帶耗能梁的鋼框架與交叉型中心支撐的抗震建筑結構制造技術

本發明專利技術公開了一種帶耗能梁的鋼框架與交叉型中心支撐的抗震建筑結構，其包括矩形鋼管混凝土柱，鋼梁、耗能梁和支撐桿；所用鋼材的強度等級依次為：矩形鋼管混凝土柱、鋼梁、耗能梁、支撐桿，在受到側向作用力的情況下，按以下順序依次屈服：支撐桿、耗能梁、鋼梁、矩形鋼管混凝土柱。本發明專利技術可以采用工業化生產線生產，現場進行裝配式施工，符合綠色建造、標準建造的要求，有助于提高建筑技術水平和工程質量，推進鋼結構建筑的發展，且滿足高烈度區的整體抗震性能和抗側移能力要求，具有足夠的承載力、剛度和抗震性能等優點。

Steel frame with cross beam and cross braced structure

The invention discloses a seismic building structure with energy dissipation beam of steel frame and cross center support, which comprises a rectangular concrete-filled steel tube column, steel beam, energy beam and a support rod; the strength grades of steel are: rectangular CFST columns, steel beams, beam energy, support under lateral force the case, according to the following order: the yield supporting rod, link beam, steel beam and concrete filled rectangular steel tubular columns. The invention can be adopted in the production of industrial production, on-site assembly construction, green building, built in compliance with the standard requirements, help to improve the level of construction technology and engineering quality, promote the development of steel structure building, and to meet the overall seismic performance in high intensity area and lateral displacement capacity, bearing capacity, enough the stiffness and seismic performance etc..

【技術實現步驟摘要】
帶耗能梁的鋼框架與交叉型中心支撐的抗震建筑結構
本專利技術屬于建筑工程
，涉及一種帶耗能梁的鋼框架與交叉型中心支撐的抗震建筑結構，可廣泛應用于住宅、公寓等有抗震需求的居住建筑中。
技術介紹
鋼結構具有資源可循環利用、環境污染少等綜合優勢，凸顯出綠色環保的特點，符合“十三五”規劃提出的減少資源消耗、保護生態環境的基本思路。目前，鋼結構的發展面臨良好的機遇，鋼材是綠色建材，鋼結構具有綠色生態建筑的特點，它的發展必然會引起政府和社會各方的重視和支持。鋼結構作為符合產業發展方向的綠色環保建筑體系，必將越來越展現出其發展的良好前景。傳統居住建筑主要采用混凝土結構，施工過程中需要大量人工，且在現場施工過程中消耗大量木材，產生大量廢水和揚塵。近年來，我國建筑產業持續快速發展，但鋼結構住宅相對發展較為緩慢，現有鋼結構體系還不完善，結構體系單一，與住宅公寓特點不匹配，在較高烈度區結構體系不能體現鋼結構所具有的良好的抗震性能，同時剛度偏弱，不利于在多高層建筑中推廣利用。如何利用提升鋼結構在較高烈度區的整體抗震性能和抗側移能力，具有足夠的承載力、剛度和抗震性能，能夠很好地適用于低、中、高烈度區的住宅、公寓等居住建筑的要求，這是本專利技術目前期望解決的技術問題。
技術實現思路
為了克服上述問題，本專利技術為低、中、高烈度區的住宅、公寓等居住建筑提供一種性能優越，經濟效益良好、社會效益突出的用于抗震建筑的帶耗能梁的鋼框架與交叉型中心支撐的抗震建筑結構。本專利技術的技術方案是提供一種帶耗能梁的鋼框架與交叉型中心支撐的抗震建筑結構，其包括若干個垂直地面設置的矩形鋼管混凝土柱，其特征在于：所述矩形鋼管混凝土柱上水平設置有若干個連接相鄰所述矩形鋼管混凝土柱的鋼梁或耗能梁，若干個支撐桿斜向連接在所述矩形鋼管混凝土柱和非耗能鋼梁之間的節點上，所述矩形鋼管混凝土柱、鋼梁、耗能梁和支撐桿共同構成所述抗震建筑結構；所述矩形鋼管混凝土柱所用鋼材的強度等級大于等于所述鋼梁所用鋼材的強度等級，所述鋼梁所用鋼材的強度等級大于等于所述耗能梁所用鋼材的強度等級，所述耗能梁所用鋼材的強度等級大于等于所述支撐桿所用鋼材的強度等級，借助上述材料選擇，使得所述抗震建筑結構在受到側向作用力的情況下，按以下順序依次屈服：支撐桿、耗能梁、鋼梁、矩形鋼管混凝土柱。優選的，所述耗能梁的長度為1～2m。優選的，該抗震建筑的鋼框架結構外側的所述矩形鋼管混凝土柱與所述鋼梁之間剛接，該抗震建筑的鋼框架結構內側的所述矩形鋼管混凝土柱與所述鋼梁之間通過鉸鏈連接。優選的，位于該抗震建筑的鋼框架結構內側的所述鋼梁的板件寬厚比為C類截面。優選的，所述耗能梁與所述矩形鋼管混凝土柱之間剛接。優選的，所述支撐桿為躍層交叉型支撐桿，所述支撐桿的兩端鉸接在所述矩形鋼管混凝土柱和鋼梁之間的節點上。優選的，所述矩形鋼管混凝土柱包括一矩形鋼管，所述矩形鋼管的中心孔內通過混凝土填充。優選的，填充所述矩形鋼管的中心孔的混凝土為普通混凝土、高強混凝土、輕骨料混凝土或者自密實混凝土。優選的，與所述支撐桿同一跨的所述鋼梁截面的尺寸大于與所述支撐桿非同一跨的所述鋼梁截面的尺寸。優選的，與所述支撐桿同一跨的所述鋼梁與所述矩形鋼管混凝土柱剛接。本專利技術的帶耗能梁的鋼框架與交叉型中心支撐的抗震建筑結構可以采用工業化生產線生產，現場進行裝配式施工，符合綠色建造、標準建造的要求，有助于提高建筑技術水平和工程質量，推進鋼結構建筑的發展，且滿足高烈度區的整體抗震性能和抗側移能力要求，具有足夠的承載力、剛度和抗震性能等優點。附圖說明圖1是本專利技術典型的一種帶耗能梁的鋼框架與交叉型中心支撐的抗震建筑結構的平面布置圖；圖2是本專利技術典型的一種帶耗能梁的鋼框架與交叉型中心支撐的抗震建筑結構的立體結構示意圖；圖3是本專利技術典型的一種帶耗能梁的鋼框架與交叉型中心支撐的抗震建筑結構的豎向布置結構示意圖。具體實施方式下面對本專利技術的具體實施方式作進一步詳細的描述。如圖1至圖3所示，本專利技術的帶耗能梁的鋼框架與交叉型中心支撐的抗震建筑結構包括矩形鋼管混凝土柱10、鋼梁（包括鉸接鋼梁121、剛接鋼梁122）、耗能梁14、支撐桿16等構件，構成支撐和鋼框架的雙重抗側力結構。對于整個結構，支撐桿16為第1道防線，率先屈服；耗能梁14為第2道防線，在支撐桿16屈服后再屈服；鋼梁為第3道防線；矩形鋼管混凝土柱10為最后一道防線，即第4道防線。本專利技術的鋼框架結構目的在于提升抗震建筑的整體抗震性能和抗側移能力。為進一步地提升經濟效益：對于抗震建筑結構內部的鋼梁，基本都是采用與矩形鋼管混凝土柱10鉸接的鉸接鋼梁121（少數與支撐桿16同一跨的剛接鋼梁除外）。鉸接鋼梁121采用鉸接的好處是便于安裝，且不會過多地削弱體系的抗側移能力，可按非抗震構件設計，無界面延性需求，板件寬厚比可為C類截面，降低造價。抗震建筑結構的外圍框架中，采用與矩形鋼管混凝土柱10之間剛接的剛接鋼梁122，并采用諸如Q345較高強度等級鋼材，以提升鋼框架結構的承載力、剛度和抗震性能。支撐桿16為躍層交叉型支撐桿16，按照僅受拉進行設計，較經濟。矩形鋼管混凝土柱10使用矩形鋼管，以充分利用混凝土的抗壓性能，降低造價，同時便于與鋼梁連接。為充分利用高強度鋼材，更好提升鋼結構社會效益，除所述特殊構件外，鋼梁、矩形鋼管混凝土柱10一般采用諸如Q345較高強度等級鋼材。耗能梁14是鋼框架結構中跨度較小的梁，通常跨度1.5米，與兩端的柱為剛接，截面可與一般剛接鋼梁122相同，但是材料采用諸如Q235強度等級低屈服點鋼材，因為較低屈服點的鋼材能適當提高連梁的延性，并同時使得耗能梁14能率先屈服，發揮耗能能力。支撐桿16可按戶型需要及結構體系要求進行布置，支撐桿16采用兩端鉸接與鋼梁和矩形鋼管混凝土柱10的節點。支撐桿16按拉桿設計，抗震等級按結構抗震等級基礎上提升一級確定，材料采用諸如Q235強度等級低屈服點鋼材，以提升支撐桿16的延性。與支撐桿16位于同一跨的剛接鋼梁122與兩端的矩形鋼管混凝土柱10采用剛接，并且截面尺寸比其他剛接鋼梁122適當加大，同時采用超強設計，以使支撐桿16塑性強化后剛接鋼梁122可屈服，其材料采用諸如Q345較高強度等級鋼材，以使支撐桿16處的剛接鋼梁122具有一定的強度儲備。矩形鋼管混凝土柱10為矩形鋼管混凝土柱，其填充用混凝土采用普通混凝土、高強混凝土、輕骨料混凝土或者自密實混凝土，推薦采用C50左右高強度混凝土。本專利技術的帶耗能梁的鋼框架與交叉型中心支撐的抗震建筑結構具有以下優點：1、無需支模，不使用鋼筋，無鋼筋綁扎作業，混凝土直接灌注在矩形鋼管中，施工速度快；2、柱充分利用鋼材的強度，混凝土的剛度，兩種材料優勢互補，共同構成一種高效的抗側力構件；3、易于標準化，模塊化，工廠化生產，減少了現場施工環節，降低了現場噪音、粉塵、廢料污染，標準化，模塊化，工廠化的施工過程易于保證構件質量，提高工程品質；4、體系為雙重抗側力體系，具備多道防線，具有良好的抗震性能和抗側移性能，能夠很好地適用于低、中、高烈度區的住宅、公寓等居住建筑中。5、體系充分考慮了結構構件重要性的不同，抗震等級的不同。依據構件的重要性和抗震等級等的不同，對構件采用不同的強度等級材料和截面，充分考慮了構件的特點，在保證結構合理安全本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種帶耗能梁的鋼框架與交叉型中心支撐的抗震建筑結構，其包括若干個垂直地面設置的矩形鋼管混凝土柱，其特征在于：所述矩形鋼管混凝土柱上水平設置有若干個連接相鄰所述矩形鋼管混凝土柱的鋼梁或耗能梁，若干個支撐桿斜向連接在所述矩形鋼管混凝土柱和非耗能鋼梁之間的節點上，所述矩形鋼管混凝土柱、鋼梁、耗能梁和支撐桿共同構成所述抗震建筑結構；所述矩形鋼管混凝土柱所用鋼材的強度等級大于等于所述鋼梁所用鋼材的強度等級，所述鋼梁所用鋼材的強度等級大于等于所述耗能梁所用鋼材的強度等級，所述耗能梁所用鋼材的強度等級大于等于所述支撐桿所用鋼材的強度等級，借助上述材料選擇，使得所述抗震建筑結構在受到側向作用力的情況下，按以下順序依次屈服：支撐桿、耗能梁、鋼梁、矩形鋼管混凝土柱。

【技術特征摘要】
1.一種帶耗能梁的鋼框架與交叉型中心支撐的抗震建筑結構，其包括若干個垂直地面設置的矩形鋼管混凝土柱，其特征在于：所述矩形鋼管混凝土柱上水平設置有若干個連接相鄰所述矩形鋼管混凝土柱的鋼梁或耗能梁，若干個支撐桿斜向連接在所述矩形鋼管混凝土柱和非耗能鋼梁之間的節點上，所述矩形鋼管混凝土柱、鋼梁、耗能梁和支撐桿共同構成所述抗震建筑結構；所述矩形鋼管混凝土柱所用鋼材的強度等級大于等于所述鋼梁所用鋼材的強度等級，所述鋼梁所用鋼材的強度等級大于等于所述耗能梁所用鋼材的強度等級，所述耗能梁所用鋼材的強度等級大于等于所述支撐桿所用鋼材的強度等級，借助上述材料選擇，使得所述抗震建筑結構在受到側向作用力的情況下，按以下順序依次屈服：支撐桿、耗能梁、鋼梁、矩形鋼管混凝土柱。2.根據權利要求1所述的帶耗能梁的鋼框架與交叉型中心支撐的抗震建筑結構，其特征在于：所述耗能梁的長度為1～2m。3.根據權利要求1所述的帶耗能梁的鋼框架與交叉型中心支撐的抗震建筑結構，其特征在于：該抗震建筑的鋼框架結構外側的所述矩形鋼管混凝土柱與所述鋼梁之間剛接，該抗震建筑的鋼框架結構內側的所述矩形鋼管混凝土柱與所述鋼梁之間鉸接。4.根據權利要求3所述的帶耗能梁的鋼框架與交叉型中...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張謹，楊律磊，路江龍，朱尋焱，鄭志剛，
申請(專利權)人：中衡設計集團股份有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇,32