[发明专利]一种分层装配式抗震交错桁架结构及组装方法

说明书

发明提供一种分层装配式抗震交错桁架结构及组装方法。该结构包括结构桁架单元、空腹桁架单元、钢柱、钢梁和钢索。所述结构桁架单元包括上弦杆、下弦杆、两根端腹杆、四根竖腹杆、两根端斜杆和两块开槽钢板。所述空腹桁架单元包括上弦杆、下弦杆和两根端腹杆。多个结构桁架单元和空腹桁架单元沿进深方向间隔布置构成一层整体建筑单元。各层整体建筑单元依次向上叠合构成分层装配式抗震交错桁架结构。底层建筑单元的端腹杆的下端固定在钢柱上方。该结构有效地实现耗能能力和自复位性能的平衡，同时该结构构造简单，可进一步提高装配化程度、施工进度，在多高层钢结构建筑装配式工业化和抗震领域拥有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及结构工程技术领域，特别涉及一种分层装配式抗震交错桁架结构及组装方法。

背景技术

装配式结构具有施工速度快、工期相对短等特点，由于装配式建筑能够减少施工过程中的物料无辜损耗，同时可减少施工现场的建筑垃圾。

交错桁架具有大开间、施工速度快、工期短等优点，正被广泛地应用到工程中。交错桁架钢框架结构体系所具有的预制装配化、经济适用化的特点正切合了我国大力发展钢结构装配式住宅建筑的需求，属于重点研发和推广的技术项目。对于多高层交错桁架，对整根柱若一次安装就位，其对运输和吊装就提出了很高的要求。因此，将装配式技术应用于交错桁架，实现各层柱、桁架吊装拼接可显著降低施工难度。

当前国内外学者就提升交错桁架结构延性进行了探索，对其可恢复性的研究尚未开展。传统交错桁架腹杆主要受拉、压，结构耗能能力有限，寻求交错桁架结构耗能能力与可恢复能力的平衡成为未来研究的关键。

因此，亟需开发一种分层装配式抗震交错桁架结构。

发明内容

本发明的目的是提供一种分层装配式抗震交错桁架结构及组装方法，以解决现有技术中存在的问题。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种分层装配式抗震交错桁架结构，包括结构桁架单元、空腹桁架单元、钢柱、钢梁和钢索。

所述结构桁架单元包括上弦杆、下弦杆、两根端腹杆、四根竖腹杆、两根端斜杆和两块开槽钢板。

所述端腹杆整体为工字钢。所述端腹杆包括腹板和翼缘。所述端腹杆竖直布置。两根端腹杆的腹板在相对一侧板面上从上到下依次设置有上连接板、上弦杆支撑板和下连接板。所述上连接板、上弦杆支撑板和下连接板均与腹板垂直。

所述上弦杆和下弦杆整体为工字钢。所述上弦杆和下弦杆夹设在两根端腹杆之间。所述上弦杆的两端在下翼缘设置有节点板。所述上弦杆的腹板与上连接板采用螺栓固定连接，节点板与上弦杆支撑板采用螺栓固定连接。所述下弦杆的腹板与下连接板采用螺栓固定连接。

所述竖腹杆整体为工字钢。所述竖腹杆包括依次竖直设置的上段工字钢、中段工字钢和下段工字钢。在上段工字钢腹板的下端、中段工字钢腹板的上下端和下段工字钢腹板的上端均焊接有矩形端板。位于上段工字钢腹板下端的矩形端板与位于中段工字钢腹板上端的矩形端板采用螺栓固定连接。位于中段工字钢腹板下端的矩形端板与位于下段工字钢腹板上端的矩形端板采用螺栓固定连接。所述四根竖腹杆竖向布置在上弦杆和下弦杆之间。所述竖腹杆的腹板与进深方向垂直。所述竖腹杆与上弦杆和下弦杆的接合位置采用SMA自复位节点固定连接。

所述SMA自复位节点包括T形连接件和SMA板。所述T形连接件包括相互垂直的水平板和竖直板。所述水平板贴敷在上弦杆的下翼缘或下弦杆的上翼缘。所述水平板通过螺栓与上弦杆的下翼缘或下弦杆的上翼缘固定连接。所述SMA板贴敷在竖腹杆翼缘的内侧。所述中段工字钢的翼缘和SMA板通过螺栓固定连接。所述竖直板贴敷在SMA板的内侧。螺栓依次穿过上段工字钢或下段工字钢的翼缘、SMA板和竖直板将三者连接压紧。