第五紧固螺栓20对钢梁实现了定位，保证了正常使用过程中钢梁的位置不发生偏移；而在震动时，由于受力较大会发生断裂；第一钢梁3和第二钢梁4与钢柱2之间还设置有侧向连接座14，侧向连接座14设置在第一钢梁3和第二钢梁4的两侧，侧向连接座14一侧通过第三紧固螺栓15固定在钢柱2一侧，第三紧固螺栓15采用高强度螺栓，保证了侧向连接座14连接的稳定性，侧向连接座14与第一钢梁3和第二钢梁4之间均通过第二整体式抗震螺栓16固定连接，利用第二整体式抗震螺栓16实现了第二整体式抗震螺栓16钢梁之间的柔性连接，实现吸能抗震；钢柱2一侧且位于第一钢梁3和第二钢梁4的顶部设置有钢梁连接座17，钢梁连接座17与第一钢梁3和第二钢梁4的顶部之间通过悬挂螺栓19固定连接，悬挂螺栓19包括球座191，球座191的顶部设置有滚球192，滚球192的顶部设置有六角块193，滚球192的底部固定连接有螺纹连杆194，螺纹连杆194的表面螺纹连接有固定螺母196，螺纹连杆194的表面还设置有承压垫片195，滚球192可在球座191内转动，发生震动时，由于钢柱与钢梁之间产生相对位移，通过悬挂螺栓19实现了对钢梁对有效连接，不受震动的影响，避免可钢梁脱落，保证了安全。

第二钢梁4中部的顶部和底部均固定连接有第二连接座21，第二连接座21与钢柱2之间通过焊接固定，第二连接座21与第一钢梁3底部的第一连接座13之间设置有第一支撑杆22，钢柱2的表面且靠近底座1一侧固定连接有第三连接座24，第二钢梁4底部的第二连接座21与第三连接座24之间设置有第二支撑杆25，第一支撑杆22和第二支撑杆25通过第三整体式抗震螺栓23连接，利用支撑杆形成了三角结构，整体稳定性更强，同时支撑杆与钢梁和钢柱2之间利用第三整体式抗震螺栓23实现了柔性连接，吸能效果更好，抗震性更高。

钢梁连接座17与钢柱2之间通过第四紧固螺栓18固定，第四紧固螺栓18采用高强度螺栓，保证了钢梁连接座17与钢柱2之间的稳定连接。

一种用于钢结构建筑的抗震墙体，采用前述的一种用于钢结构建筑的抗震钢骨架。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种用于钢结构建筑的抗震钢骨架，包括底座（1）和钢柱（2），其特征在于：所述钢柱（2）竖直设置在底座（1）的顶部，两个所述钢柱（2）之间设置有第一钢梁（3）和第二钢梁（4），所述底座（1）的顶部且位于钢柱（2）的左右两侧设置有钢柱连接座（5），所述底座（1）的顶部且位于钢柱（2）的前后两侧设置有钢柱稳定座（9），所述钢柱连接座（5）与底座（1）之间通过第一紧固螺栓（6）固定连接，所述钢柱连接座（5）与钢柱（2）之间通过第二紧固螺栓（7）和分体式抗震螺栓（8）固定连接，所述钢柱稳定座（9）与钢柱（2）之间通过第一整体式抗震螺栓（10）固定连接，所述钢柱（2）与第一钢梁（3）和第二钢梁（4）的连接处设置有第一连接座（13），且第一连接座（13）位于第一钢梁（3）和第二钢梁（4）的底部，所述第一钢梁（3）和第二钢梁（4）与钢柱（2）之间还设置有侧向连接座（14），所述侧向连接座（14）设置在第一钢梁（3）和第二钢梁（4）的两侧，所述侧向连接座（14）一侧通过第三紧固螺栓（15）固定在钢柱（2）一侧，所述侧向连接座（14）与第一钢梁（3）和第二钢梁（4）之间均通过第二整体式抗震螺栓（16）固定连接，所述钢柱（2）一侧且位于第一钢梁（3）和第二钢梁（4）的顶部设置有钢梁连接座（17），所述钢梁连接座（17）与第一钢梁（3）和第二钢梁（4）的顶部之间通过悬挂螺栓（19）固定连接，所述第二钢梁（4）中部的顶部和底部均固定连接有第二连接座（21），所述第二连接座（21）与第一钢梁（3）底部的第一连接座（13）之间设置有第一支撑杆（22），所述钢柱（2）的表面且靠近底座（1）一侧固定连接有第三连接座（24），第二钢梁（4）底部的第二连接座（21）与第三连接座（24）之间设置有第二支撑杆（25），所述第一支撑杆（22）和第二支撑杆（25）通过第三整体式抗震螺栓（23）连接；

所述分体式抗震螺栓（8）包括第一螺纹杆体（81），所述第一螺纹杆体（81）的一端设置有第一螺帽（82），所述第一螺纹杆体（81）的表面套设有第一橡胶套（85），所述第一螺纹杆体（81）的表面且位于第一橡胶套（85）的两端设置有第一垫片（83）和第二垫片（84），所述第一橡胶套（85）的表面设置有第一固定套（86）和第二固定套（87）；

所述第一整体式抗震螺栓（10）包括第二螺纹杆体（101），所述第二螺纹杆体（101）的一端设置有第二螺帽（106），所述第二螺纹杆体（101）的表面设置有第二橡胶套（107），所述第二橡胶套（107）的表面且位于第二橡胶套（107）的两端设置有第三垫片（102）和第四垫片（104），所述第三垫片（102）的一侧固定连接有第一固定筒（103），所述第四垫片（104）的一侧固定连接有第二固定筒（105），所述第二橡胶套（107）的表面设置有第三固定套（108）。

2.根据权利要求1所述的一种用于钢结构建筑的抗震钢骨架，其特征在于：所述第一紧固螺栓（6）、第三紧固螺栓（15）采用高强度螺栓，所述第二紧固螺栓（7）采用普通螺栓。

3.根据权利要求1所述的一种用于钢结构建筑的抗震钢骨架，其特征在于：所述钢梁连接座（17）与钢柱（2）之间通过第四紧固螺栓（18）固定，所述第四紧固螺栓（18）采用高强度螺栓。

4.根据权利要求1所述的一种用于钢结构建筑的抗震钢骨架，其特征在于：所述钢柱稳定座（9）与底座（1）之间通过焊接固定，所述钢柱稳定座（9）的一侧底座（1）顶部之间还设置有肋板（12），所述钢柱稳定座（9）与钢柱（2）之间还设置有摩擦片（11）。

5.根据权利要求1所述的一种用于钢结构建筑的抗震钢骨架，其特征在于：所述悬挂螺栓（19）包括球座（191），所述球座（191）的顶部设置有滚球（192），所述滚球（192）的顶部设置有六角块（193），所述滚球（192）的底部固定连接有螺纹连杆（194），所述螺纹连杆（194）的表面螺纹连接有固定螺母（196），所述螺纹连杆（194）的表面还设置有承压垫片（195）。

6.根据权利要求1所述的一种用于钢结构建筑的抗震钢骨架，其特征在于：所述第一连接座（13）的顶部与第一钢梁（3）和第二钢梁（4）之间通过第五紧固螺栓（20）固定连接，所述第五紧固螺栓（20）采用普通螺栓。

7.根据权利要求1所述的一种用于钢结构建筑的抗震钢骨架，其特征在于：所述第一连接座（13）和第二连接座（21）与钢柱（2）之间通过焊接固定。

8.一种用于钢结构建筑的抗震墙体，其特征在于：包括采用权利要求1-7任一项所述的一种用于钢结构建筑的抗震钢骨架。

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