[发明专利]工业化装配式多、高层钢结构框架双板自复位预应力防屈曲中心支撑体系

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型结构体系，特别是建筑领域应用的一种工业化装配式钢结构中心支撑体系。

背景技术

普通的钢结构的施工在现场大量使用焊接，不仅影响施工速度而且施工质量也很难控制，最近几年出现的由于钢结构施工质量造成的工程质量问题不胜枚举，现场焊接是其中一个重要的因素，现场焊接质量不易控制，而且对环境造成很大的污染。

传统的钢筋混凝土结构需要现场绑扎钢筋、浇注混凝土，需要大量的人工及养护时间，工程造价大大提高。并且建筑拆除时造成大量的建筑垃圾。

最近几年，国内学者对装配式钢结构的研究仅限于多层，并且施工速度只是稍有减少，并未真正实现钢结构的快速安装，体现钢结构的优势。

目前预应力钢构件只用在张弦结构中，还未在高层结构中使用，采用预应力钢构件作为高层抗侧力结构在工程上还未有实现。防屈曲支撑构件作为应用于多、高层结构中的抗侧力耗能装置，在中震或大震作用下，防屈曲支撑构件在拉、压时均能实现全截面充分屈服而不出现支撑构件的整体或局部屈曲破坏，使原来通过主体结构梁端塑性铰的耗能方式转变为只在防屈曲支撑部件上集中耗能，从而较好地保护了主体结构。但是传统防屈曲支撑在强震作用下产生的残余变形仍不可恢复，并且传统防屈曲支撑还具有混凝土外围约束构件所导致的加工精度控制困难、湿作业工作量大等诸多问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有工程的上述缺陷，提供一种多、高层钢结构快速施工的结构体系，该结构体系能够实现主体钢结构和自复位预应力支撑构件的快速安装，并且能够抵抗高烈度地震，完美地体现出钢结构的优势。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

工业化装配式多、高层钢结构框架双板自复位预应力防屈曲中心支撑体系包括钢结构主体板架、自复位预应力支撑构件、柱子系统，其特征在于：所述钢结构主体板架包括基础板架、楼板。在工厂将所述宽梁、窄梁、楼板做成一体，宽梁和窄梁均为在工厂由框架双板焊接而成。管线在宽梁和窄梁的腹板框架双板间通过，从而形成A基础板架、B基础板架和C基础板架。在所述基础板架板与所述柱座连接部位、所述宽梁与所述窄梁连接处采用螺栓连接及部分焊接（仅限于工厂内）。所述柱座与所述柱子之间采用螺栓通过法兰连接。

所述自复位预应力支撑构件可以为弹簧，所述弹簧通套在支撑柱上与连接板连接；还有预应力钢索或预应力钢杆和连接耳板，所述耳板通过高强螺栓与所述主板连接。当水平力作用于结构时，所述自复位预应力支撑构件水平力分量减小甚至抵消作用于结构的水平力，使结构的层间位移为较小值，满足规范的要求。弹簧主要在受压时作用，预应力筋在受拉时起作用。

有益效果

本发明采用施工阶段能够实现快速装配式并能够有效抵抗水平侧移的高层钢结构自复位预应力支撑体系。这种结构形式不仅能够有效地实现钢结构构件加工的工业化而且能够极大地提高施工速度并大幅度降低用钢量。并且支撑构件在小震下具有很强的承载力、通过提高其初始受压、拉承载力，减小甚至消除其在大震下的残余变形，具有很强的耗能能力。

通过工程实践和1:10振动台实验发现，所述新型结构体系比普通结构体系施工速度提高了500%，而且用钢量降低50%，并且实现施工现场的“无水、无火、无尘”，减小了现场施工的安全隐患，减小环境污染。

附图说明

图1本发明结构主板架平面图

图2本发明结构整体板架组合图

图3本发明结构框架支撑图

图4本发明结构A板架图

图5本发明结构B板架图

图6本发明结构B板架节点6凸起图

图7本发明结构B板架节点5凸起图

图8本发明结构C板架图

图9本发明结构C板架节点8凹槽图

图10本发明结构C板架节点7凹槽图

图11本发明结构节点1图

图12本发明结构节点1详图

图13发明结构节点2图

图14本发明结构节点2详图

图15本发明结构节点3图

图16本发明结构节点3详图

图17本发明结构节点4图

图18本发明结构节点4详图

图19本发明结构节点5图

图20本发明结构节点5详图

图21本发明结构节点6图

图22本发明结构节点6详图

图23本发明结构节点7图

图24本发明结构节点7详图

图25本发明结构节点8图

图26本发明结构节点8详图