[发明专利]一种新型震后易修复钢异形柱框架

摘要

一种新型震后易修复钢异形柱框架，该框架的双槽钢梁通过梁端封板，与异形柱连接，形成无焊缝全螺栓的连接形式；对无焊缝全螺栓节点施加预应力钢索，形成预应力自复位节点；自复位柱脚预应力柱脚通过加强板来优化柱底部的轴向与水平向的受力性能，防屈曲钢板主要用来耗散地震能量，剪切板是防止剪力过大造成柱底的局部屈服；预应力柱脚的关键构件为预应力拉杆，拉杆的作用是对柱提供预压力使柱与梁紧密连接，从而使柱脚在承受弯矩较小时近似刚性连接，并使其具有震后自复位能力。

主权项

一种新型震后易修复钢异形柱框架，其特征在于：该新型震后易修复钢异形柱框架包括双槽钢梁（1）、等肢角钢（2）、梁柱连接板（3）、梁端腹板（4）、单根槽钢（5）、钢拉索（6）、L形异形柱（7）、T形异形柱（8）、十字形异形柱（9）、盖板（10）、防屈曲板（11）、加强板（12）、剪切板（13）、加劲肋（14）、固定角钢（15）和预应力拉杆（16）；其中，异形柱包括三种形式即L形异形柱（7）、T形异形柱（8）和十字形异形柱（9）；节点连接形式包括三种，即L形节点连接、T形节点连接和十字形节点连接；柱脚位置在异形柱与地基相连处；柱脚形式包括三种即L形柱脚、T形柱脚和十字形柱脚；其中，L形柱脚分为A、B两面，T形柱脚共分A、B、C三个面，十字形柱脚共四个面，但四个面均相同；在该新型震后易修复钢异形柱框架结构中，所涉及的梁是由型钢构成的双槽钢梁（1），双槽钢梁（1）是由两只单根槽钢（5）在梁端用梁端腹板（4）拼接成的；L形节点的连接过程为梁柱连接板（3）与梁端腹板（4）在工厂先行焊接，梁柱连接板（3）垂直于梁端腹板（4），梁端腹板（4）位于梁柱连接板（3）的中部，其高度等于双槽钢梁（1）的型钢腹板高度，现场用螺栓将焊接在一起的梁柱连接板（3）与梁端腹板（4）固定在L形异形柱（7）翼缘上；双槽钢梁（1）是由两根槽钢组成的，双槽钢梁（1）与异形柱连接时，采用单根槽钢（5）分别连接的方式，先将一根槽钢用顶底角钢（2）与L形异形柱（7）连接，槽钢与L形异形柱（7）的翼缘垂直，一根槽钢连接后，同样的方式连接另一根槽钢；双槽钢梁（1）与L形异形柱（7）连接后，两根槽钢用梁端腹板（4）连接成双槽钢梁，用螺栓将两根槽钢与位于两根槽钢中间的梁端腹板（4）连接；L形节点是L形异形柱（7）与双槽钢梁（1）连接；T形节点是T形异形柱（8）与双槽钢梁连接；十字形节点是十字形异形柱（9）与双槽钢梁连接；T 型节点连接形式和十字型节点连接形式与L形节点连接形式相同，只是异形柱分别采用的T形异形柱（8）与十字形异形柱（9）；其节点预应力的布置方式按照上述方式连接各个不同形式的节点，框架已经基本形成；将预应力索（6）依次穿过预留在异形柱翼缘上的孔洞，施加计算的预应力值，用永久锚具锚固在异形柱翼缘上，即通常定义的预应力后张法；L形柱脚连接过程为梁柱连接板（3）与梁端腹板（4）在工厂先行焊接，梁柱连接板（3）垂直于梁端腹板（4），梁端腹板（4）位于梁柱连接板（3）的中部，其高度等于双槽钢梁（1）的型钢腹板高度，现场用螺栓将焊接在一起的梁柱连接板（3）与梁端腹板（4）固定在L形异形柱（7）翼缘上；双槽钢梁（1）分为两根槽钢，柱脚连接时，将两根槽钢一起用螺栓连接在梁端腹板（4）上，为加强柱脚处梁与异形柱连接的强度与刚度，在双槽钢梁（1）与梁柱连接板（3）接触处即槽钢内圈施加三面围焊；L形异形柱的另一肢与本肢连接方式相同；在L形异形柱（7）弯矩较大的短肢内部焊接横向加劲肋（14），在加劲肋（14）上下焊接固定角钢（15）用以固定预应力拉杆（16）；将预应力拉杆（16）穿过加劲肋（14）与固定角钢（15）的预留孔洞，并施加预应力，用永久锚具锚固在固定角钢（15）上；再将防屈曲板（11）、加强板（12）及盖板（10）用螺栓连接于L形异形柱（7）翼缘处；盖板（10）周边有突出围边，以保证盖板（10）与加强板（12）绝对密实，防止潮气入侵盖板内腐蚀防屈曲板（11）；再将剪切板（13）用螺栓与双槽钢梁（1）连接；T形柱脚与十字形柱脚连接步骤与L形柱脚相同，加劲肋（14）均布置在异形柱所受弯矩较大的一肢上，另一肢不需要布置；由于T形柱脚与十字形柱脚稳定性较好，也可不布置加劲肋（14）；经过装配后最终得到该新型震后易修复钢异形柱框架。