一种箱型截面耗能连梁的制作方法

本发明属于建筑物耗能减震技术领域，特别是涉及一种箱形截面耗能连梁。

背景技术：

近年来，随着我国建筑减震耗能技术逐渐发展，研究成果在实际工程中的应用也愈加广泛。耗能元件作为减震技术的关键，已经成为工程研究的热点。剪力墙结构是目前应用最广泛的一类结构形式，且通常应用于高层住宅，其抗震性能亦是被人们关注。历次震害表明，剪力墙结构中耗能连梁是其抗震的关键元件。若耗能连梁过早出现损坏将会影响结构的整体性，过晚屈服则影响无法实现预期的抗震设防目标。因此广大学者专家对耗能连梁开展了深入的研究，并且发明了交叉配筋连梁、钢骨混凝土连梁、跨中附加阻尼器连梁。随着人们不断的研究，发明了各种结构的阻尼器，但由于阻尼器的破坏很难保证结构的经济性，为了解决这种工程需求研究人员又研制出可以更换的耗能连梁。

一方面，在剪力墙结构中连梁需具有足够的约束能力，以确保结构整体工作性能，所以要求连梁具备一定的刚度和强度。另一方面连梁作为重要的耗能元件，在地震作用下应具备足够的耗能能力，极大限度地保护剪力墙以免其过早破坏。然而现有技术的连梁很大程度上基本满足了工程结构抗震的需求，但是在耗能能力和变形能力方面还存在某些不足之处。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种箱形截面耗能连梁。

为了达到上述目的，本发明提供的箱形截面耗能连梁包括翼缘钢板、耗能腹板、梁端预埋钢板、梁端整体腹板、限位钢条和橡胶垫块；其中两块翼缘钢板沿上下方向水平设置；两块梁端预埋钢板垂直连接在两块翼缘钢板的两端；两块翼缘钢板两端之间的空间中分别设有两块沿翼缘钢板长度方向延伸且并排竖直设置的梁端整体腹板，梁端整体腹板所在的区域为梁端加强区；两块翼缘钢板中部之间的空间中设有两排耗能腹板，每排耗能腹板由多块间隔设置的梯形钢板构成，每排耗能腹板中的部分梯形钢板下端与位于下方的翼缘钢板之间设有一块橡胶垫块，并且两排耗能腹板分别与两块整体腹板位于同一垂直面内，耗能腹板所在的区域为跨中耗能区；每块橡胶垫块的两侧分别安装有一块限位钢条。

所述的橡胶垫块和限位钢条安装在间隔距离设置的梯形钢板上。

所述的梁端整体腹板与翼缘钢板之间采用高频熔透焊缝连接。

所述的梯形钢板为等腰梯形钢板，与翼缘钢板之间采用高频熔透焊缝连接。

所述的限位钢条与翼缘钢板之间采用高频熔透焊缝连接。

本发明提供的箱形截面耗能连梁具有在多遇地震下既能发挥与防屈曲约束支撑相似的作用，也能发挥连梁的偶联作用，并且在罕遇地震下能够发挥更大的耗能作用。在跨中耗能区间隔设置的等腰梯形钢板可使结构不至于在中震或者大震突然发生破坏。刚结构连梁施工安装便捷，可以工厂制作现场安装。经过耗能实验模拟分析，反复验证发现在往复荷载下塑性耗能屈服发生剪切屈服，并且变形普遍集中发生在跨中耗能区。本发明利用钢结构有很好的屈服耗能能力，通过良好的结构形式发挥结构的偶联作用。在罕遇地震作用下,两阶屈服同时发生,跨中耗能区的剪切屈服和弯曲屈服工字梁的弯曲屈服共同发生，能量耗散能力比只具有单一耗能构件的要大很多。钢结构本身具有很好的延性，除了提供良好的变形耗能能力的同时也同样具有较高的耐久性。同时与普通的钢筋混凝土连梁相比它具有更强的耗能作用，同时为门窗洞口上端某些电路管道提供良好的空间。

附图说明

图1为本发明提供的箱型截面耗能连梁上跨中耗能区示意图。

图2为本发明提供的箱型截面耗能连梁上跨中耗能区俯视图。

图3为本发明提供的箱型截面耗能连梁上梁端加强区示意图。

图4为本发明提供的箱型截面耗能连梁上梁端加强区俯视图。

图5为图1中a-a向剖面图。

图6为图1中b-b向剖面图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例中对本发明提供的箱型截面耗能连梁进行详细说明。

如图1—图6所示，本发明提供的箱形截面耗能连梁包括翼缘钢板1、耗能腹板2、梁端预埋钢板3、梁端整体腹板4、限位钢条5和橡胶垫块6；其中两块翼缘钢板1沿上下方向水平设置；两块梁端预埋钢板3垂直连接在两块翼缘钢板1的两端；两块翼缘钢板1两端之间的空间中分别设有两块沿翼缘钢板1长度方向延伸且并排竖直设置的梁端整体腹板4，梁端整体腹板4所在的区域为梁端加强区；两块翼缘钢板1中部之间的空间中设有两排耗能腹板2，每排耗能腹板2由多块间隔设置的梯形钢板构成，每排耗能腹板2中的部分梯形钢板下端与位于下方的翼缘钢板1之间设有一块橡胶垫块6，并且两排耗能腹板2分别与两块整体腹板4位于同一垂直面内，耗能腹板2所在的区域为跨中耗能区；每块橡胶垫块6的两侧分别安装有一块限位钢条5。

所述的橡胶垫块6和限位钢条5安装在间隔距离设置的梯形钢板上。

所述的梁端整体腹板4与翼缘钢板1之间采用高频熔透焊缝连接。

所述的梯形钢板为等腰梯形钢板，与翼缘钢板1之间采用高频熔透焊缝连接。

所述的限位钢条5与翼缘钢板1之间采用高频熔透焊缝连接。

现将本发明提供的箱形截面耗能连梁的安装及工作原理阐述如下：

安装时利用梁端预埋钢板3和锚栓将本箱形截面耗能连梁与诸如高层联肢剪力墙等主体结构连接即可。

本箱形截面耗能连梁的截面整体呈箱形。在使用过程中，当本箱形截面耗能连梁上的梁端加强区在水平地震荷载作用下出现较大的变位差时，跨中耗能区能够满足结构大变形的需求，同时整体刚度不会过早退化，发挥了良好的耗能作用，是建筑结构“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防目标的重要保障。另外，本箱型截面耗能连梁上的主要部件采用低屈服钢制成，具有良好的竖向承载能力，加上优异的延性和刚度性，因此能够适应建筑结构洞口的布置，为某些电路管道提供良好的空间，从而保证结构设计的经济性。此外，所有部件可以在工厂提前预制，因此安装过程快捷。

技术特征：

技术总结
一种箱形截面耗能连梁。其包括翼缘钢板、耗能腹板、梁端预埋钢板、梁端整体腹板、限位钢条和橡胶垫块；本发明提供的箱形截面耗能连梁具有在多遇地震下既能发挥与防屈曲约束支撑相似的作用，也能发挥连梁的偶联作用，并且在罕遇地震下能够发挥更大的耗能作用。在跨中耗能区间隔设置的等腰梯形钢板可使结构不至于在中震或者大震突然发生破坏。刚结构连梁施工安装便捷，可以工厂制作现场安装。

技术研发人员：张海;刘德志;张聪;田慧;苏振飞;梁斌
受保护的技术使用者：天津城建大学
技术研发日：2017.10.27
技术公布日：2018.03.06