[发明专利]一种可控制耗能区域的可更换耗能梁段

说明书

本发明公开了一种可控制耗能区域的可更换耗能梁段，包括耗能区梁段，耗能区梁段两端分别连接H型钢梁，耗能区梁段分为耗能区域和连接区域，耗能区域的截面小于H型钢梁，连接区域为变截面H型钢梁，变截面H型钢梁较宽的一端与H型钢梁端面重合连接；在大震作用下，可控制耗能区域的可更换耗能梁段的耗能区域部分由于梁的截面较非耗能区域小和屈服强度较低，会先进入塑性，产生塑性变形，消耗地震能量；同时，通过截面过渡方式，有效地控制了耗能梁段的耗能区域和非耗能区域，耗能区域的端部梁的截面逐渐变大，减小了应力集中的现象，有利于控制结构塑性形。

技术领域

本发明属于建筑钢结构工程领域，具体涉及一种可控制耗能区域的可更换耗能梁段。

背景技术

钢框架-偏心支撑结构是指支撑斜杆至少一端与梁连接且支撑轴线偏离梁柱轴线的交点，并在梁端或跨中形成耗能梁段的结构体系。该结构体系兼有框架结构和中心支撑结构的优点，充足的抗侧刚度、优越的延性、能灵活地适应高层钢结构建筑的功能需求等特点都使得偏心支撑结构在建筑领域广泛的应用。然而在大震作用下，结构的塑性损伤主要集中在耗能梁段，一旦耗能梁段破坏，与之相连的横梁也可能发生破坏，影响结构整体稳定，即使横梁仍然完好，耗能梁维修起来也较为复杂。

可更换耗能梁段形式主要为端板螺栓连接工字型截面和腹板螺栓连接双槽钢截面，工字型端板连接的高强螺栓群同时承担了较大的弯矩和剪力，双槽钢腹板连接的高强螺栓群则承受偏心受剪作用，耗能梁段进入塑性后，端部弯矩和剪力较大，螺栓产生滑移变形增加框架侧移，影响结构耗能和刚度，增加了震后快速修复的难度。

发明内容

本发明的目的是提供一种可控制耗能区域的可更换耗能梁段，解决了在大震作用下，梁结构的塑性损伤分散，维修复杂的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种可控制耗能区域的可更换耗能梁段，包括耗能区梁段，耗能区梁段两端分别连接H型钢梁，耗能区梁段分为耗能区域和连接区域，耗能区域的截面小于H型钢梁，连接区域为变截面H型钢梁，变截面H型钢梁较宽的一端与H型钢梁端面重合连接。

本发明的特点还在于：

其中耗能区梁段的截面为工字型；

其中H型钢梁与耗能区梁段的连接处腹板上设置有盖板，通过盖板连接耗能梁段和H型钢梁的腹板；

其中H型钢梁与耗能区梁段的上翼缘通过位于H型钢梁与耗能区梁段上翼缘连接处外侧的上翼缘盖板连接，H型钢梁与耗能区梁段的下翼缘通过位于H型钢梁与耗能区梁段下翼缘连接处外侧的下翼缘盖板连接，H型钢梁与耗能区梁段翼缘连接处的内侧还分别设置有翼缘内侧盖板；

其中上翼缘盖板、下翼缘盖板和翼缘内侧盖板均通过高强螺栓与H型钢梁与耗能区梁段连接；

其中耗能区梁段与H型钢梁连接处设置有节点域横向加劲肋；

其中耗能区梁段的耗能区域等距设置有多个耗能区域横向加劲肋。

本发明的有益效果是：

本发明耗能梁段加劲肋的焊接工作全部在工厂完成，在施工现场仅需进行螺栓连接，解决现有技术中存在焊缝质量难以保证、安装过程繁琐等问题，提升了施工效率；在耗能梁段中，通过截面过渡的方式加强了耗能梁段非耗能区域的截面，有助于控制结构在耗能梁段的耗能区域耗能，耗能梁段的耗能区域实现塑性可控；耗能区域的端部通过设置平缓的坡度(即变截面H型钢梁)有效地减少了连接节点处的应力集中，大大提高了连接节点的使用寿命，减少了由于连接节点处变形过大带来的更换困难；在框架梁的腹板和翼缘连接节点域分别设置螺栓群，使得结构传力更加明确合理，同时翼缘的螺栓在安装时起到很好的固定作用；具备较传统耗能梁段更高的连接刚度，且不影响整体结构刚度，通过非耗能区域的设置有效地控制了结构塑性变形的发展，腹板、翼缘的螺栓连接节点有很高的强度，使得耗能梁段震后易于更换。

附图说明