[发明专利]一种具有高强度吸收能量功能的钢防屈曲隅撑

说明书

本发明公开了一种具有高强度吸收能量功能的钢防屈曲隅撑，包括钢框架梁、柱、防屈曲隅撑和消能连梁，梁与柱通过螺栓连接，消能连梁通过螺栓连接在柱与柱之间，防屈曲隅撑通过螺栓连接在梁柱节点附近区域内，同时在梁、柱对应位置腹板处增设加劲肋。本发明的抗震构件在正常使用状态下可发挥承载功能，加强建筑结构的整体性，保持弹性；在地震作用下分阶段发挥功能，消能连梁始终通过塑性变形吸收地震能量，防屈曲隅撑在小、中、大震下发生不同程度的变形，吸收地震能量，减少地震对房屋结构的影响；在巨震下，隅撑充分变形耗散能量，充分消耗地震作用对建筑物关键部位的冲击能量，提升所使用房屋的抗震性能，且具有快速装配的优势。

技术领域

本发明属于土木工程防震减灾领域，是一种具有防屈曲隅撑和消能连梁的新型装配式钢结构，基于钢棒通过塑性变形具有一定的耗能能力，并且消能连梁能在地震过程中保持持续的耗能性能。

背景技术

建筑抗震性作为土木工程课题研究的重要问题，始终得到研究人员的特别关注。随城市经济与科技的快速发展，保障社会稳定和经济发展成为工程关注焦点，结构整体韧性成为工程的目标，受到地震干扰时，工程结构受力特征发生改变。地震对于建筑结构的干扰，会影响建筑内部敏感物品的存放以及居民的生活，其中的易碎品及贵重物品等将会出现破损，导致财产损失、功能丧失等后果，对于居民的生命安全同样提出挑战，将严重影响社会发展安全。

钢材质作为一种常见的耗能材料，对于地震作用在结构整体的能量冲击有着较好的削弱作用，钢结构通过发生塑性变形，吸收地震能量，减少结构变形；同时钢材质具有强度高、质轻等特点，对基础和地基的影响小，易于安装。根据常规的结构力学分析可知，防屈曲隅撑改变了梁的传力路径，可分担梁承受的楼面荷载，因而显著降低梁的剪力、弯矩和挠度，变形过程中产生的水平分力由消能连梁抵抗。抗震构件在保障结构侧向刚度的同时，显著减小柱身弯矩；并且，防屈曲隅撑和消能连梁共同为柱提供了侧向约束，减小了柱的计算长度，进一步提高了柱的轴压稳定性。

为更有效保护建筑自身结构的整体性，控制结构变形，保护内部敏感物品的保存功能，本发明提供了一种具有防屈曲隅撑和消能连梁的新型装配式钢结构，能够大幅度吸收地震波对建筑作用的能量，减少结构自身变形。在地震作用下，相邻两跨的内侧框架柱在竖直方向上产生位移差，从而引起消能连梁的平面内变形吸收地震能量，在小、中、大震下，防屈曲隅撑产生不同程度的变形，吸收地震产生的对建筑结构的影响；在巨震下，消能连梁仍通过塑性变形吸收地震能量，隅撑进一步充分变形耗散能量，充分减少了地震作用对建筑物关键构件的冲击能量。且新型装配式钢结构具有快速装配的优势，在保持安装效率的同时，提升所使用房屋的抗震性能。

发明内容

针对地震对于建筑结构整体性以及变形问题，本发明提出一种具有防屈曲隅撑和消能连梁的新型装配式钢结构，该结构体系能够削弱地震对结构自身的影响，通过结构部件吸收外界能量，从而减少结构本身受到冲击时所承受的能量。同时与中心和偏心支撑相比，隅撑式布置方式极大的减小了对建筑室内空间、建筑外观和建筑使用功能的影响。能够有效解决建筑施工的效率问题，通过装配式安装，以较高效率施工的同时，提升结构抗震性能。

为解决上述问题，本发明提出一种具有防屈曲隅撑和消能连梁的新型装配式钢结构，包括：防屈曲隅撑、螺栓、柱、加劲肋、梁和消能连梁。梁和柱通过螺栓进行连接，消能连梁通过螺栓连接在柱与柱之间，在地震作用时，相邻两跨的内侧框架柱在竖直方向上产生位移差，消能连梁通过约束柱左右位移变形，减少建筑结构整体变形，防屈曲隅撑通过螺栓连接在柱和梁上，加劲肋通过焊接固定在梁和柱的腹板上。