CN213014685U - 一种双菱形网格支撑双重抗侧力支撑框架 - Google Patents

Abstract

一种双菱形网格支撑双重抗侧力支撑框架，包括立柱、横梁、菱形网格和内菱形网格；两个立柱平行设置，若干横梁等间距垂直设置在两个立柱之间，将两个立柱之间隔成若干矩形框；每个矩形框内均固定设置有菱形网格，菱形网格的对角线垂直于立柱或横梁；内菱形网格设置在菱形网格内部。本实用新型网格支撑有效的减小了支撑杆件的计算长度，支撑杆件长细比小，抗屈曲能力好，不易发生支撑杆件屈曲破坏，易于控制支撑屈曲破坏。

Description

一种双菱形网格支撑双重抗侧力支撑框架

技术领域

本实用新型属于建筑工程支撑结构技术领域，特别涉及一种双菱形网格支撑双重抗侧力支撑框架。

背景技术

钢结构建筑由于构件可以工厂化制作，现场安装，因而能够大大减少工期，且钢结构建筑中的钢材可以回收利用，可以大大减少建筑垃圾，更绿色环保，因而被广泛采用，应用在工业建筑及民用建筑中。这就迫切需要新的技术支持多高层建筑的设计与建设。

对于钢结构而言，高层，超高层住宅随着高度的增加,侧向荷载效应(包括地震作用和风荷载等)的影响处于突出地位，因此通常通过抗侧力构件提高结构的抗侧力和抗震能力，钢框架-支撑体系是多高层钢结构中常用体系。

现有的钢结构建筑中为了提高建筑的抗侧刚度及抗侧承载力，通常采用大支撑等构件，结构的延性差，尤其在往复的水平地震作用下,当结构的受力进入弹塑性范围时，楼层的抗剪能力和结构的抗侧刚度急剧下降，层间侧移过度增大,最终导致结构整体失稳破坏。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种双菱形网格支撑双重抗侧力支撑框架，以解决上述问题。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种双菱形网格支撑双重抗侧力支撑框架，包括立柱、横梁、菱形网格和内菱形网格；两个立柱平行设置，若干横梁等间距垂直设置在两个立柱之间，将两个立柱之间隔成若干矩形框；每个矩形框内均固定设置有菱形网格，菱形网格的对角线垂直于立柱或横梁；内菱形网格设置在菱形网格内部。

进一步的，菱形网格包括支撑杆、端板和传力板；四个支撑杆焊接形成菱形框架，菱形框架的四个拐角处均焊接有端板，传力板焊接在端板上。

进一步的，内菱形网格包括四个内支撑杆，四个内支撑杆焊接在菱形框架内部，也构成一个菱形，形成双菱形网格结构。

进一步的，矩形框的四个边的中点均焊接有节点板，节点板和传力板上均设置有相匹配的螺栓孔；节点板和传力板通过螺栓固定连接。

进一步的，立柱为矩形钢管柱、圆形钢管柱、矩形钢管混凝土柱或圆形钢管混凝土柱；横梁为工字型钢梁。

进一步的，支撑杆为方钢管、圆形钢管、工字钢支撑、T型钢支撑、L型钢支撑、槽形钢支撑、十字形钢支撑或L形钢支撑。

与现有技术相比，本实用新型有以下技术效果：

本实用新型的网格支撑体系有效减小了支撑杆件的计算长度，支撑杆件长细比小，抗屈曲能力好,不易发生支撑杆件屈曲破坏，易于控制支撑屈曲破坏。

本实用新型减小杆件尺寸，方便支撑隐藏在墙体内，实现围护结构一体化，有利于建筑美观和功能设计。

本实用新型网格支撑结构的刚度退化慢更利于抗震耗能，由于有双重抗拉压杆件，当某一杆件破坏后，内力重新分配，其他杆件仍能提供刚度，整个结构刚度退化较慢，延性性能更好。同时仍具有较大刚度和承载能力。

本实用新型网格支撑可在工厂预制，与框架通过螺栓连接，提高了结构的装配化和拼装速度，充分适应装配式钢结构的要求和特点，符合装配式建筑发展要求。

本实用新型构造简单、安装、替换、运输方便，网格支撑可分离装配，也可围护墙体一体化，整体吊装，易于实现装配化。

附图说明

图1是本实用新型框架详图；

图2是本实用新型网格支撑详图；

图3是本实用新型节点连接详图；

图4是本实用新型整体结构示意图；

图5(a)-(c)是本实用新型屈服破坏过程示意图；

图6是本实用新型的荷载-位移曲线示意图；

图中：1、立柱；2、梁；3、节点板；5、端板；6、传力板；7、支撑杆；8、内支撑杆。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进一步说明：

请参阅图1至图4，一种双菱形网格支撑双重抗侧力支撑框架，包括立柱1、横梁2、菱形网格和内菱形网格；两个立柱1平行设置，若干横梁2等间距垂直设置在两个立柱1之间，将两个立柱1之间隔成若干矩形框；每个矩形框内均固定设置有菱形网格，菱形网格的对角线垂直于立柱1或横梁2；内菱形网格设置在菱形网格内部。

菱形网格包括支撑杆7、端板5和传力板6；四个支撑杆7焊接形成菱形框架，菱形框架的四个拐角处均焊接有端板5，传力板6焊接在端板5上。

内菱形网格包括四个内支撑杆8，四个内支撑杆8焊接在菱形框架内部，也构成一个菱形，形成双菱形网格结构。

矩形框的四个边的中点均焊接有节点板3，节点板3和传力板6上均设置有相匹配的螺栓孔；节点板3和传力板6通过螺栓固定连接。

立柱1为矩形钢管柱、圆形钢管柱、矩形钢管混凝土柱或圆形钢管混凝土柱；横梁2为工字型钢梁。

支撑杆7为方钢管、圆形钢管、工字钢支撑、T型钢支撑、L型钢支撑、槽形钢支撑、十字形钢支撑或L形钢支撑。

如图1本实用新型的框架详图所示，单跨两层的框架由两根立柱1和两根梁2组成，两根立柱竖直布置，横梁两端焊接在立柱上，在框架柱与支撑连接位置焊接节点板3，支撑与梁2连接位置在梁上焊接节点板4。

如图2本实用新型网格支撑详图所示，双菱形网格支撑包括支撑杆7、内支撑杆8。四根支撑7对称布置构成一个菱形并在四个节点端部焊接端板5，在端板5上焊接传力板6，四根内支撑杆8焊接在支撑杆7构成的菱形内部，也构成一个菱形，形成双菱形网格支撑，此结构可工厂预制。

如图3本实用新型节点连接详图所示，网格支撑通过支撑端板上的传力板与框架的节点板通过螺栓相连接。此外网格支撑均也可通过在支撑端板与梁柱上设置对应的螺栓孔，通过端板与梁柱直接螺栓连接。

如图4本实用新型整体结构示意图所示，网格支撑通过图3所示的连接方式与框架连接，形成本实用新型专利。

本实用新型一种双菱形网格支撑双重抗侧力支撑框架单元有效减小杆件长度与尺寸的同时提高建筑的抗侧力稳定性和结构延性。网格支撑单元通过螺栓与结构连接，提高了结构的装配化和拼装速度。

下面通过对本实用新型进行有限元模拟来说明双菱形网格支撑双重抗侧力支撑框架单元的力学性能。

利用ABAQUS软件对双菱形网格支撑双重抗侧力支撑框架单元进行有限元模拟，框架梁为400×200×8×12，框架立柱为350×350×14，支撑为110×110×6，有限元分析结果如图5和图6所示。

由于采用双菱形网格支撑，结构的延性和抗震性能均比较好。双菱形网格支撑破坏顺序如图5(a)-(c)所示，随着顶点位移的增加，框架支撑体系中网格支撑起到第一道防线的作用，承担大部分侧向荷载，根据荷载-位移曲线以及MISIS位移云图显示，在较大位移且支撑杆件出现个别破坏的情况下，网格支撑由于仍能通过应力重分布继续承担侧向荷载，不至于结构刚度出现大幅下降，保证整体结构刚度退化较慢，之后框架中间的横梁和网格支撑右上的支撑杆件受压破坏，整体结构的最终破坏如图5(c)。

本实用新型根据抗震概念设计原则，提供了一种双菱形网格支撑双重抗侧力支撑框架单元，在地震作用下支撑首先通过弹塑性变形耗能，同时双菱形支撑由于将支撑力离散化为多个杆件，当某一杆件破坏后，内力重新分配，其他杆件仍能提供刚度，整个结构刚度退化较慢，延性性能更好。另外，在初始刚度方面，双菱形网格支撑在不增加用钢量的前提下，仍具有较大刚度和承载能力。由图6本实用新型的荷载-位移曲线示意图可看出，双菱形网格支撑的耗能能力好，有利于提高结构延性和抗侧力性能。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式仅限于此，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单的推理或替换，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (6)

1.一种双菱形网格支撑双重抗侧力支撑框架，其特征在于，包括立柱(1)、横梁(2)、菱形网格和内菱形网格；两个立柱(1)平行设置，若干横梁(2)等间距垂直设置在两个立柱(1)之间，将两个立柱(1)之间隔成若干矩形框；每个矩形框内均固定设置有菱形网格，菱形网格的对角线垂直于立柱(1)或横梁(2)；内菱形网格设置在菱形网格内部。

2.根据权利要求1所述的一种双菱形网格支撑双重抗侧力支撑框架，其特征在于，菱形网格包括支撑杆(7)、端板(5)和传力板(6)；四个支撑杆(7)焊接形成菱形框架，菱形框架的四个拐角处均焊接有端板(5)，传力板(6)焊接在端板(5)上。

3.根据权利要求2所述的一种双菱形网格支撑双重抗侧力支撑框架，其特征在于，内菱形网格包括四个内支撑杆(8)，四个内支撑杆(8)焊接在菱形框架内部，也构成一个菱形，形成双菱形网格结构。

4.根据权利要求2所述的一种双菱形网格支撑双重抗侧力支撑框架，其特征在于，矩形框的四个边的中点均焊接有节点板(3)，节点板(3)和传力板(6)上均设置有相匹配的螺栓孔；节点板(3)和传力板(6)通过螺栓固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种双菱形网格支撑双重抗侧力支撑框架，其特征在于，立柱(1)为矩形钢管柱、圆形钢管柱、矩形钢管混凝土柱或圆形钢管混凝土柱；横梁(2)为工字型钢梁。

6.根据权利要求1所述的一种双菱形网格支撑双重抗侧力支撑框架，其特征在于，支撑杆(7)为方钢管、圆形钢管、工字钢支撑、T型钢支撑、L型钢支撑、槽形钢支撑、十字形钢支撑或L形钢支撑。

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