一种新型震后易修复钢异形柱-预应力偏心支撑架

摘要

一种新型震后易修复钢异形柱-预应力偏心支撑架，双槽钢梁通过梁端封板，与异形柱连接，形成无焊缝全螺栓的连接形式；对无焊缝全螺栓节点施加预应力钢索，形成预应力自复位节点；自复位柱脚预应力柱脚通过加强板来优化柱底部的轴向与水平向的受力性能，防屈曲钢板主要用来耗散地震能量，剪切板是防止剪力过大造成柱底的局部屈服；预应力柱脚的关键构件是预应力拉杆，拉杆的作用是对柱提供预压力使柱与梁紧密连接，从而使柱脚在承受弯矩较小时近似刚性连接，并使其具有震后自复位能力；预应力偏心支撑使结构具有更好的抗震能力。

主权项

一种新型震后易修复钢异形柱‑预应力偏心支撑架，其特征在于：该支撑架包括双槽钢梁（1）、等肢角钢（2）、梁柱连接板（3）、梁端腹板（4）、单根槽钢（5）、钢拉索（6）、L形异形柱（7）、T形异形柱（8）、十字形异形柱（9）、盖板（10）、防屈曲板（11）、加强板（12）、剪切板（13）、加劲肋（14）、预应力拉杆（15）、角钢（16）、耳板I（17）、耳板II（18）、预应力索（19）、耳板III（20）；梁是由型钢构成的双槽钢梁（1），双槽钢梁（1）是由单槽钢在梁端用梁端腹板（4）拼接而成；柱脚位置在异形柱与地基相连处；L形节点连接是框架角部框架柱（7）与双槽钢梁（1）连接；具体连接步骤为，梁柱连接板（3）与梁端腹板（4）在工厂先行焊接，梁柱连接板（3）垂直于梁端腹板（4），梁端腹板（4）位于梁柱连接板（3）的中部，其高度等于双槽钢梁（1）的型钢腹板高度，现场用螺栓将焊接在一起的梁柱连接板（3）与梁端腹板（4）固定在L形异形柱（7）翼缘上；双槽钢梁（1）是由两根槽钢梁组成的，双槽钢梁（1）与异形柱连接时，采用单根槽钢（5）分别连接的方式，先将一根槽钢用等肢角钢（2）与L形异形柱（7）连接，槽钢与L形异形柱（7）的翼缘垂直，一根槽钢连接后，同样的方式连接另一根槽钢；双槽钢梁（1）与L形异形柱（7）连接后，两根槽钢要用梁端腹板（4）连接成整体，用螺栓将两根槽钢与位于两根槽钢中间的梁端腹板（4）连接；异形柱的形式有三种，分别为L形异形柱（7）、T形异形柱（8）、十字形异形柱（9），其节点形式包括三种规格，分别为L形连接节点、T形连接节点、十字形连接节点；T形节点连接形式、十字形节点连接形式与L形节点连接形式基本相同，只是异形柱分别采用T形异形柱（8）与十字形异形柱（9）；L形节点是L形异形柱（7）与双槽钢梁（1）连 接；T形节点是T形异形柱（8）与双槽钢梁（1）连接；十字形节点是十字形异形柱（9）与双槽钢梁（1）连接；本发明的节点预应力的布置首先按照上述方式连接各个不同形式的节点，框架已经基本形成；将钢拉索（6）依次穿过预留在异形柱翼缘上的孔洞，施加计算的预应力值，用永久锚具锚固在异形柱翼缘上；柱脚形式包括三种形式，L形柱脚、T形柱脚、十字形柱脚；其中，L形柱脚分为A、B两面，T形柱脚共分A、B、C三个面，十字形柱脚共四个面，但四个面均相同；所述L型柱脚连接步骤为梁柱连接板（3）与梁端腹板（4）在工厂先行焊接，梁柱连接板（3）垂直于梁端腹板（4），梁端腹板（4）位于梁柱连接板（3）的中部，其高度等于双槽钢梁（1）的型钢腹板高度，现场用螺栓将焊接在一起的梁柱连接板（3）与梁端腹板（4）固定在L形异形柱（7）翼缘上；双槽钢梁（1）分为两根槽钢，L形柱脚连接时，将两根槽钢一起用螺栓连接在梁端腹板（4）上，为加强柱脚处梁与异形柱连接的强度与刚度，在双槽钢梁（1）与梁柱连接板（3）接触处即槽钢内圈施加三面围焊；另一肢与本肢相同；在L形异形柱（7）弯矩较大的短肢内部焊接加横向劲肋（14），在加劲肋（14）上下焊接角钢（16）用以固定预应力拉杆（15）；将预应力拉杆（15）穿过预留孔洞，并施加预应力，用永久锚具锚固在角钢（16）上；再将防屈曲板（11）、加强板（12）以及盖板（10）用螺栓连接于异形柱（7）翼缘处；盖板（10）周边有突出围边，以盖板（10）与加强板（12）绝对密实，防止潮气入侵盖板(10)内腐蚀防屈曲板(11)；再将剪切板（13）用螺栓与双槽钢梁（1）连接；所述T形柱脚与十字形柱脚连接步骤与L形柱脚相同，加劲肋（14）的均布置在异形柱所受弯矩较大的一肢上，另一肢不需要布置；其门架式抗侧力构件I由预应力索（19）、耳板I（17）和耳板III（20）组成；耳板I（17）通过焊接或者螺栓连接于双槽钢梁（1）上，预应力索（19）和耳板I（17）通过螺栓连接；耳板III（20）通过焊接或者螺栓连接于柱底部上，预应力索（19）和耳板III（20）通过螺栓连接；预应力索（19）通过将附带在预应力索（19）上的连接套拧紧施加预应力；所述预应力索（19）为高强度钢棒，或者使用高强度钢绞线、高强度型钢构件，或者使用带阻尼器的高强度钢棒、高强度钢绞线或者高强度型钢构件；其人字形抗侧力构件由预应力索（19）、耳板I（17）和耳板II（18）组成；耳板I（17）通过焊接或者螺栓连接于双槽钢梁（1）上，预应力索（19）和耳板I（17）通过螺栓连接；耳板II（18）通过焊接或者螺栓连接于双槽钢梁（1）上，预应力索（19）和耳板II（18）通过螺栓连接；预应力索（19）通过将附带在预应力索（19）上的连接套拧紧施加预应力；预应力索（19）为高强度钢棒，或者使用高强度钢绞线、高强度型钢构件，或者使用带阻尼器的高强度钢棒、高强度钢绞线或者高强度型钢构件；其V字形抗侧力构件由预应力索19、耳板I（17）和耳板II（18）组成；耳板I（17）通过焊接或者螺栓连接于双槽钢梁（1）上，预应力索（19）和耳板I（17）通过螺栓连接；耳板II(18)通过焊接或者螺栓连接于双槽钢梁(1)上，预应力索(19)和耳板II（18）通过螺栓连接；预应力索（19）通过将附带在预应力索（19）上的连接套拧紧施加预应力；预应力索（19）为高强度钢棒，或者使用高强度钢绞线、高强度型钢构件，或者使用带阻尼器的高强度钢棒、高强度钢绞线或者高强度型钢构件；其单斜杆式抗侧力构件由预应力索（19）、耳板I（17）组成；耳板I（17）通过焊接或者螺栓连接于双槽钢梁（1）上，预应力索(19)耳板I （17）通过螺栓连接；另一耳板I（17）通过焊接或者螺栓连接于双槽钢梁1上，预应力索（19）和另一耳板I（17）通过螺栓连接；预应力索（19）通过将附带在预应力索（19）上的连接套拧紧施加预应力；所述预应力索（19）为高强度钢棒，或者使用高强度钢绞线、高强度型钢构件，或者使用带阻尼器的高强度钢棒、高强度钢绞线或者高强度型钢构件；通过装配后得到该新型震后易修复钢异形柱‑预应力偏心支撑架。