[发明专利]跨中截断式可更换钢连梁

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢连梁，特别是一种震后具有灵活更换性的跨中截断式可更换钢连梁，属于建筑物耗能减震技术领域。

背景技术

众所周知，连梁的耗能减震技术主要通过在连梁端部或跨中增设耗能器或耗能部件,为整个结构提供一定的附加刚度或附加阻尼,在外力、地震作用或风荷载作用下主要通过耗能部件来耗散输入建筑结构的能量,以减轻建筑结构的动力反应,从而更好地保护主体结构的安全,是一种有效、安全、经济且日渐成熟的工程减震技术。耗能减震装置主要有金属耗能器、摩擦耗能器、粘弹性耗能器、粘滞耗能器,前两种耗能器的耗能特性主要与耗能器两端的相对位移有关,称为位移相关型耗能器(或滞变型耗能器),后两种耗能器的耗能特性主要与耗能器两端的相对速度有关,称为速度相关型耗能器。

连梁在联肢剪力墙中除了需要有足够的强度和刚度给墙肢提供足够的约束外，其另一个主要功能就是耗散大量的地震能量保护墙肢免遭严重破坏。而现有的连梁大概有以下两种：第一种是针对传统的钢筋混凝土连梁采用不同配筋方式或构造措施来增强连梁的耗能能力，比如配置交叉暗撑，菱形配筋，在连梁中设缝等多种方法，但交叉暗撑的施工有一定难度；第二种是用钢连梁或组合连梁来代替钢筋混凝土连梁，组成混合联肢剪力墙结构，即墙体仍然是传统的钢筋混凝土墙体，连梁采用钢连梁或组合连梁，其目的是通过钢连梁或组合连梁的延性变形来耗散能量，但其缺点是震后修复或更代价较高。以上两种不足使得此类连梁在实际应用中受到了不同的限制。

发明内容

基于上述缺陷，本发明提出了一种跨中截断式可更换钢连梁，用于解决地震能量耗散以及耗能装置在发生较大塑性位移而导致破坏后不能迅速更换的技术问题。

本发明的技术方案如下：

一种跨中截断式可更换钢连梁，所述钢连梁包括翼缘传力板、耗能板、摩擦型高强螺栓、承压型高强螺栓、工字钢梁、普通螺栓、连接角钢以及预埋连接板；

其中，两块预埋连接板分别预埋于两侧的混凝土剪力墙墙肢表面；两根工字钢梁分别与两端的预埋连接板通过连接角钢以及普通螺栓垂直连接；

左、右两根工字钢梁上翼缘间以及下翼缘间均通过承压型高强螺栓连接设置有翼缘传力板；

左、右两根工字钢梁腹板间还设置有耗能板，两块耗能板对称设置于工字钢梁腹板前后两侧，所述耗能板包括跨中部位以及两端的未削弱部位，所述未削弱部位与工字钢梁腹板间通过摩擦型高强螺栓连接；

所述耗能板的跨中部位以及两端的未削弱部位形状变形处采用内凹圆弧过渡方式，以避免耗能板在截面变化处产生应力集中；

所述耗能板跨中部位的截面面积与两端未削弱部位的截面面积之和的比值为0.75～1.0。其中，该取值越小耗能越多，但抗拉或抗剪极限承载力相对降低，上述比值是根据建筑物的具体耗能要求以及耗能材料的性质优选确定的，兼顾整体结构耗能以及抗拉或抗剪极限承载力。

进一步地，所述的耗能板与工字钢梁腹板接触面采用喷砂或喷丸后生赤锈处理。

进一步地，所述翼缘传力板采用屈服强度大于等于390MPa的钢板。

进一步地，所述翼缘传力板的厚度为35～50mm。

进一步地，所述耗能板采用软钢Q235。

进一步地，所述耗能板的厚度为16～40mm。

进一步地，所述预埋连接板与剪力墙墙肢之间采用钢绞线固定连接。

进一步地，所述翼缘传力板也包括跨中部位以及两端的未削弱部位，所述耗能板的未削弱部位与工字钢梁的上、下翼缘间均通过承压型高强螺栓固定连接。

进一步地，所述翼缘传力板每一端的未削弱部位均对称布置有4根承压型高强螺栓；所述耗能板每一端的未削弱部位均对称布置有4根摩擦型高强螺栓。

上述跨中截断式可更换钢连梁的施工方法如下：

步骤一：施工混凝土剪力墙，并在两侧的混凝土剪力墙墙肢表面分别预埋预埋连接板；

步骤二：制作翼缘传力板、耗能板、工字钢梁、连接角钢，并在其上相应部位打孔，将耗能板与工字钢梁腹板接触面喷砂或喷丸后生赤锈处理；

步骤三：将两根工字钢梁分别与左、右两侧预埋的预埋连接板通过连接角钢以及普通螺栓连接，同时保持左、右两根工字钢梁的上、下翼缘均在同一水平线上；

步骤四：将两块耗能板连接设置于左、右两根工字钢梁腹板间，且两块耗能板对称夹紧设置于工字钢梁腹板前后两侧，所述耗能板两端的未削弱部位与工字钢梁腹板间通过摩擦型高强螺栓固定连接；