[发明专利]一种剪切型偏心支撑耗能梁段结构

说明书

本发明公开了一种剪切型偏心支撑耗能梁段结构，属于钢结构框架领域。该耗能梁段结构包括结构相同且上下间隔的上耗能梁段、下耗能梁段、间隔设置的多个支撑钢板、与支撑钢板相对的多个加劲肋板。上耗能梁段、下耗能梁段均为工字型，由上顶板、下底板、耗能梁腹板构成；上耗能梁段的上顶板的两端分别与非耗能梁段的上顶板连接，下耗能梁段的下底板的两端分别与非耗能梁段的下底板的连接。支撑钢板上端与上耗能梁段的下底板垂直连接，下端与下耗能梁段的上顶板垂直连接。加劲肋板与支撑钢板相对设置，分别垂直地固定在上耗能梁段和下耗能梁段的上顶板和下底板之间。该结构能降低偏心支撑结构的总体用钢量，节约工程造价。

技术领域

本发明涉及钢结构框架领域，特别涉及一种剪切型偏心支撑耗能梁段结构。

背景技术

钢结构建筑的抗震设计是结构工程师目前面临的重要课题，根据震害调查，钢结构在地震作用下的破坏多为局部破坏，进而引发整体破坏。而偏心支撑结构是一种耗能能力较强的结构体系，其包括耗能梁段、与耗能梁段的左右端连接的非耗能梁段、与耗能梁段的下端两侧倾斜连接的支撑梁段、与非耗能梁段的左右端垂直连接的框架柱，在罕遇地震作用下，耗能梁段进入塑性，通过塑性变形耗散地震能量，从而保护上述其他部件，可见，其基于只发生局部破坏而整体结构不会明显破坏的能力广泛应用于高烈度地震区。

耗能梁段在地震作用过程中起到了保险丝的作用，按其屈服形式分为剪切型、弯剪型及弯曲型，剪切型耗能梁段包括工字型框架和设置在工字型框架内部的耗能梁腹板，其依靠耗能梁腹板的剪切变形进行耗能。偏心支撑结构的受力机理要求在罕遇地震作用下框架柱、支撑梁段及非耗能梁段处于弹性状态，设计时主要通过放大多遇地震组合时上述构件的内力来实现。对于利用剪切型耗能梁段的剪切型偏心支撑结构来说，框架柱、支撑梁段及非耗能梁段的设计内力用公式可以表达为：

F＝Ω(V_S/V)F₁

F—框架柱、支撑梁段及非耗能梁段的设计内力。

F₁—框架柱、支撑梁段及非耗能梁段多遇地震组合时的荷载效应内力，可以根据框架柱、支撑梁段及非耗能梁段的物理参数，从有限元软件中读取。

V_S—耗能梁段的全塑性受剪承载力，V_S＝0.6f_yt_wh_w，其中，h_w为耗能梁腹板的高度，f_y为耗能梁腹板钢材屈服强度，可以在相应的规范中查到，t_w为耗能梁腹板厚度，按规范中要求的构造确定。

V—耗能梁段多遇地震组合时的荷载效应剪力，可以模拟耗能梁段多遇地震组合时的受力状况，从有限元软件中读取。

Ω—常数放大系数，可以在相应的规范中查到。

f_y—耗能梁腹板钢材屈服强度，可以在相应的规范中查到。

t_w—耗能梁腹板厚度，按规范中要求的构造确定。

h_w—耗能梁腹板高度。

规程规范中，对耗能梁段构造及V_S/V(受剪应力比)有严格的规定。通过上式可以看出，框架柱、支撑及非耗能梁段的设计内力与耗能梁段的V_S/V直接相关。在符合规程要求前提下内，当V_S和V接近时，可有效降低框架柱、支撑梁段及非耗能梁段的设计内力，降低工程造价；反之，框架柱、支撑及非耗能梁段的设计内力过大放大，增大框架柱、支撑梁段及非耗能梁段的截面，从而增大结构刚度，增大地震力，产生恶性迭代效应，提高工程造价。