[发明专利]一种装配式自复位抗震钢桁架梁体系

说明书

本发明公开了一种装配式自复位抗震钢桁架梁体系，包括两平行布置的型钢柱和它们之间可拆卸连接的上弦梁、下弦梁及上、下弦梁之间连接的多根腹杆，它们的下端铰接于同一滑杆上，下弦梁上设置有滑槽构件，滑杆位于滑槽构件的滑槽中，滑杆两端与滑槽构件的端板之间设置有SMA阻尼器；上弦梁和下弦梁之间连接有软钢阻尼器。小震时主要通过上下弦梁之间的软钢阻尼器耗能，通过SMA阻尼器减少地震能量输入，通过预应力钢锚索复位。中大震时，通过软钢阻尼器、SMA阻尼器共同耗能，通过SMA阻尼器和预应力钢锚索复位。震后仅需更换软钢阻尼器。

技术领域

本发明属于建筑工程的抗震领域，具体为一种装配式自复位抗震钢桁架梁体系。

背景技术

在地震来临时传统建筑物的破坏可以因地表破坏而引起，而更常见的是由于地震导致的地面运动动力作用所引起。因此如何最大程度地限制和减轻地震对建筑物带来的损伤。

由于钢材具有良好的延性，可通过塑性变形来消耗地震能量，所以传统的钢结构被视为具有良好的抗震性能。目前传统的钢结构在进行抗震设计多采用塑性抗震设计，即在保证结构构件不丧失局部稳定和侧向稳定的情况下，选定结构构件的特定部位并形成塑性铰以降低刚度、延长周期，同时利用塑性铰的滞回特性来提供耗能能力。因此，结构构件的损伤是不可避免的，然而经历过地震作用的钢结构会产生较大的残余变形，地震中损伤的桥墩塑性铰区可能难以修复或较长时间修复，抗震性能难以恢复到正常状态，需要耗费较大成本修复甚至只能推倒重建，造成巨大的经济损失。

自复位结构是一种可以有效控制结构变形的新型结构形式，它与传统钢结构不同的是其主要是由框架梁柱、预应力构件、消能元件组成。在地震过程中，允许梁柱之间产生较小的缝隙，地震能量主要通过阻尼器、防屈曲杆件等消能元件来消耗，从而使得梁柱结构在一定程度上维持弹性状态，避免主体结构构件发生较大的损伤。在地震作用结束后，通过自复位结构内部的预应力构件发挥作用，使结构尽可能的回复到初始位置以减少结构的残余变形。仅需通过重新替换受到损伤的消能元件就能使整体结构恢复到正常使用功能。

目前关于自复位结构的研究已经取得了不少成果，但由于自复位梁与柱之间在水平荷载作用下会产生缝隙，因此还需要对与梁相连的楼板进行特殊设计，同时使得钢桁架和下弦杆之间能够产生相对位移，以降低地震作用对结构造成的损伤。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可保证梁体系结构在遭遇较大地震时，主体结构不会损坏，震后仅通过更换消能元件便可以恢复结构的正常使用功能的装配式自复位抗震钢桁架梁体系。

本发明提供的这种装配式自复位抗震钢桁架梁体系，包括两平行布置的型钢柱和它们之间可拆卸连接的上弦梁、下弦梁及上、下弦梁之间连接的多根腹杆，其特征在于：多根腹杆的下端铰接于同一滑杆上，下弦梁上设置有滑槽构件，滑杆位于滑槽构件的滑槽中，滑杆两端与滑槽构件的端板之间设置有SMA阻尼器；上弦梁和下弦梁之间连接有软钢阻尼器。

上述体系的一种实施方式中，所述型钢柱、上弦梁和下弦梁均采用工字钢制作，两型钢柱以翼板相对布置，上弦梁和下弦梁的翼板沿水平方向布置。

上述体系的一种实施方式中，所述上弦梁和下弦梁的腹板两端通过高强螺栓固定有矩形联板，矩形联板的外端与所述型钢柱的内侧翼板焊接固定

上述体系的一种实施方式中，所述上弦梁下翼板的宽度方向中心面上铰接有多个用于连接所述腹杆的铰接座；所述滑杆为矩形杆，其顶面设置有用于连接所述腹杆的铰接座。

上述体系的一种实施方式中，所述滑槽构件为顶面有纵向通槽、两端有端板的矩形管，矩形管的长度大于所述滑杆的长度，矩形管的侧板两端分别通过高强螺栓连接有矩形联板，滑杆位于矩形管的内腔中，滑杆顶面的铰接座位于矩形管顶面的纵向通槽处。