[发明专利]应用于联肢剪力墙结构的双阶屈服耗能钢连梁

说明书

技术领域

本发明涉及建筑工程和结构抗震技术领域，特别是涉及一种应用于联肢剪力墙结构的可更换的双阶屈服耗能钢连梁。

背景技术

现代城市中拥有着众多的高层、超高层结构。高层、超高层结构是现代城市中为解决用地紧张，发挥现代城市功能，体现现代城市风貌所采用的主要建筑形式之一。高层建筑所承受的水平地震作用和风荷载较大，侧向刚度成为结构设计时控制的主要因素，钢筋混凝土剪力墙由于整体性能好，抗侧向刚度大，承载力高，在水平荷载作用下侧移小等特点，在高层建筑中得到普遍应用。连梁是剪力墙结构或框架-剪力墙结构的联系两片墙肢的耗能构件。传统的连梁一般采用钢筋混凝土连梁，但由于建筑需求，钢筋混凝土连梁设计的往往跨高比较小，容易引起钢筋混凝土连梁的剪切破坏，影响连梁的延性以及耗能能力，过早的破坏使连梁不能按找预先的设计目标发挥抗震第一道防线的作用。

近年来，美国、加拿大和新西兰等国家采用钢连梁代替钢筋混凝土连梁，由钢连梁和钢筋混凝土墙肢组合成混合联肢剪力墙。研究发现，钢连梁设计为剪切屈服的滞回曲线非常饱满，延性和耗能能力显著优于传统的钢筋的混凝土连梁。一般的钢连梁设计为罕遇地震下发挥耗能作用，但由于建筑设计的需求，要求多遇地震下就要提拱屈服耗能作用。

目前很多学者研发了很多可更换的耗能连梁，这些连梁的特点大多是将混凝土连梁中部替换为一段消能梁段。这样的做法的不足之处在于只能够满足连梁在多遇地震下屈服发挥附加阻尼比的作用，耗能屈服后不能发挥连梁连接两片墙肢的耦连作用，并且在罕遇地震下不能进一步发挥耗能作用。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种应用于联肢剪力墙结构的可更换的双阶屈服耗能钢连梁，具有在多遇地震下既能发挥耗能提供附加阻尼比的功能，也能发挥作为连梁的耦连作用，并且在罕遇地震下能够发挥更加大的耗能作用。除此之外，该应用于联肢剪力墙结构的可更换的双阶屈服耗能钢连梁，在震后修复时同样是可以更换的，提升建筑强震后的迅速修复能力。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一、

一种应用于联肢剪力墙结构的双阶屈服耗能钢连梁，其特征在于，

包括发生第一阶剪切屈服的剪切屈服板梁(2)，

和发生第二阶弯曲屈服的弯曲屈服工字梁(1)，

和连接剪切屈服板梁(2)和弯曲屈服工字梁(1)的梁端端板(3)，所述剪切屈服板梁(2)套在所述弯曲屈服工字梁(1)内部，两者采用对接焊缝焊接在所述梁端端板(3)上；

和连接所述梁端端板(3)和节点处的梁段(7)的高强螺栓(6)；

所述剪切屈服板梁(2)包含两端的近似刚性的弹性区(22)和中部的塑性剪切屈服耗能区(21)；

所述近似刚性的弹性区(22)采用高屈服点钢材制作，用于提供第一阶屈服刚度的功能；

所述塑性剪切屈服耗能区(21)的中部在高度方向进行圆弧倒角削弱；

所述弯曲屈服工字梁(1)包含端部狗骨式处理的翼缘(11)和双腹板(12)，

除此之外还包括夹在塑性剪切屈服耗能区(21)和双腹板(12)间的两块填板(4)，以及防止双腹板(12)面外失稳的竖向加劲肋(5)。

二、

所述剪切屈服板梁(2)发生第一阶塑性屈服耗能区(21)的剪切屈服。进一步地，所述剪切屈服板梁(2)通过以下技术构造实现第一阶剪切屈服功能。

所述剪切屈服板梁(2)包含两端的近似刚性的弹性区(22)和中部的塑性剪切屈服耗能区(21)。

所述塑性屈服耗能区(21)高度与近似刚性的弹性区(22)高度相同，并且采用对接焊缝连接。

所述塑性屈服耗能区(21)的厚度一般小于或者等于近似刚性的弹性区(22)的厚度。

所述塑性屈服耗能区(21)采用的钢材比近似刚性的弹性区(22)采用的钢材屈服点低，并且使用低屈服点钢制作。

所述塑性屈服耗能区(21)的形状类似一个倒放的“工”字形，通过中部做圆弧倒角削弱来提供不同的承载力，同时使塑性剪切变形集中于削弱部位发生。

三、

所述弯曲屈服工字梁(1)发生第二阶梁端弯曲屈服。进一步地，所述弯曲屈服工字梁(1)通过以下技术构造实现第二阶梁端弯曲屈服功能。

所述弯曲屈服工字梁(1)包含端部狗骨式处理的翼缘(11)和双腹板(12)。

所述端部狗骨式处理的翼缘(11)采用狗骨式处理保护与梁端端板(3)连接处的对接焊缝。