CN213572379U - 一种装配式双人形偏心支撑双重抗侧力单元 - Google Patents

Abstract

一种装配式双人形偏心支撑双重抗侧力单元，包括立柱、横梁和人字形支撑；两个立柱平行设置，若干横梁等间距垂直设置在两个立柱之间，将两个立柱之间隔成若干矩形框；每个矩形框内均固定设置有两个人字形支撑，且两个人字形支撑的开口相对设置，形成双人形支撑。本实用新型的人字形支撑通过偏心支撑耗能梁段的非弹性变形耗能提高结构抗震能力，由于有双重抗拉压杆件，当某一杆件破坏后，内力重新分配，其他杆件仍能提供刚度，整个结构刚度退化较慢，延性性能更好。同时仍具有较大刚度和承载能力。

Description

一种装配式双人形偏心支撑双重抗侧力单元

技术领域

本实用新型涉及建筑工程抗侧力单元技术领域，特别涉及一种装配式双人形偏心支撑双重抗侧力单元。

背景技术

钢结构建筑由于构件可以工厂化制作，现场安装，因而能够大大减少工期，且钢结构建筑中的钢材可以回收利用，可以大大减少建筑垃圾，更绿色环保，因而被广泛采用，应用在工业建筑及民用建筑中。这就迫切需要新的技术支持多高层建筑的设计与建设。

对于钢结构而言，高层，超高层住宅随着高度的增加,侧向荷载效应(包括地震作用和风荷载等)的影响处于突出地位，因此通常通过抗侧力构件提高结构的抗侧力和抗震能力，钢框架-支撑体系是多高层钢结构中常用体系。

现有的钢结构建筑中为了提高建筑的抗侧刚度及抗侧承载力，通常采用大支撑等构件，结构的延性差，尤其在往复的水平地震作用下,当结构的受力进入弹塑性范围时，楼层的抗剪能力和结构的抗侧刚度急剧下降，层间侧移过度增大,最终导致结构整体失稳破坏。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种装配式双人形偏心支撑双重抗侧力单元，以解决上述问题。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种装配式双人形偏心支撑双重抗侧力单元，包括立柱、横梁和人字形支撑；两个立柱平行设置，若干横梁等间距垂直设置在两个立柱之间，将两个立柱之间隔成若干矩形框；每个矩形框内均固定设置有两个人字形支撑，且两个人字形支撑的开口相对设置，形成双人形支撑。

进一步的，人字形支撑包括支撑杆、端板和传力板；两个支撑杆的一端焊接在端板的一面，形成人字形结构，传力板焊接在端板的另一面。

进一步的，每个矩形框内的两个人字形支撑均为纵向设置，且相互不接触；支撑杆的另一端焊接有连接端板，连接端板上焊接有连接板。

进一步的，矩形框的四个边的中点均焊接有节点板，节点板和传力板，以及连接板上均设置有相匹配的螺栓孔；节点板和传力板以及连接板通过螺栓固定连接。

进一步的，立柱为矩形钢管柱、圆形钢管柱、矩形钢管混凝土柱或圆形钢管混凝土柱；横梁为工字型钢梁。

进一步的，横梁上设置有节点板的上下翼缘之间设置有加劲肋。

进一步的，支撑杆为方钢管、圆形钢管、工字钢支撑、T型钢支撑、L型钢支撑、槽形钢支撑、十字形钢支撑或L形钢支撑。

与现有技术相比，本实用新型有以下技术效果：

本实用新型人字形支撑有效的减小了支撑杆件的计算长度，支撑杆件长细比小，抗屈曲能力好,不易发生支撑杆件屈曲破坏，易于控制支撑屈曲破坏。

本实用新型减小杆件尺寸，方便支撑隐藏在墙体内，实现围护结构一体化，有利于建筑美观和功能设计。

本实用新型的人字形支撑通过偏心支撑耗能梁段的非弹性变形耗能提高结构抗震能力，由于有双重抗拉压杆件，当某一杆件破坏后，内力重新分配，其他杆件仍能提供刚度，整个结构刚度退化较慢，延性性能更好。同时仍具有较大刚度和承载能力。

本实用新型的支撑可在工厂预制，与框架通过螺栓连接，提高了结构的装配化和拼装速度，充分适应装配式钢结构的要求和特点，符合装配式建筑发展要求。

本实用新型构造简单、安装、替换、运输方便，支撑可分离装配，也可围护墙体一体化，整体吊装，易于实现装配化。

附图说明

图1是本实用新型框架详图；

图2是本实用新型网格支撑详图；

图3是本实用新型节点连接详图；

图4是本实用新型整体结构示意图；

图5(a)-(c)是本实用新型屈服破坏过程示意图；

图6是本实用新型的荷载位移曲线；

图中：1、立柱；2、梁；3、加劲肋；4、节点板；6、传力板；7端板；8、连接板； 9、连接端板；10、支撑杆。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进一步说明：

请参阅图1至图6，一种装配式双人形偏心支撑双重抗侧力单元，包括立柱1、横梁2和人字形支撑；两个立柱1平行设置，若干横梁2等间距垂直设置在两个立柱1之间，将两个立柱1之间隔成若干矩形框；每个矩形框内均固定设置有两个人字形支撑，且两个人字形支撑的开口相对设置，形成双人形支撑。如图1本实用新型框架详图所示，单跨两层的框架由两根立柱1和两根梁2组成，两根立柱竖直布置，横梁两端焊接在立柱上，在框架柱与支撑连接位置焊接节点板3，框架梁与支撑连接位置焊接节点板4。

在梁上焊接加劲肋，节点板与梁接触的两端各设置一个加劲肋，在节点板之间根据间接再设置合适的加劲肋数量。

人字形支撑包括支撑杆10、端板7和传力板6；两个支撑杆10的一端焊接在端板7的一面，形成人字形结构，传力板6焊接在端板7的另一面。

每个矩形框内的两个人字形支撑均为纵向设置，且相互不接触；支撑杆10的另一端焊接有连接端板9，连接端板9上焊接有连接板8。

矩形框的四个边的中点均焊接有节点板4，节点板4和传力板6，以及连接板8上均设置有相匹配的螺栓孔；节点板4和传力板6以及连接板8通过螺栓固定连接。

立柱1为矩形钢管柱、圆形钢管柱、矩形钢管混凝土柱或圆形钢管混凝土柱；横梁2为工字型钢梁。

横梁2上设置有节点板4的上下翼缘之间设置有加劲肋3。

支撑杆10为方钢管、圆形钢管、工字钢支撑、T型钢支撑、L型钢支撑、槽形钢支撑、十字形钢支撑或L形钢支撑。

如图2本实用新型网格支撑详图所示，双人形支撑由四根支撑杆10组成，支撑10上下左右对称布置，一端与梁连接一端与柱连接，在梁连接位置留出间距形成耗能梁段。

双人形网格支撑中支撑10与梁连接端在支撑端部焊接连接端板9，连接端板9上焊接连接板8。支撑10与柱连接端，两根支撑焊接在一个端板7上，端板7上焊接节点板 6。

如图3本实用新型节点连接详图所示，网格支撑通过支撑端板上的传力板与框架的节点板通过螺栓相连接。此外网格支撑均也可通过在支撑端板与梁柱上设置对应的螺栓孔，通过端板与梁柱直接螺栓连接。

如图4本实用新型整体结构示意图所示，将两个网格支撑通过图3所示的连接方式连接在框架内，形成本实用新型专利。

本实用新型一种装配式双人形偏心支撑双重抗侧力单元有效减小杆件长度与尺寸的同时提高建筑的抗侧力稳定性和结构延性。网格支撑单元通过螺栓与结构连接，提高了结构的装配化和拼装速度。

下面通过对本实用新型进行有限元模拟来说明双人形偏心支撑双重抗侧力单元的力学性能。

利用ABAQUS软件对网格支撑进行有限元模拟，框架梁为400×200×8×12，框架立柱为350×350×14，支撑为140×140×6，有限元分析结果如图5和图6所示。

由于采用新型的偏心支撑网格，结构的延性和抗震性能均比较好。网格支撑破坏顺序如图5(a)-(c)所示，支撑杆件未发生屈曲，满足偏心支撑的要求。由位移云图和荷载位移曲线可以看出，整体结构的延性好，刚度退化慢，整体结构的最终破坏如图5(c)。

本实用新型根据抗震概念设计原则，提供了一种装配式双人形偏心支撑双重抗侧力单元，在地震作用下通过偏心支撑耗能梁段提高结构抗震能力，同时菱形支撑由于将支撑力离散化为四个杆件，减小支撑长细比，方便控制杆件屈曲，整体结构刚度退化较慢，延性性能更好。另外，在初始刚度方面，网格支撑在不增加用钢量的前提下，仍具有较大刚度和承载能力。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式仅限于此，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单的推理或替换，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (7)

1.一种装配式双人形偏心支撑双重抗侧力单元，其特征在于，包括立柱(1)、横梁(2)和人字形支撑；两个立柱(1)平行设置，若干横梁(2)等间距垂直设置在两个立柱(1)之间，将两个立柱(1)之间隔成若干矩形框；每个矩形框内均固定设置有两个人字形支撑，且两个人字形支撑的开口相对设置，形成双人形支撑。

2.根据权利要求1所述的一种装配式双人形偏心支撑双重抗侧力单元，其特征在于，人字形支撑包括支撑杆(10)、端板(7)和传力板(6)；两个支撑杆(10)的一端焊接在端板(7)的一面，形成人字形结构，传力板(6)焊接在端板(7)的另一面。

3.根据权利要求2所述的一种装配式双人形偏心支撑双重抗侧力单元，其特征在于，每个矩形框内的两个人字形支撑均为纵向设置，且相互不接触；支撑杆(10)的另一端焊接有连接端板(9)，连接端板(9)上焊接有连接板(8)。

4.根据权利要求3所述的一种装配式双人形偏心支撑双重抗侧力单元，其特征在于，矩形框的四个边的中点均焊接有节点板(4)，节点板(4)和传力板(6)，以及连接板(8)上均设置有相匹配的螺栓孔；节点板(4)和传力板(6)以及连接板(8)通过螺栓固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种装配式双人形偏心支撑双重抗侧力单元，其特征在于，立柱(1)为矩形钢管柱、圆形钢管柱、矩形钢管混凝土柱或圆形钢管混凝土柱；横梁(2)为工字型钢梁。

6.根据权利要求1所述的一种装配式双人形偏心支撑双重抗侧力单元，其特征在于，横梁(2)上设置有节点板(4)的上下翼缘之间设置有加劲肋(3)。

7.根据权利要求1所述的一种装配式双人形偏心支撑双重抗侧力单元，其特征在于，支撑杆(10)为方钢管、圆形钢管、工字钢支撑、T型钢支撑、L型钢支撑、槽形钢支撑、十字形钢支撑或L形钢支撑。

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