CN207609230U - 高强钢柱-普通钢梁钢支撑-低屈服点钢连梁可复位结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高强钢柱‑普通钢梁钢支撑‑低屈服点钢连梁可复位结构，包括低屈服点钢连梁、普通钢支撑、普通钢框架梁和高强钢框架柱，每层中低屈服点钢连梁的一端与普通钢框架梁连接，另一端与另一普通钢框架梁连接或与高强钢框架柱连接；普通钢支撑的上端与普通钢框架梁端部连接，下端与高强钢框架柱和另一普通钢框架梁的连接节点相连接，或与另一普通钢框架梁中部连接；普通钢框架梁的一端与低屈服点钢连梁连接，另一端与高强钢框架柱连接或与另一低屈服点钢连梁连接。本实用新型既能够满足结构刚度和强度的需要，也能够有效保证地震作用下形成具有良好延性的梯度耗能机制，大大提高整个结构体系的抗震性能和功能可恢复性。

Description

高强钢柱-普通钢梁钢支撑-低屈服点钢连梁可复位结构

技术领域

本实用新型涉及结构工程钢结构技术领域，尤其涉及一种高强钢柱-普通钢梁钢支撑-低屈服点钢连梁可复位结构。

背景技术

随着多高层及超高层建筑的大量兴建，钢结构在国内外已经得到了广泛应用。如今结构设计中通常采用的传统钢结构体系包括纯钢框架、带中心支撑钢框架、带偏心支撑钢框架和带钢板剪力墙钢框架等。同时，钢材生产工艺的发展和改善使得新型的低屈服点钢材和高强度钢材的生产和应用成为可能。但我国现有设计规范中对此新型钢材如何应用于钢结构体系中并进行设计尚未给出明确的规定或指导。如何将这些新型钢材应用于钢结构体系，尤其是在地震作用下通过应用新型钢材来显著改善钢结构体系的抗震性能及震后修复，是科学研究及工程实践中亟待解决的问题。

实用新型内容

针对国内现有设计规范没有指导新型钢材如何在钢结构体系中应用的问题，本实用新型提出一种新型的高性能钢结构体系，通过合理地选用不同类型的钢材及布置相应的构件，该钢结构体系能够有效利用新型钢材的优势，综合利用不同形式构件进行多道抗震设防，在采用本实用新型同时提出的相应方法进行承载能力设计的基础上，既能够满足结构刚度和强度的需要，也能够有效保证地震作用下形成具有良好延性的梯度耗能机制，更能够实现地震后的快速修复和构件更换，大大提高整个结构体系的抗震性能和功能可恢复性。

本实用新型采用如下技术方案实现：

一种高强钢柱-普通钢梁钢支撑-低屈服点钢连梁可复位结构，包括低屈服点钢连梁、普通钢支撑、普通钢框架梁和高强钢框架柱，每层中所述低屈服点钢连梁的一端与所述普通钢框架梁连接，另一端与另一所述普通钢框架梁连接，或与所述高强钢框架柱连接；所述普通钢支撑的上端与所述普通钢框架梁端部连接，下端与所述高强钢框架柱和另一所述普通钢框架梁的连接节点相连接，或与另一所述普通钢框架梁中部连接；所述普通钢框架梁的一端与所述低屈服点钢连梁连接，另一端与所述高强钢框架柱连接，或与另一所述低屈服点钢连梁连接；当地震作用发生时，所述低屈服点钢连梁能够率先屈服耗能，成为抗震设防的第一道防线，且震后可快速更换，所述普通钢支撑的屈服耗能在所述低屈服点钢连梁之后，成为抗震设防的第二道防线，且震后亦可修复更换，所述普通钢框架梁的屈服耗能在所述普通钢支撑之后，成为抗震设防的第三道防线，所述高强钢框架柱的屈服耗能在所述普通钢框架梁之后，成为抗震设防的第四道防线。

优选地，在地震荷载组合工况下各个构件的作用效应设计值E_d不大于各个构件的承载力设计值R_d，且所述高强钢框架柱的设计承载力R_c,d不小于所述普通钢框架梁的设计承载力R_b,d，所述普通钢框架梁的设计承载力R_b,d不小于所述普通钢支撑的设计承载力R_r,d，所述普通钢支撑的设计承载力R_r,d不小于所述低屈服点钢连梁的设计承载力R_l,d，其中各个构件的承载力设计值R_d包括轴向设计承载力N_Rd、抗弯设计承载力M_Rd和抗剪设计承载力V_Rd。

优选地，所述低屈服点钢连梁的承载力通过如下公式求得：

N_l,Rd≥N_l,Ed＝N_l,Ed,G+N_l,Ed,E

M_l,Rd(N_l,Ed)≥M_l,Ed＝M_l,Ed,G+M_l,Ed,E

V_l,Rd≥V_l,Ed＝V_l,Ed,G+V_l,Ed,E

式中：N_l,Rd、M_l,Rd(N_l,Ed)、V_l,Rd分别为所述低屈服点钢连梁的轴向承载力设计值、考虑设计地震荷载组合工况下轴力作用折减的抗弯承载力设计值、抗剪承载力设计值；N_l,Ed为设计地震荷载组合工况下所述低屈服点钢连梁的轴力作用设计值，N_l,Ed,G、N_l,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下所述低屈服点钢连梁的轴力作用设计值；M_l,Ed为设计地震荷载组合工况下所述低屈服点钢连梁的弯矩作用设计值，M_l,Ed,G、M_l,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下所述低屈服点钢连梁的弯矩作用设计值；V_l,Ed为设计地震荷载组合工况下所述低屈服点钢连梁的剪力作用设计值，V_l,Ed,G、V_l,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下所述低屈服点钢连梁的剪力作用设计值。

优选地，所述普通钢支撑的承载力通过如下公式求得：

N_r,Rd≥N_r,Ed＝N_r,Ed,G+Ω_rN_r,Ed,E

式中：N_r,Rd为所述普通钢支撑的轴向承载力设计值，对普通支撑分拉压两种受力状态分别取受拉屈服承载力和受压屈曲承载力，对防屈曲支撑取屈服承载力；N_r,Ed为设计地震荷载组合工况下所述普通钢支撑的轴力作用设计值，N_r,Ed,G、N_r,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下所述普通钢支撑的轴力作用设计值；Ω_r为所述普通钢支撑的承载力增强系数，γ_l,ov为所述低屈服点钢连梁所采用低屈服点钢材考虑强化作用和预期屈服强度大于实际屈服强度的材料超强系数，为体系中任一所述低屈服点钢连梁的抗剪承载力设计值和重力荷载代表值下剪力作用设计值之间的差值与其在设计地震荷载下的剪力作用设计值的比值，为体系中任一所述低屈服点钢连梁的抗弯承载力设计值和重力荷载代表值下弯矩作用设计值之间的差值与其在设计地震荷载下的弯矩作用设计值的比值。

优选地，所述普通钢框架梁的承载力通过如下公式求得：

N_b,Rd≥N_b,Ed＝N_b,Ed,G+Ω_bN_b,Ed,E

M_b,Rd(N_b,Ed)≥M_b,Ed＝M_b,Ed,G+Ω_bM_b,Ed,E

V_b,Rd≥V_b,Ed＝V_b,Ed,G+Ω_bV_b,Ed,E

式中：N_b,Rd、M_b,Rd(N_b,Ed)、V_b,Rd分别为所述普通钢框架梁的轴向承载力设计值、考虑设计地震荷载组合工况下轴力作用折减的抗弯承载力设计值、抗剪承载力设计值；N_b,Ed为设计地震荷载组合工况下所述普通钢框架梁的轴力作用设计值，N_b,Ed,G、N_b,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下所述普通钢框架梁的轴力作用设计值；M_b,Ed是设计地震荷载组合工况下所述普通钢框架梁的弯矩作用设计值，M_b,Ed,G、M_b,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下所述普通钢框架梁的弯矩作用设计值；V_b,Ed是设计地震荷载组合工况下所述普通钢框架梁的剪力作用设计值，V_b,Ed,G、V_b,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下所述普通钢框架梁的剪力作用设计值；Ω_b为所述普通钢框架梁的承载力增强系数，γ_r,ov为所述普通钢支撑所采用普通强度钢材考虑强化作用和预期屈服强度大于实际屈服强度的材料超强系数，为体系中任一所述普通钢支撑的轴向承载力设计值和重力荷载代表值下轴力作用设计值之间的差值与其在设计地震荷载下的轴力作用设计值的比值。

优选地，所述高强钢框架柱的承载力通过如下公式求得：

N_c,Rd≥N_c,Ed＝N_c,Ed,G+Ω_cN_c,Ed,E

M_c,Rd(N_c,Ed)≥M_{c,Ed＝Mc,Ed,G+ΩcMc,Ed,E}

V_c,Rd≥V_c,Ed＝V_c,Ed,G+Ω_cV_c,Ed,E

式中：N_c,Rd、M_c,Rd(N_c,Ed)、V_c,Rd分别为所述高强钢框架柱的轴向承载力设计值、考虑设计地震荷载组合工况下轴力作用折减的抗弯承载力设计值、抗剪承载力设计值；N_c,Ed为设计地震荷载组合工况下所述高强钢框架柱的轴力作用设计值，N_c,Ed,G、N_c,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下所述高强钢框架柱的轴力作用设计值；M_c,Ed为设计地震荷载组合工况下所述高强钢框架柱的弯矩作用设计值，M_c,Ed,G、M_c,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下所述高强钢框架柱的弯矩作用设计值；V_c,Ed为设计地震荷载组合工况下所述高强钢框架柱的剪力作用设计值，V_c,Ed,G、V_c,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下所述高强钢框架柱的剪力作用设计值；Ω_c为所述高强钢框架柱的承载力增强系数，γ_b,ov为所述普通钢框架梁所采用普通强度钢材考虑强化作用和预期屈服强度大于实际屈服强度的材料超强系数，为体系中任一所述普通钢梁的抗弯承载力设计值和重力荷载代表值下弯矩作用设计值之间的差值与其在设计地震荷载下的弯矩作用设计值的比值。

优选地，所述低屈服点钢连梁采用剪切型、弯曲型或弯剪型连梁，材料采用LYP100、LYP160、LYP225或Q235等级钢材；所述普通钢支撑采用普通支撑或防屈曲支撑，材料采用Q345、Q390或Q420等级钢材；所述普通钢框架梁的材料采用Q345、Q390或Q420等级钢材；所述高强钢框架柱的材料采用Q460、Q500、Q550、Q620、Q690或以上强度等级的钢材。

优选地，所述低屈服点钢连梁与所述普通钢框架梁、所述高强钢框架柱的连接采用螺栓连接的刚接方式；所述普通钢支撑与所述普通钢框架梁、所述高强钢框架柱和所述普通钢框架梁的连接节点的连接采用焊缝连接或螺栓连接的刚接或铰接方式。

优选地，所述普通钢框架梁与所述高强钢框架柱的连接采用焊缝连接、螺栓连接或栓焊混接的刚接方式。

优选地，所述普通钢框架梁与所述高强钢框架柱的连接采用常规型节点、梁端削弱型节点或梁端加强型节点。

相比现有技术，本实用新型的钢结构体系的高性能在于：

(1)综合利用三种强度的钢材，采用低屈服点钢材发挥其屈服后耗能能力强的优势，采用高强度钢材发挥其强度高的优势，可有效建立“强支撑弱连梁、强梁弱支撑、强柱弱梁”的梯度耗能机制；

(2)综合利用四种形式的构件，建立四道抗震防线，同时，基于本实用新型的设计方法进行各构件的承载能力设计，可有效实施“小震不坏、中震可修、大震不倒”的基本抗震设计原则；

(3)对该体系进行结构设计时可选择小震下低屈服点钢连梁是否屈服耗能、中震下低屈服点钢连梁屈服耗能且震后可快速更换修复而普通钢支撑和框架梁是否屈服耗能、大震下低屈服点钢连梁及普通钢支撑和框架梁屈服耗能且震后仍可实现更换修复而高强钢框架柱是否屈服耗能，从而有效实现该钢结构体系抗震性能化设计和可恢复功能设计的理念。

附图说明

图1是本实用新型的高性能钢结构体系的实施例一结构示意图。

图2是本实用新型的高性能钢结构体系的实施例二结构示意图。

图3是本实用新型的高性能钢结构体系的实施例三结构示意图。

图4是本实用新型的高性能钢结构体系的实施例四结构示意图。

图中：1-低屈服点钢连梁；2-普通钢支撑；3-普通钢框架梁；4-高强钢框架柱。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型的实用新型目的作进一步详细地描述，实施例不能在此一一赘述，但本实用新型的实施方式并不因此限定于以下实施例。

实施例一

如图1所示，一种高强钢柱-普通钢梁钢支撑-低屈服点钢连梁可复位结构，包括低屈服点钢连梁1、普通钢支撑2、普通钢框架梁3和高强钢框架柱4，每层中所述低屈服点钢连梁1的一端与所述普通钢框架梁3连接，另一端与另一所述普通钢框架梁3连接；所述普通钢支撑2的上端与所述普通钢框架梁3端部连接，下端与所述高强钢框架柱4和另一所述普通钢框架梁3的连接节点相连接；所述普通钢框架梁3的一端与所述低屈服点钢连梁1连接，另一端与所述高强钢框架柱4连接；当地震作用发生时，所述低屈服点钢连梁1能够率先屈服耗能，成为抗震设防的第一道防线，且震后可快速更换，呈八字形支撑分布的所述普通钢支撑2的屈服耗能在所述低屈服点钢连梁1之后，成为抗震设防的第二道防线，且震后亦可修复更换，所述普通钢框架梁3的屈服耗能在所述普通钢支撑2之后，成为抗震设防的第三道防线，所述高强钢框架柱4的屈服耗能在所述普通钢框架梁3之后，成为抗震设防的第四道防线。

在地震荷载组合工况下各个构件的作用效应设计值E_d不大于各个构件的承载力设计值R_d，且所述高强钢框架柱4的设计承载力R_c,d不小于所述普通钢框架梁3的设计承载力R_b,d，所述普通钢框架梁3的设计承载力R_b,d不小于所述普通钢支撑2的设计承载力R_r,d，所述普通钢支撑2的设计承载力R_r,d不小于所述低屈服点钢连梁1的设计承载力R_l,d，其中各个构件的承载力设计值R_d包括轴向设计承载力N_Rd、抗弯设计承载力M_Rd和抗剪设计承载力V_Rd。

具体而言，所述低屈服点钢连梁1的承载力通过如下公式求得：

N_l,Rd≥N_l,Ed＝N_l,Ed,G+N_l,Ed,E (1)

M_l,Rd(N_l,Ed)≥M_{l,Ed＝Ml,Ed,G+Ml,Ed,E} (2)

V_l,Rd≥V_l,Ed＝V_l,Ed,G+V_l,Ed,E (3)

式中：N_l,Rd、M_l,Rd(N_l,Ed)、V_l,Rd分别为所述低屈服点钢连梁1的轴向承载力设计值、考虑设计地震荷载组合工况下轴力作用折减的抗弯承载力设计值、抗剪承载力设计值；N_l,Ed为设计地震荷载组合工况下所述低屈服点钢连梁1的轴力作用设计值，N_l,Ed,G、N_l,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下所述低屈服点钢连梁1的轴力作用设计值；M_l,Ed为设计地震荷载组合工况下所述低屈服点钢连梁1的弯矩作用设计值，M_l,Ed,G、M_l,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下所述低屈服点钢连梁1的弯矩作用设计值；V_l,Ed为设计地震荷载组合工况下所述低屈服点钢连梁1的剪力作用设计值，V_l,Ed,G、V_l,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下所述低屈服点钢连梁1的剪力作用设计值。

所述普通钢支撑2的承载力通过如下公式求得：

N_r,Rd≥N_r,Ed＝N_r,Ed,G+Ω_rN_r,Ed,E (4)

式中：N_r,Rd为所述普通钢支撑2的轴向承载力设计值，对普通支撑分拉压两种受力状态分别取受拉屈服承载力和受压屈曲承载力，对防屈曲支撑取屈服承载力；N_r,Ed为设计地震荷载组合工况下所述普通钢支撑2的轴力作用设计值，N_r,Ed,G、N_r,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下所述普通钢支撑2的轴力作用设计值；Ω_r为所述普通钢支撑2的承载力增强系数，γ_l,ov为所述低屈服点钢连梁1所采用的低屈服点钢材考虑强化作用和预期屈服强度大于实际屈服强度的材料超强系数，为体系中任一所述低屈服点钢连梁1的抗剪承载力设计值和重力荷载代表值下剪力作用设计值之间的差值与其在设计地震荷载下的剪力作用设计值的比值，为体系中任一所述低屈服点钢连梁1的抗弯承载力设计值和重力荷载代表值下弯矩作用设计值之间的差值与其在设计地震荷载下的弯矩作用设计值的比值。

所述普通钢框架梁3的承载力通过如下公式求得：

N_b,Rd≥N_b,Ed＝N_b,Ed,G+Ω_bN_b,Ed,E (6)

M_b,Rd(N_b,Ed)≥M_{b,Ed＝Mb,Ed,G+ΩbMb,Ed,E} (7)

V_b,Rd≥V_b,Ed＝V_b,Ed,G+Ω_bV_b,Ed,E (8)

式中：N_b,Rd、M_b,Rd(N_b,Ed)、V_b,Rd分别为所述普通钢框架梁3的轴向承载力设计值、考虑设计地震荷载组合工况下轴力作用折减的抗弯承载力设计值、抗剪承载力设计值；N_b,Ed为设计地震荷载组合工况下所述普通钢框架梁3的轴力作用设计值，N_b,Ed,G、N_b,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下所述普通钢框架梁3的轴力作用设计值；M_b,Ed是设计地震荷载组合工况下所述普通钢框架梁3的弯矩作用设计值，M_b,Ed,G、M_b,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下所述普通钢框架梁3的弯矩作用设计值；V_b,Ed是设计地震荷载组合工况下所述普通钢框架梁3的剪力作用设计值，V_b,Ed,G、V_b,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下所述普通钢框架梁3的剪力作用设计值；Ω_b为所述普通钢框架梁3的承载力增强系数，γ_r,ov为所述普通钢支撑2所采用的普通强度钢材考虑强化作用和预期屈服强度大于实际屈服强度的材料超强系数，为体系中任一所述普通钢支撑2的轴向承载力设计值和重力荷载代表值下轴力作用设计值之间的差值与其在设计地震荷载下的轴力作用设计值的比值。

所述高强钢框架柱4的承载力通过如下公式求得：

N_c,Rd≥N_c,Ed＝N_c,Ed,G+Ω_cN_c,Ed,E (10)

M_c,Rd(N_c,Ed)≥M_{c,Ed＝Mc,Ed,G+ΩcMc,Ed,E} (11)

V_c,Rd≥V_c,Ed＝V_c,Ed,G+Ω_cV_c,Ed,E (12)

式中：N_c,Rd、M_c,Rd(N_c,Ed)、V_c,Rd分别为所述高强钢框架柱4的轴向承载力设计值、考虑设计地震荷载组合工况下轴力作用折减的抗弯承载力设计值、抗剪承载力设计值；N_c,Ed为设计地震荷载组合工况下所述高强钢框架柱4的轴力作用设计值，N_c,Ed,G、N_c,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下所述高强钢框架柱4的轴力作用设计值；M_c,Ed为设计地震荷载组合工况下所述高强钢框架柱4的弯矩作用设计值，M_c,Ed,G、M_c,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下所述高强钢框架柱4的弯矩作用设计值；V_c,Ed为设计地震荷载组合工况下所述高强钢框架柱4的剪力作用设计值，V_c,Ed,G、V_c,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下所述高强钢框架柱4的剪力作用设计值；Ω_c为所述高强钢框架柱4的承载力增强系数，γ_b,ov为所述普通钢框架梁3所采用的普通强度钢材考虑强化作用和预期屈服强度大于实际屈服强度的材料超强系数，为体系中任一所述普通钢框架梁3的抗弯承载力设计值和重力荷载代表值下弯矩作用设计值之间的差值与其在设计地震荷载下的弯矩作用设计值的比值。

另外，所述低屈服点钢连梁1采用剪切型、弯曲型或弯剪型连梁，材料采用LYP100、LYP160、LYP225或Q235等级钢材；所述普通钢支撑2采用防屈曲支撑或普通支撑，材料采用Q345、Q390或Q420等级钢材；所述普通钢框架梁3的材料采用Q345、Q390或Q420等级钢材；所述高强钢框架柱4的材料采用Q460、Q500、Q550、Q620、Q690或以上强度等级的钢材。

在连接方式上，所述低屈服点钢连梁1与所述普通钢框架梁3、所述高强钢框架柱4的连接采用螺栓连接的刚接方式；所述普通钢支撑2与所述普通钢框架梁3、所述高强钢框架柱4和所述普通钢框架梁3的连接节点的连接采用焊缝连接或螺栓连接的刚接或铰接方式。

所述普通钢框架梁3与所述高强钢框架柱4的连接采用焊缝连接、螺栓连接或栓焊混接的刚接方式。

所述普通钢框架梁3与所述高强钢框架柱4的连接采用常规型节点、梁端削弱型节点或梁端加强型节点。

实施例二

如图2所示，本实施例与实施例一的区别在于：

一种高强钢柱-普通钢梁钢支撑-低屈服点钢连梁可复位结构，包括低屈服点钢连梁1、普通钢支撑2、普通钢框架梁3和高强钢框架柱4，所述低屈服点钢连梁1的一端与所述普通钢框架梁3连接，另一端与另一所述普通钢框架梁3连接；所述普通钢支撑2的下端与所述普通钢框架梁3端部连接，上端与所述高强钢框架柱4和另一所述普通钢框架梁3的连接节点相连接；所述普通钢框架梁3的一端与所述低屈服点钢连梁1连接，另一端与所述高强钢框架柱4连接；当地震作用发生时，所述低屈服点钢连梁1能够率先屈服耗能，成为抗震设防的第一道防线，且震后可快速更换，呈倒八字形支撑分布的所述普通钢支撑2的屈服耗能在所述低屈服点钢连梁1之后，成为抗震设防的第二道防线，且震后亦可修复更换，所述普通钢框架梁3的屈服耗能在所述普通钢支撑2之后，成为抗震设防的第三道防线，所述高强钢框架柱4的屈服耗能在所述普通钢框架梁3之后，成为抗震设防的第四道防线。

实施例三

如图3所示，本实施例与实施例一的区别在于：

一种高强钢柱-普通钢梁钢支撑-低屈服点钢连梁可复位结构，包括低屈服点钢连梁1、普通钢支撑2、普通钢框架梁3和高强钢框架柱4，所述低屈服点钢连梁1的一端与所述普通钢框架梁3连接，另一端与所述高强钢框架柱4连接；所述普通钢支撑2的上端与所述普通钢框架梁3端部连接，下端与所述高强钢框架柱4和另一所述普通钢框架梁3的连接节点相连接；所述普通钢框架梁3的一端与所述低屈服点钢连梁1连接，另一端与所述高强钢框架柱4连接；当地震作用发生时，所述低屈服点钢连梁1能够率先屈服耗能，成为抗震设防的第一道防线，且震后可快速更换，倾斜设置的所述普通钢支撑2的屈服耗能在所述低屈服点钢连梁1之后，成为抗震设防的第二道防线，且震后亦可修复更换，所述普通钢框架梁3的屈服耗能在所述普通钢支撑2之后，成为抗震设防的第三道防线，所述高强钢框架柱4的屈服耗能在所述普通钢框架梁3之后，成为抗震设防的第四道防线。

实施例四

如图4所示，本实施例与实施例一的区别在于：

一种高强钢柱-普通钢梁钢支撑-低屈服点钢连梁可复位结构，包括低屈服点钢连梁1、普通钢支撑2、普通钢框架梁3和高强钢框架柱4，所述低屈服点钢连梁1的一端与所述普通钢框架梁3连接，另一端与所述高强钢框架柱4连接；所述普通钢支撑2的上端与所述普通钢框架梁3端部连接，下端与另一所述普通钢框架梁3的中部相连接；所述普通钢框架梁3的一端与所述低屈服点钢连梁1连接，另一端与另一低屈服点钢连梁1连接；当地震作用发生时，所述低屈服点钢连梁1能够率先屈服耗能，成为抗震设防的第一道防线，且震后可快速更换，呈倒三角形分布设置的所述普通钢支撑2的屈服耗能在所述低屈服点钢连梁1之后，成为抗震设防的第二道防线，且震后亦可修复更换，所述普通钢框架梁3的屈服耗能在所述普通钢支撑2之后，成为抗震设防的第三道防线，所述高强钢框架柱4的屈服耗能在所述普通钢框架梁3之后，成为抗震设防的第四道防线。

上述实施例提出的钢结构体系可发挥三种强度钢材的优势，综合利用四种形式构件进行四道抗震设防，既能够满足结构刚度和强度的需要，也能够有效保证地震作用下形成具有良好延性的梯度耗能机制，更能够实现地震后的快速修复和构件更换，大大提高整个结构体系的抗震性能和功能可恢复性。

本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高强钢柱-普通钢梁钢支撑-低屈服点钢连梁可复位结构，其特征在于，包括低屈服点钢连梁、普通钢支撑、普通钢框架梁和高强钢框架柱，所述低屈服点钢连梁的一端与所述普通钢框架梁连接，另一端与另一所述普通钢框架梁连接，或与所述高强钢框架柱连接；所述普通钢支撑的上端与所述普通钢框架梁端部连接，下端与所述高强钢框架柱和另一所述普通钢框架梁的连接节点相连接，或与另一所述普通钢框架梁中部连接；所述普通钢框架梁的一端与所述低屈服点钢连梁连接，另一端与所述高强钢框架柱连接，或与另一所述低屈服点钢连梁连接；当地震作用发生时，所述低屈服点钢连梁能够率先屈服耗能，成为抗震设防的第一道防线，且震后可快速更换，所述普通钢支撑的屈服耗能在所述低屈服点钢连梁之后，成为抗震设防的第二道防线，且震后亦可修复更换，所述普通钢框架梁的屈服耗能在所述普通钢支撑之后，成为抗震设防的第三道防线，所述高强钢框架柱的屈服耗能在所述普通钢框架梁之后，成为抗震设防的第四道防线。

2.根据权利要求1所述的高强钢柱-普通钢梁钢支撑-低屈服点钢连梁可复位结构，其特征在于，在地震荷载组合工况下各个构件的作用效应设计值E_d不大于各个构件的承载力设计值R_d，且所述高强钢框架柱的设计承载力R_c,d不小于所述普通钢框架梁的设计承载力R_b,d，所述普通钢框架梁的设计承载力R_b,d不小于所述普通钢支撑的设计承载力R_r,d，所述普通钢支撑的设计承载力R_r,d不小于所述低屈服点钢连梁的设计承载力R_l,d，其中各个构件的承载力设计值R_d包括轴向设计承载力N_Rd、抗弯设计承载力M_Rd和抗剪设计承载力V_Rd。

3.根据权利要求2所述的高强钢柱-普通钢梁钢支撑-低屈服点钢连梁可复位结构，其特征在于，所述低屈服点钢连梁的承载力通过如下公式求得：

N_l,Rd≥N_l,Ed＝N_l,Ed,G+N_l,Ed,E

M_l,Rd(N_l,Ed)≥M_l,Ed＝M_l,Ed,G+M_l,Ed,E

V_l,Rd≥V_l,Ed＝V_l,Ed,G+V_l,Ed,E

式中：N_l,Rd、M_l,Rd(N_l,Ed)、V_l,Rd分别为所述低屈服点钢连梁的轴向承载力设计值、考虑设计地震荷载组合工况下轴力作用折减的抗弯承载力设计值、抗剪承载力设计值；N_l,Ed为设计地震荷载组合工况下所述低屈服点钢连梁的轴力作用设计值，N_l,Ed,G、N_l,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下所述低屈服点钢连梁的轴力作用设计值；M_l,Ed为设计地震荷载组合工况下所述低屈服点钢连梁的弯矩作用设计值，M_l,Ed,G、M_l,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下所述低屈服点钢连梁的弯矩作用设计值；V_l,Ed为设计地震荷载组合工况下所述低屈服点钢连梁的剪力作用设计值，V_l,Ed,G、V_l,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下所述低屈服点钢连梁的剪力作用设计值。

4.根据权利要求2所述的高强钢柱-普通钢梁钢支撑-低屈服点钢连梁可复位结构，其特征在于，所述普通钢支撑的承载力通过如下公式求得：

N_r,Rd≥N_r,Ed＝N_r,Ed,G+Ω_rN_r,Ed,E

式中：N_r,Rd为所述普通钢支撑的轴向承载力设计值，对普通支撑分拉压两种受力状态分别取受拉屈服承载力和受压屈曲承载力，对防屈曲支撑取屈服承载力；N_r,Ed为设计地震荷载组合工况下所述普通钢支撑的轴力作用设计值，N_r,Ed,G、N_r,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下所述普通钢支撑的轴力作用设计值；Ω_r为所述普通钢支撑的承载力增强系数，γ_l,ov为所述低屈服点钢连梁所采用的低屈服点钢材考虑强化作用和预期屈服强度大于实际屈服强度的材料超强系数，为体系中任一所述低屈服点钢连梁的抗剪承载力设计值和重力荷载代表值下剪力作用设计值之间的差值与其在设计地震荷载下的剪力作用设计值的比值，为体系中任一所述低屈服点钢连梁的抗弯承载力设计值和重力荷载代表值下弯矩作用设计值之间的差值与其在设计地震荷载下的弯矩作用设计值的比值。

5.根据权利要求2所述的高强钢柱-普通钢梁钢支撑-低屈服点钢连梁可复位结构，其特征在于，所述普通钢框架梁的承载力通过如下公式求得：

N_b,Rd≥N_b,Ed＝N_b,Ed,G+Ω_bN_b,Ed,E

M_b,Rd(N_b,Ed)≥M_b,Ed＝M_b,Ed,G+Ω_bM_b,Ed,E

V_b,Rd≥V_b,Ed＝V_b,Ed,G+Ω_bV_b,Ed,E

式中：N_b,Rd、M_b,Rd(N_b,Ed)、V_b,Rd分别为所述普通钢框架梁的轴向承载力设计值、考虑设计地震荷载组合工况下轴力作用折减的抗弯承载力设计值、抗剪承载力设计值；N_b,Ed为设计地震荷载组合工况下所述普通钢框架梁的轴力作用设计值，N_b,Ed,G、N_b,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下所述普通钢框架梁的轴力作用设计值；M_b,Ed是设计地震荷载组合工况下所述普通钢框架梁的弯矩作用设计值，M_b,Ed,G、M_b,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下所述普通钢框架梁的弯矩作用设计值；V_b,Ed是设计地震荷载组合工况下所述普通钢框架梁的剪力作用设计值，V_b,Ed,G、V_b,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下所述普通钢框架梁的剪力作用设计值；Ω_b为所述普通钢框架梁的承载力增强系数，γ_r,ov为所述普通钢支撑所采用的普通强度钢材考虑强化作用和预期屈服强度大于实际屈服强度的材料超强系数，为体系中任一所述普通钢支撑的轴向承载力设计值和重力荷载代表值下轴力作用设计值之间的差值与其在设计地震荷载下的轴力作用设计值的比值。

6.根据权利要求2所述的高强钢柱-普通钢梁钢支撑-低屈服点钢连梁可复位结构，其特征在于，所述高强钢框架柱的承载力通过如下公式求得：

N_c,Rd≥N_c,Ed＝N_c,Ed,G+Ω_cN_c,Ed,E

M_c,Rd(N_c,Ed)≥M_c,Ed＝M_c,Ed,G+Ω_cM_c,Ed,E

V_c,Rd≥V_c,Ed＝V_c,Ed,G+Ω_cV_c,Ed,E

式中：N_c,Rd、M_c,Rd(N_c,Ed)、V_c,Rd分别为所述高强钢框架柱的轴向承载力设计值、考虑设计地震荷载组合工况下轴力作用折减的抗弯承载力设计值、抗剪承载力设计值；N_c,Ed为设计地震荷载组合工况下所述高强钢框架柱的轴力作用设计值，N_c,Ed,G、N_c,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下所述高强钢框架柱的轴力作用设计值；M_c,Ed为设计地震荷载组合工况下所述高强钢框架柱的弯矩作用设计值，M_c,Ed,G、M_c,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下所述高强钢框架柱的弯矩作用设计值；V_c,Ed为设计地震荷载组合工况下所述高强钢框架柱的剪力作用设计值，V_c,Ed,G、V_c,Ed,E分别为重力荷载代表值、设计地震荷载下所述高强钢框架柱的剪力作用设计值；Ω_c为所述高强钢框架柱的承载力增强系数，γ_b,ov为所述普通钢框架梁所采用的普通强度钢材考虑强化作用和预期屈服强度大于实际屈服强度的材料超强系数，为体系中任一所述普通钢梁的抗弯承载力设计值和重力荷载代表值下弯矩作用设计值之间的差值与其在设计地震荷载下的弯矩作用设计值的比值。

7.根据权利要求1所述的高强钢柱-普通钢梁钢支撑-低屈服点钢连梁可复位结构，其特征在于，所述低屈服点钢连梁采用剪切型、弯曲型或弯剪型连梁，材料采用LYP100、LYP160、LYP225或Q235等级钢材；所述普通钢支撑采用普通支撑或防屈曲支撑，材料采用Q345、Q390或Q420等级钢材；所述普通钢框架梁的材料采用Q345、Q390或Q420等级钢材；所述高强钢框架柱的材料采用Q460、Q500、Q550、Q620、Q690或以上强度等级的钢材。

8.根据权利要求1所述的高强钢柱-普通钢梁钢支撑-低屈服点钢连梁可复位结构，其特征在于，所述低屈服点钢连梁与所述普通钢框架梁、所述高强钢框架柱的连接采用螺栓连接的刚接方式；所述普通钢支撑与所述普通钢框架梁、所述高强钢框架柱和所述普通钢框架梁的连接节点的连接采用焊缝连接或螺栓连接的刚接或铰接方式。

9.根据权利要求1所述的高强钢柱-普通钢梁钢支撑-低屈服点钢连梁可复位结构，其特征在于，所述普通钢框架梁与所述高强钢框架柱的连接采用焊缝连接、螺栓连接或栓焊混接的刚接方式。

10.根据权利要求1所述的高强钢柱-普通钢梁钢支撑-低屈服点钢连梁可复位结构，其特征在于，所述普通钢框架梁与所述高强钢框架柱的连接采用常规型节点、梁端削弱型节点或梁端加强型节点。