基于支撐耗能的裝配式鋼結(jié)構(gòu)自復(fù)位模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于抗震工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及基于支撐耗能的結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國現(xiàn)階段的抗震思想是“小震不壞，中震可修，大震不倒”，這一抗震思想要求結(jié)構(gòu)遭遇設(shè)防烈度的地震后主體結(jié)構(gòu)不應(yīng)有大的破壞并可以修復(fù)，遭遇罕遇地震后允許結(jié)構(gòu)有大的破壞，但不能倒塌造成人員傷亡。不過結(jié)構(gòu)在遭受地震后即便沒有倒塌，但是部分重要構(gòu)件已經(jīng)產(chǎn)生了較大的殘余變形而無法恢復(fù)到原位置，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)難以維修加固甚至被推倒重建。
[0003]為了實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)在遭遇地震發(fā)展塑性后，仍能夠恢復(fù)到原位置而沒有殘余變形，從而縮短維修時間、減少維修費(fèi)用并盡快投入使用的目標(biāo)，需要提出一種能將結(jié)構(gòu)的塑性變形控制在易于更換的某一部分，之后通過預(yù)應(yīng)力鋼絞線使結(jié)構(gòu)復(fù)位的模塊，并將其合理布置在結(jié)構(gòu)體系中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種能將結(jié)構(gòu)的塑性變形控制在易于更換的支撐部分，之后通過預(yù)應(yīng)力鋼絞線使結(jié)構(gòu)復(fù)位的基于支撐耗能的裝配式鋼結(jié)構(gòu)自復(fù)位模塊。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]一種基于支撐耗能的裝配式鋼結(jié)構(gòu)自復(fù)位模塊，包括豎向邊緣構(gòu)件、橫向邊緣構(gòu)件、支撐和鉸接柱，沿著兩個橫向邊緣構(gòu)件設(shè)置若干道后張拉預(yù)應(yīng)力鋼絞線并錨固在兩個豎向邊緣構(gòu)件的外側(cè)翼緣，使之構(gòu)成一個預(yù)應(yīng)力框架；在兩個豎向邊緣構(gòu)件的內(nèi)側(cè)設(shè)置兩個鉸接柱，并在其兩端設(shè)置端板通過高強(qiáng)螺栓連接于上下兩個橫向邊緣構(gòu)件的翼緣；兩個支撐通過高強(qiáng)螺栓連接于鉸接柱的耳板，形成X型交叉支撐。
[0007]進(jìn)一步，所述豎向邊緣構(gòu)件其端部設(shè)置橫向加勁肋。
[0008]所述橫向邊緣構(gòu)件其端部設(shè)置橫向加勁肋、端板和蓋板。
[0009]所述支撐鋼材的規(guī)格、材性和面積根據(jù)以下要求確定:確保大震發(fā)生時通過支撐耗能使得自復(fù)位模塊的塑性變形發(fā)生在支撐部分。
[0010]所述橫向邊緣構(gòu)件的端板和豎向邊緣構(gòu)件的內(nèi)側(cè)翼緣加勁板表面設(shè)有摩擦接觸面，所述的摩擦接觸面經(jīng)過噴砂等處理方式形成，其摩擦面的抗滑移系數(shù):對于Q345鋼材，
須彡0.4。
[0011]所述支撐采用六棱柱套筒花籃-扁鋼柱間支撐。
[0012]所述支撐的張緊部分采用機(jī)械加工成型的六棱柱套筒，確保螺桿端部的屈服承載力高于螺桿抗拉承載力設(shè)計值的至少1.1倍；
[0013]進(jìn)一步，支撐構(gòu)件部位采用扁鋼，所述扁鋼的截面積小于張緊部位螺桿的最小面積，確保所述螺桿抗拉承載力設(shè)計值高于扁鋼抗拉承載力設(shè)計值的至少1.5倍。
[0014]所述六棱柱套筒材質(zhì)為S5C，所述螺桿采用Q345圓鋼，端部加工為M33規(guī)格螺紋；螺紋設(shè)計有效長度為40mm以上；
[0015]進(jìn)一步，所述扁鋼材質(zhì)為Q235B，所述扁鋼與所述張緊部位螺桿兩者之間采用角焊縫連接，支撐連接板上設(shè)有螺栓孔，用高強(qiáng)螺栓將支撐連接板與鉸接柱端耳板直接連接。
[0016]所述高強(qiáng)螺栓均為承壓型高強(qiáng)螺栓；進(jìn)一步，強(qiáng)度等級為10.9s ;進(jìn)一步，規(guī)格為M16 ?M30。
[0017]所述后張拉預(yù)應(yīng)力鋼絞線的預(yù)拉力按照以下要求確定:預(yù)應(yīng)力鋼絞線極限承載力的30% — 50%，并選用合適的錨具錨固。
[0018]由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0019]所有構(gòu)件的連接均采用承壓型高強(qiáng)螺栓連接，簡化了施工工藝，節(jié)省了施工成本；同一構(gòu)件類型截面外形尺寸不超過3種，限制構(gòu)件種類，提高了工業(yè)化程度，集成化程度高；主體結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)為鉸接，從而簡化了設(shè)計方法；主體結(jié)構(gòu)中設(shè)置含支撐的自復(fù)位模塊，水平力大部分由支撐承擔(dān)(自復(fù)位模塊的預(yù)應(yīng)力框架也可承擔(dān)水平力)，從而使主體結(jié)構(gòu)柱僅承擔(dān)豎向荷載，而有效減小了柱截面面積；在大震作用下，支撐屈服產(chǎn)生較大塑性變形，預(yù)應(yīng)力框架仍具有抗側(cè)能力，因此模塊能保證結(jié)構(gòu)具有二道防線。大震后通過預(yù)應(yīng)力鋼絞線使結(jié)構(gòu)恢復(fù)原位，而僅需更換支撐即可，更加簡單方便，從而實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)在遭遇地震發(fā)展塑性后，仍能夠恢復(fù)到原位置而沒有殘余變形，縮短維修時間，減少維修費(fèi)用并盡快投入使用的目標(biāo)。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的自復(fù)位模塊正立面示意圖。
[0021]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的自復(fù)位模塊側(cè)立面示意圖。
[0022]圖3是本發(fā)明實(shí)施例的自復(fù)位模塊平面示意圖。
[0023]圖4A是本發(fā)明實(shí)施例的自復(fù)位模塊中支撐與鉸接柱節(jié)點(diǎn)連接示意圖之一。
[0024]圖4B是本發(fā)明實(shí)施例的自復(fù)位模塊中支撐與鉸接柱節(jié)點(diǎn)連接示意圖之二。
[0025]圖4C是本發(fā)明實(shí)施例的自復(fù)位模塊中支撐與鉸接柱節(jié)點(diǎn)連接示意圖之三。
[0026]圖5是本發(fā)明實(shí)施例的支撐某一種示例的構(gòu)造示意圖。
[0027]圖6是本發(fā)明實(shí)施例的自復(fù)位模塊布置在某結(jié)構(gòu)體系中的示例。
[0028]圖中標(biāo)號:1為豎向邊緣構(gòu)件(VBE)，2為橫向邊緣構(gòu)件(HBE)，3為支撐，4為鉸接柱，5為后張拉預(yù)應(yīng)力鋼絞線，6為耳板，7為鉸接柱端板，8為耳板高強(qiáng)螺栓，9為鉸接柱端高強(qiáng)螺栓，10為橫向邊緣構(gòu)件端部橫向加勁肋，11為橫向邊緣構(gòu)件端板，12為橫向邊緣構(gòu)件蓋板，13為豎向邊緣構(gòu)件端部橫向加勁肋，14為支撐連接板，15為螺栓孔，16為六棱柱套筒，17為螺紋，18為螺桿，19為扁鋼，20為柱，21為梁，22為梁柱連接節(jié)點(diǎn)，23為自復(fù)位支撐模塊，24為基礎(chǔ)，25為梁端高強(qiáng)螺栓，26為梁橫向加勁肋。
【具體實(shí)施方式】
[0029]以下結(jié)合附圖所示實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0030]實(shí)施例1:如圖1、2、3所示，一種基于支撐耗能的裝配式鋼結(jié)構(gòu)自復(fù)位模塊，包括兩個個豎向邊緣構(gòu)件1、兩個橫向邊緣構(gòu)件2、兩個支撐3和兩個鉸接柱4，沿著兩個橫向邊緣構(gòu)件2設(shè)置若干道后張拉預(yù)應(yīng)力鋼絞線5并錨固在兩個豎向邊緣構(gòu)件I的外側(cè)翼緣，使之構(gòu)成一個預(yù)應(yīng)力框架；在兩個豎向邊緣構(gòu)件I的內(nèi)側(cè)設(shè)置兩個鉸接柱4，并在其兩端設(shè)置端板通過高強(qiáng)螺栓連接于上下兩個橫向邊緣構(gòu)件2的翼緣；兩個支撐3通過高強(qiáng)螺栓連接于鉸接柱的耳板，形成X型交叉支撐。
[0031]豎向邊緣構(gòu)件I其端部設(shè)置橫向加勁肋13，以防止板件局部屈曲，提高構(gòu)件力學(xué)性能。
[0032]橫向邊緣構(gòu)件2其端部設(shè)置橫向加勁肋10、端板11和蓋板12，以防止板