[发明专利]带摩擦耗能支撑的桁架型可更换消能连梁

说明书

本发明公开一种带摩擦耗能支撑的桁架型可更换消能连梁，包括桁架型连梁、连梁端部构件和预埋连接钢板；所述桁架型连梁包含方钢管上弦杆、方钢管下弦杆、铰接连接件和摩擦耗能支撑；铰接连接件固接于方钢管上弦杆和下弦杆的两端，两个摩擦耗能支撑通过销钉与铰接连接件相连，使之成为桁架型连梁中的斜腹杆，呈十字交叉形且无接触。预埋连接钢板设置于墙体内，连梁端部构件焊接于方钢管上弦杆和方钢管下弦杆的两端，桁架型连梁和预埋连接钢板可通过连梁端部构件铰接。本发明将一般连梁的剪切变形转化为摩擦耗能支撑的轴向变形，使得摩擦耗能支撑为第一道抗震防线，在摩擦耗能支撑失效后，方钢管上弦杆与方钢管下弦杆形成新的连梁，为第二道防线。

技术领域

本发明属于土木工程领域，涉及一种用于减少工程结构地震响应的带摩擦耗能支撑的桁架型可更换消能连梁。

背景技术

地震灾害是威胁到建筑结构安全的主要灾害之一，传统抗震结构采用提高结构刚度以抵御地震，剪力墙结构作为结构布置简单、抗震性能优秀的体系，被广泛应用于高层结构。连梁是剪力墙结构的重要构件，作为剪力墙抗震体系的第一道防线，在建筑遭受地震时，连梁往往先于墙肢破坏并通过塑性变形耗散部分地震能量以减少墙体本身的破坏。据此研究者提出将消能减震的概念应用于连梁中，旨在通过剪力墙结构建筑中安装此类连梁，通过该连梁吸收并耗散地震波能量，有效地减少结构地震响应，从而避免建筑主体结构部位的严重破坏甚至倒塌。

但传统的连梁存在以下一些问题：(1)连梁受到的约束弯矩和剪力较大，使得连梁产生很大的剪切变形，容易产生交叉裂缝导致剪切破坏，延性较差，耗能能力一般；(2)连梁震后不易修复或更换。

进一步，采用可更换耗能连梁，如专利申请号：CN201721404422.0，将钢连梁分为三段，中间可更换段采用耗能阻尼器，克服了传统连梁耗能能力不足，以及震后不易修复、更换的缺点，但是当中间可更换段破坏后则意味着连梁也退出了工作，其耗能阻尼器仅仅发挥了耗能的作用而并没有帮助剪力墙抗震体系形成新的抗震防线。

发明内容

本发明为解决传统连梁耗能能力不足，以及震后不易修复、更换的问题以及可更换耗能连梁中的耗能阻尼器没有形成新的耗能防线等问题，提出了一种带摩擦耗能支撑的桁架型可更换消能连梁。

本发明采用的技术方案为：一种带摩擦耗能支撑的桁架型可更换消能连梁，包括桁架型连梁、连梁端部构件和预埋连接钢板，

所述桁架型连梁包含方钢管上弦杆、方钢管下弦杆、铰接连接件A、铰接连接件B、铰接连接件C、铰接连接件D、摩擦耗能支撑A、摩擦耗能支撑B；方钢管上弦杆和方钢管下弦杆分别作为桁架型连梁的上弦杆和下弦杆，铰接连接件A、铰接连接件B分别固接于方钢管上弦杆的下表面的两端，铰接连接件C、铰接连接件D分别固接于方钢管下弦杆的上表面的两端，使得铰接连接件A、铰接连接件D的连线与铰接连接件B、铰接连接件C的连线在空间上互为异面直线；摩擦耗能支撑A包含开槽主板A、外盖副板A、摩擦板A以及高强螺栓A；开槽主板A上布置长圆孔，外盖副板A及摩擦板A上布置圆孔，此三种板通过高强螺栓A连接，开槽主板可沿摩擦耗能支撑轴向滑动；开槽主板A和外盖副板A端部开孔分别和铰接连接件A以及D中的圆孔圆心对齐，通过销钉相连，使得摩擦耗能支撑A成为桁架型连梁中的斜腹杆；摩擦耗能支撑B包含开槽主板B、外盖副板B、摩擦板B以及高强螺栓B；各部件连接方式和摩擦耗能支撑A相同；开槽主板B和外盖副板B端部开孔分别和铰接连接件B以及C中的圆孔圆心对齐，通过销钉相连，使得摩擦耗能支撑B成为桁架型连梁中的斜腹杆；摩擦耗能支撑A、摩擦耗能支撑B呈十字交叉形且无接触，其轴线在空间上互为异面直线；

所述连梁端部构件包含一个端板和一铰接连接件E，连梁端部构件共有四个，分别与方钢管上弦杆的两端和方钢管下弦杆的两端相连，四个端板的中心分别与方钢管上弦杆两端截面和方钢管下弦杆两端截面的中心对齐并焊接固接于方钢管上弦杆和方钢管下弦杆的两端截面上，铰接连接件E焊接固定于端板的板面中心；