CN201713963U - 一种可更换连系梁 - Google Patents
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Abstract
本实用新型一种可更换连系梁，其包括非屈服段和可更换段，可更换段两端分别设有非屈服段。可更换段由上翼缘、下翼缘、以及与上、下翼缘相连的一块或多块相互平行的腹板组成，非屈服段为钢筋混凝土连系梁、型钢混凝土连系梁或钢连系梁。可更换段腹板上开有长轴平行于连系梁轴线的椭圆形孔、菱形倒圆角孔或多列长边垂直于连系梁轴线的矩形倒圆角孔，可更换段由低屈服点钢板制成。在中震和大震作用下，可更换段率先发生屈服，既可以避免连系梁端部发生破坏，又可以耗能，同时有利于震后更换。
Description
技术领域
本实用新型涉及高层建筑结构剪力墙连系梁，具体地说是一种可更换连系梁。
背景技术
在剪力墙结构和框架-剪力墙结构中，连接墙肢与墙肢，墙肢与框架柱的梁称为连系梁。连系梁在结构中除了承受竖向荷载外，在风荷载和地震作用下，剪力墙墙肢产生弯曲变形，使连系梁产生转角，从而使连系梁产生内力。同时，连系梁端部的弯矩、剪力和轴力反过来又约束了墙肢的内力和变形，改善了墙肢的受力状态。为了达到抗震设防的“小震不坏，大震不倒”的目标，连系梁要求在小震下具有足够的强度和刚度，在大震下能够率先进入屈服状态，利用连系梁的非线性变形耗能来耗散输入结构的地震能量，从而保证主体结构的安全。
目前在连系梁设计中存在的问题是虽然能够保证连系梁在小震下不坏，大震下先于墙肢发生屈服耗能，但存在两个主要缺陷：(1)连系梁在地震作用下由于端部弯矩很大，在端部形成了塑性铰，该塑性铰的反力造成了剪力墙墙肢与连系梁连接部位的破坏，而且该部位破坏后不易修复；(2)设计时没考虑连系梁震后如何更换的问题。众所周知，地震后需要对损坏的结构构件进行检测加固，如果在设计初就能够考虑结构构件在震后的更换问题，就能够有效的降低震后的维修加固成本。
实用新型内容
为了克服目前已有连系梁存在的问题，本实用新型的目的在于提出了一种可更换连系梁，能够较好的避免连系梁端部对剪力墙墙肢造成的损伤，同时连系梁本身在震后又易于更换。
为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：
一种可更换连系梁，包括非屈服段和可更换段，可更换段两端分别设有非屈服段。
所述可更换段包括上翼缘、下翼缘，以及与上、下翼缘相连的一块或多块相互平行的腹板。
所述腹板上开有长轴平行于连系梁轴线的椭圆形孔、菱形倒圆角孔或多列长边垂直于连系梁轴线的矩形倒圆角孔。
所述可更换段由低屈服点钢制成。
所述可更换段上翼缘和下翼缘进行削弱，削弱的方式为上下翼缘左右对称截掉四块。
所述非屈服段为钢筋混凝土连系梁、型钢混凝土连系梁或钢连系梁。
所述非屈服段为钢筋混凝土连系梁，则可更换段与非屈服段的连接方式为在非屈服段内设有预埋件，可更换段端部焊接端板，端板上开有螺孔，通过螺栓把可更换段与非屈服段连接在一起。
所述非屈服段为钢连系梁，则非屈服段采用屈服点比可更换段高的钢材，可更换段与非屈服段的连接方式为在可更换段端部与非屈服段端部焊接端板，端板上开有螺孔，通过螺栓把可更换段与非屈服段连接在一起。
所述非屈服段为型钢混凝土连系梁，则非屈服段的型钢采用屈服点比可更换段高的钢材，可更换段与非屈服段的连接方式为在非屈服段型钢端部焊接端板并在端板上开有螺孔，可更换段端部焊接端板并在其上开有螺孔，通过螺栓把可更换段与非屈服段连接在一起。
所述预埋件包括工字型钢、预埋件端板、锚固板、加劲肋和连接件，预埋件端板与可更换段端板相连；锚固板固定连接在工字型钢的上翼缘和下翼缘，且锚固钢筋混凝土连系梁里的纵筋；连接件增强预埋件与非屈服段的连接性能。
由于采用上述方案，本实用新型的有益效果是，通过对连系梁中段的适当削弱，使大震时连系梁的非线性变形主要在中段形成，避免了与连系梁相连处剪力墙墙肢的损伤，同时易于震后对受损的连系梁中段进行更换，降低了震后对结构的维修加固成本。该方法构造简单实用，施工方便，有利于实现连系梁的抗震设防目标和震后可更换的目标，将会更为广泛的用于建筑结构剪力墙的抗震设计领域。
附图说明
图1为本实用新型整体结构示意图；
图2为本实用新型可更换段的腹板为开有椭圆形孔的主视示意图；
图3为本实用新型可更换段的腹板为开有椭圆形孔的左视示意图；
图4为本实用新型可更换段的腹板为开有椭圆形孔的俯视示意图；
图5为本实用新型可更换段的腹板为开有菱形倒圆角孔的主视示意图；
图6为本实用新型可更换段的腹板为开有菱形倒圆角孔的主视示意图；
图7为本实用新型可更换段的腹板为开有菱形倒圆角孔的主视示意图；
图8为本实用新型可更换段的腹板为开有多列长边垂直于连系梁轴线的矩形倒圆角孔的主视示意图；
图9为本实用新型可更换段的腹板为开有多列长边垂直于连系梁轴线的矩形倒圆角孔的左视示意图；
图10为本实用新型可更换段的腹板为开有多列长边垂直于连系梁轴线的矩形倒圆角孔的俯视示意图；
图11为本实用新型非屈服段预埋件示意图。
具体实施方式
以下结合附图所示实施例对本实用新型作进一步的说明。
如图1所示，本实用新型一种可更换连系梁，它包括非屈服段2和可更换段1，一般非屈服段2分设于可更换段1的两端，可更换段1由上翼缘3、下翼缘4、一块或多块相互平行的腹板5组成，腹板5上开有长轴平行于连系梁轴线的椭圆形孔、菱形倒圆角孔或多列长边垂直于连系梁轴线的矩形倒圆角孔，可更换段1由低屈服点钢制成。
所述的可更换段1的上翼缘3和下翼缘4也可以削弱，削弱的方式为上下翼缘左右对称截掉四块。
所述的非屈服段2可以为钢筋混凝土连系梁、型钢混凝土连系梁或钢连系梁。
所述的非屈服段2为钢筋混凝土连系梁，则可更换段1与非屈服段2的连接方式为在非屈服段2内设有预埋件8，可更换段1端部焊接可更换段端板6，端板6上开有螺孔，通过螺栓7把可更换段1与非屈服段2连接在一起。
所述的非屈服段2为钢连系梁，则非屈服段2采用屈服点相对于可更换段1的屈服点较高的钢材，可更换段1与非屈服段2的连接方式为在可更换段1的端部与非屈服段2的端部焊接端板，端板上开有螺孔，通过螺栓7把可更换段1与非屈服段2连接在一起。
所述的非屈服段2为型钢混凝土连系梁，则非屈服段2的型钢采用屈服点相对于可更换段1的屈服点较高的钢材，可更换段1与非屈服段2的连接方式为在非屈服段2型钢端部焊接端板并在端板上开有螺孔，可更换段1端部焊接端板并在其上开有螺孔，通过螺栓7把可更换段1与非屈服段2连接在一起。
所述的预埋件8如图11所示，包括工字型钢9、预埋件端板10、钢筋锚固板11、加劲肋12和抗剪栓钉13。预埋件端板10用来和可更换段端板6通过螺栓7相连，钢筋锚固板11焊接在工字型钢9的上翼缘和下翼缘，其用来焊接锚固钢筋混凝土连系梁里的纵筋，抗剪栓钉13用来增强预埋件8与非屈服段2的连接性能。加劲肋12设于工字型钢9中间区域以加强其刚性，防止腹板屈曲。
为了更好的说明本实用新型可更换段，下面通过几个具体例子予以说明：
例1，如图2-图4所示，可更换段1的翼缘无削弱，腹板5一共有2块，腹板5上开有长轴平行于连系梁轴线的椭圆形孔；
例2，如图5-图7所示，可更换段1的翼缘无削弱，腹板5一共有3块，腹板5上开有菱形倒圆角孔；
例3，如图8-图10所示，可更换段1的翼缘从两边向中间逐渐削弱，腹板5一共有2块，腹板5上开有多列长边垂直于连系梁轴线的矩形倒圆角孔；
当然本实用新型可更换段不仅限于上述三个例子，可更换段1有无削弱，腹板5的块数，腹板5开有孔洞的形状，这三方面都可以根据设计要求任意组合。
施工时，可更换段1和预埋件8首先在工厂预制好，并在可更换段1端部焊接好带有螺孔的可更换段端板6，一种方法是可以先通过可更换段端板6、预埋件端板10、螺栓7把可更换段1与预埋件8连接在一起，组装成一个整体后，吊装放入非屈服段2的钢筋笼，并把纵筋焊接在钢筋锚固板11上，最后支模板浇筑混凝土，浇筑完成后的连系梁如图1所示；另一种方法是可以先把预埋件8吊装放入非屈服段2的钢筋笼，并把纵筋焊接在钢筋锚固板8上，最后支模板浇筑混凝土。待混凝土达到一定强度后，吊装可更换段1，通过可更换段端板6、预埋件端板10、螺栓7把可更换段1与预埋件8连接在一起，组装成一个整体，这种施工方法对施工精度要求较高。
本实用新型可广泛用于连肢剪力墙结构中，在地震作用时，既实现了连系梁的耗能作用，又可以在震后对受损的部分进行方便的更换，本实用新型构造简单，施工方便，有利于实行大规模的推广应用。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，对于本实用新型做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种可更换连系梁，其特征在于：包括非屈服段和可更换段，可更换段两端分别设有非屈服段，所述可更换段包括上翼缘、下翼缘，以及与上、下翼缘相连的一块或多块相互平行的腹板。
2.如权利要求1所述的可更换连系梁，其特征在于：所述腹板上开有长轴平行于连系梁轴线的椭圆形孔、菱形倒圆角孔或多列长边垂直于连系梁轴线的矩形倒圆角孔。
3.如权利要求1所述的可更换连系梁，其特征在于：所述可更换段由低屈服点钢制成。
4.如权利要求1-3任一项所述的可更换连系梁，其特征在于：所述可更换段上翼缘和下翼缘进行削弱，削弱的方式为上下翼缘左右对称截掉四块。
5.如权利要求1所述的可更换连系梁，其特征在于：所述非屈服段为钢筋混凝土连系梁、型钢混凝土连系梁或钢连系梁。
6.如权利要求5所述的可更换连系梁，其特征在于：所述非屈服段为钢筋混凝土连系梁，则可更换段与非屈服段的连接方式为在非屈服段内设有预埋件，可更换段端部焊接端板，端板上开有螺孔，通过螺栓把可更换段与非屈服段连接在一起。
7.如权利要求5所述的可更换连系梁，其特征在于：所述非屈服段为钢连系梁，则非屈服段采用屈服点比可更换段高的钢材，可更换段与非屈服段的连接方式为在可更换段端部与非屈服段端部焊接端板，端板上开有螺孔，通过螺栓把可更换段与非屈服段连接在一起。
8.如权利要求5所述的可更换连系梁，其特征在于：所述非屈服段为型钢混凝土连系梁，则非屈服段的型钢采用屈服点比可更换段高的钢材，可更换段与非屈服段的连接方式为在非屈服段型钢端部焊接端板并在端板上开有螺孔，可更换段端部焊接端板并在其上开有螺孔，通过螺栓把可更换段与非屈服段连接在一起。
9.如权利要求6所述的可更换连系梁，其特征在于：所述预埋件包括工字型钢、预埋件端板、锚固板、加劲肋和连接件，预埋件端板与可更换段端板相连；锚固板固定连接在工字型钢的上翼缘和下翼缘，且锚固钢筋混凝土连系梁里的纵筋；连接件增强预埋件与非屈服段的连接性能。
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