一种应用于联肢剪力墙结构的耗能钢连梁的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及建筑工程和结构抗震技术领域，特别是涉及一种联肢剪力墙结构的耗能钢连梁。
【背景技术】
[0002]高层、超高层结构是现代城市中为解决用地紧张，发挥现代城市功能，体现现代城市风貌所采用的主要建筑形式之一。剪力墙结构或者框架-剪力墙体系是高层建筑结构广泛采用的建筑结构体系。连梁是剪力墙结构或框架-剪力墙结构的联系两片墙肢的耗能构件。传统的连梁一般采用钢筋混凝土连梁，但由于建筑需求，钢筋混凝土连梁设计的往往跨高比比较小，容易引起钢筋混凝土连梁的剪切破坏，影响连梁的延性以及耗能能力，过早的破坏使连梁不能按照预先的设计目标发挥抗震第一道防线的作用。
[0003]近年来，美国、加拿大和新西兰等国家采用钢连梁代替钢筋混凝土连梁，由钢连梁和钢筋混凝土墙肢组合成混合联肢剪力墙。研究发现，钢连梁设计为剪切屈服的滞回曲线非常饱满，延性和耗能能力显著优于传统的钢筋的混凝土连梁。一般的钢连梁设计为罕遇地震下发挥耗能作用，但由于建筑设计的需求，要求多遇地震下就要提拱屈服耗能。目前很多学者研发了很多可更换的耗能连梁，这些连梁的特点大多是将混凝土连梁中部替换为一段消能梁段。这样的做法由于混凝土连梁部分的刚度较低，使整体的连梁的剪切变形包含很大一部分弹性变形使中部消能梁段的塑性变形变小，进而影响整个连梁的耗能能力。因此迫切需要提供一种构造简单，设计方便，施工便捷的多遇地震下就具有显著屈服耗能能力的新型耗能钢连梁。
【实用新型内容】
[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种应用于联肢剪力墙的新型的耗能连梁，具有使剪切变形集中于剪切塑性屈服区，高效稳定发挥塑性屈服耗能作用的特点。通过使用该连梁可以使结构在多遇地震下就具有耗能作用，提供附加阻尼比，是结构在地震作用中具有良好的抗震性能。
[0005]为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0006]—种应用于联肢剪力墙的新型的耗能连梁，应用于高层或者超高层建筑结构中；其特征在于，其结构表征为:
[0007]与墙肢连接时，埋入混凝土墙肢的边缘约束构件内；整体采用矩形截面梁；
[0008]包括塑性屈服耗能区(I)，位于中央，
[0009]包括两个刚性弹性区(2)，分别位于两端，
[0010]所述塑性屈服耗能区⑴与刚性弹性区(2)通过对接焊缝连接，
[0011]所述塑性屈服耗能区(I)、刚性弹性区(2)为钢板形式，塑性屈服耗能区⑴采用比刚性弹性区(2)屈服点低的钢材制作；
[0012]所述塑性屈服耗能区(I)、刚性弹性区(2)，两者高度相同，
[0013]所述塑性屈服耗能区(I)的厚度小于或者等于刚性的弹性区(2)的厚度；
[0014]所述塑性屈服耗能区⑴的形状为一个倒放的“工”字形，刚性的弹性区(2)的截面类型为矩形。
[0015]以上技术方案中:
[0016]所述塑性屈服耗能区(1)，采用屈服点低的钢材，例如可以选用Q235，LYP225，LYP160，或者LYP100的钢材。
[0017]所述刚性弹性区⑵，为近似刚性的弹性区，它采用低屈服点钢材制作，用于提供刚度的功能。所述刚性弹性区(2)，采用屈服点高的钢材，例如选用Q345，或Q420。
[0018]塑性屈服耗能区的形状类似一个倒放的“工”字形，通过在高度方向进行圆弧倒角削弱来提供不同的承载力，使塑性剪切变形集中于削弱部位发生，以此在防止应力集中的前提下满足不同的屈服承载力需求。
[0019]所述的应用于联肢剪力墙结构的耗能钢连梁可用于高层或超高层结构的剪力墙或者混凝土核心筒中。
[0020]本实用新型与现有技术相比，有如下优点:
[0021]1、施工制作简单。本实用新型以钢材为原料，塑性屈服耗能区与刚性弹性区通过对接焊缝连接，可以现场或者工厂制作安装。塑性屈服耗能区与刚性弹性区为钢板的形式，只需要简单的切割即可以制作完成，加工方便。
[0022]2、耗能能力强。本实用新型可保证连梁在较大的地震往复荷载下发生剪切屈服，并且使变形集中于塑性屈服耗能区，增强耗能能力。研究表明，剪切屈服的钢梁具有大的稳定的耗能能力，因此可以减少结构地震反应，改善结构抗震性能。
[0023]3、本实用新型在地震作用下，塑性屈服耗能区剪切屈服，由于连梁的剪切变形大，可通过滞回耗能大量的耗散地震能量，同时塑性屈服耗能区与上方的混凝土楼板脱开，有效减轻楼板开裂，使楼板易于震后修复。
【附图说明】
[0024]图1显示为本实用新型应用于联肢剪力墙的新型的耗能连梁的立面图。
[0025]图2显示为图1中侧面图(B-B处的剖视图)。
[0026]图3显示为图1的俯视图(A-A处的剖视图)。
[0027]图4显示为联肢剪力墙结构中应用本实用新型的示意图。
[0028]标记说明:1-塑性屈服耗能区，2-刚性弹性区。
【具体实施方式】
[0029]以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
[0030]请参阅图1至图4。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
[0031]如图1至图4所示，本实用新型为一种应用于联肢剪力墙的新型的耗能连梁，应用于高层或者超高层建筑结构中，包括塑性屈服耗能区和刚性弹性区，塑性屈服耗能区与刚性弹性区通过对接焊缝连接。地震作用下，塑性屈服耗能区通过剪切屈服耗散能量，而近似刚性的弹性区保持弹性以提供刚度。与墙肢连接时，可以埋入混凝土墙肢的边缘约束构件内。
[0032]地震作用下，刚性弹性区由于刚度很大故弹性变形较小，而塑性屈服耗能区其剪切相对变形较大，发生塑性剪切屈服，使整个连梁表现出稳定饱满的滞回曲线，提供可靠的消能减震功能。
[0033]整个耗能连梁均采用矩形截面梁，塑性屈服耗能区采用低屈服点钢，刚性弹性区采用高屈服点钢。
【主权项】
1.一种应用于联肢剪力墙结构的耗能钢连梁，应用于高层或者超高层建筑结构中；其特征在于，其结构表征为: 与墙肢连接时，埋入混凝土墙肢的边缘约束构件内；整体采用矩形截面梁； 包括塑性屈服耗能区(I)，位于中央， 包括两个刚性弹性区(2)，分别位于两端， 所述塑性屈服耗能区(I)与刚性弹性区(2)通过对接焊缝连接， 所述塑性屈服耗能区(I)、刚性弹性区⑵为钢板形式，塑性屈服耗能区⑴采用比刚性弹性区⑵屈服点低的钢材制作； 所述塑性屈服耗能区(I)、刚性弹性区(2)，两者高度相同， 所述塑性屈服耗能区(I)的厚度小于或者等于刚性的弹性区(2)的厚度； 所述塑性屈服耗能区(I)的形状为一个倒放的“工”字形，刚性的弹性区(2)的截面类型为矩形。
【专利摘要】本实用新型提供一种应用于联肢剪力墙结构的耗能钢连梁，包括中间部分的塑性屈服耗能区，与两边近似刚性的弹性区。塑性屈服区类似一个倒放的“工”字型，可以采用低屈服点钢制作，提供耗能作用。近似刚性的弹性区采用比塑性屈服区强度高的钢材制造，提供刚度作用。塑性屈服区与弹性区的连接采用对接焊缝连接。该耗能连梁构造简单，制作方便，应用于联肢剪力墙结构可以在地震下首先耗能屈服，避免墙肢严重破坏。
【IPC分类】E04B1/98, E04B2/58
【公开号】CN204781410
【申请号】CN201520431455
【发明人】李国强, 庞梦德, 孙飞飞, 宫海, 陈亮, 戴立先
【申请人】同济大学, 上海蓝科建筑减震科技股份有限公司
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年6月19日