[发明专利]一种自复位框架结构

说明书

本发明提出了一种自复位框架结构，其包括：设置于基础之上的钢柱；设置于两钢柱之间的横梁；两钢柱之间嵌入在横梁内的预应力筋；设置于横梁与钢柱之间以连接横梁与钢柱的连接结构；该连接结构包括：相互铰接在一起的第一板件和第二板件、设置于第一板件与第二板件之间以连接第一板件与第二板件的可更换耗能钢板；第一板件与钢柱固定连接；第二板件与横梁固定连接。该自复位框架结构中，将耗能集中在可更换耗能钢板，并利用预应力筋降低残余变形，以保证结构在经历一定强度的地震作用时和震后承担重力荷载的横梁不会出现损伤，便于地震后的修复。

技术领域

本发明涉及抗震结构技术领域，尤其涉及一种自复位框架结构。

背景技术

传统的抗震设计思想以保护生命为目标，在抗震设计中，通过进行延性设计避免结构发生脆性破坏甚至倒塌，从而为逃生提供可能。近年来，数次震害调查表明，传统的抗震设计能比较满意地达到这一目标。然而，为实现这一抗震目标，设计规范允许结构主要抗侧力构件发生塑性变形以耗散输入结构中的地震能量，但这会使结构构件产生损伤和残余变形，最终导致结构发生难以修复的破坏进而失去使用功能，同时将遭受巨大的经济损失。因此，依据传统抗震理念设计的结构更侧重于在地震发生时保护生命，而忽略了结构在震后的可恢复性及原有使用功能的丧失。

例如，中国专利CN107842242A公开了一种钢结构抗震框架结构，该钢结构抗震框架结构包括基础底板、钢柱；相邻的钢柱通过钢梁连接；钢梁包括工字钢形的梁体，梁体包括上翼板、下翼板及腹板；腹板的两侧支撑有弹性支撑件；弹性支撑件为由弹性钢筋弯曲形成的波形结构；梁体的两端可滑动的连接有滑动连接头，弹性支撑件的两端分别连接于对应的滑动连接头上；钢柱的侧面上设置有支撑牛腿结构，梁体的两端支撑于对应钢柱上的支撑牛腿结构之上。该钢结构抗震框架结构并没有考虑到结构在震后的可恢复性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，传统抗震理念设计的结构更侧重于在地震发生时保护生命，而忽略了结构在震后的可恢复性及原有使用功能的丧失。

该自复位框架结构包括：

设置于基础之上的钢柱；

设置于两钢柱之间的横梁；

两钢柱之间嵌入在横梁内的预应力筋；

设置于横梁与钢柱之间以连接横梁与钢柱的连接结构；该连接结构包括：相互铰接在一起的第一板件和第二板件、设置于第一板件与第二板件之间以连接第一板件与第二板件的可更换耗能钢板；第一板件与钢柱固定连接；第二板件与横梁固定连接。

进一步地，所述横梁为工字型钢，其两端分别固定有第三板件；第三板件与第二板件通过螺栓固定连接在一起。

进一步地，所述横梁与第三板件连接处的上下两侧设置有加强肋板。

进一步地，所述第一板件上设有铰接座；所述第二板件上设置有与所述铰接座铰接在一起的连接部。

进一步地，所述第一板件与第二板件之间设置有位于铰接座下方的第一可更换耗能钢板，以及位于铰接座上方的第二可更换耗能钢板。

进一步地，所述可更换耗能钢板上设置有若干横向的长条形的槽孔。

进一步地，所述槽孔由中间向两端逐渐收窄。

进一步地，所述钢柱为工字型钢，其内部在与横梁连接处对应的高度上嵌设有若干横向加强肋板。

进一步地，该自复位框架结构具体包括有位于中间的第一钢柱、位于第一钢柱两侧的第二钢柱和第三钢柱；所述预应力筋从第二钢柱经过第一钢柱延伸至第三钢柱。

进一步地，所述第一板件与钢柱通过螺栓固定连接。