约束屈曲支撑与混凝土梁节点.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201010557956.3

申请日:

2010.11.24

公开号:

CN101974940A

公开日:

2011.02.16

当前法律状态:

驳回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):E04B 1/36申请公布日:20110216|||实质审查的生效IPC(主分类):E04B 1/36申请日:20101124|||公开

IPC分类号:

E04B1/36; E04B1/58; E04B1/98

主分类号:

E04B1/36

申请人:

沈阳建筑大学

发明人:

李帼昌; 林丹

地址:

110168 辽宁省沈阳市浑南新区浑南东路9号

优先权:

专利代理机构:

沈阳技联专利代理有限公司 21205

代理人:

王德荣

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内容摘要

约束屈曲支撑与混凝土梁节点,及一种建筑构件,由约束屈曲支撑与混凝土梁构成,约束屈曲支撑与混凝土梁节点为栓钉连接式节点,它是约束屈曲支撑与混凝土梁的节点。约束屈曲支撑与混凝土梁节点为型钢式节点,它是约束屈曲支撑与混凝土梁的节点。约束屈曲支撑与混凝土梁节点为组合式节点,它是约束屈曲支撑与混凝土梁的节点。防屈曲约束支撑的钢筋混凝土框架结构不但可以增加整体刚度、提高结构延性,而且由于其受压时不会屈曲的特性可以充分发挥消能作用,在工程抗震领域具有重要的应用价值。

权利要求书

1: 约束屈曲支撑与混凝土梁节点, 由约束屈曲支撑与混凝土梁构成, 其特征在于约束 屈曲支撑与混凝土梁节点为栓钉连接式节点, 它是约束屈曲支撑与混凝土梁的节点。
2: 根据权利要求 1 所述的约束屈曲支撑与混凝土梁节点, 其特征在于约束屈曲支撑与 混凝土梁节点为型钢式节点, 它是约束屈曲支撑与混凝土梁的节点。
3: 根据权利要求 1 所述的约束屈曲支撑与混凝土梁节点, 其特征在于约束屈曲支撑与 混凝土梁节点为组合式节点, 它是约束屈曲支撑与混凝土梁的节点。

说明书


约束屈曲支撑与混凝土梁节点

    【技术领域】
     本发明涉及一种建筑构件, 特别是涉及一种约束屈曲支撑与混凝土梁节点。背景技术 防屈曲约束支撑是一种受压时不会发生屈曲失稳的轴力构件, 在我国台湾地区称 之为挫屈拘束支撑 (Buckling Restrained Braces, 简称 BRB)。 在美国和日本则称之为无粘 结支撑 (Unbonded Braces, 简称 UBB)。防屈曲约束支撑主要由两部分组成 : 内核芯材单元 和外围约束单元。两者之间通过填充细石混凝土来实现外围约束套管对内核芯材的约束, 限制其受压屈曲。混凝土和内核芯材钢构件之间通过一层薄材料分开, 以允许钢构件可以 在混凝土中滑动。 内核单元一般采用低屈服点的钢材, 从中部到两端依次由核心段、 过渡段 和连接段组成。核心段是内核单元中较长的一段区域, 是防屈曲约束支撑中最主要的组成 部分, 此段全长被约束单元包裹。 核心段的截面形式多种多样, 常用的有以下几种 : 一字形、 十字形、 工字形等。连接段是连接内核单元与框架节点板的区域, 未被约束单元包裹, 考虑 到连接螺栓孔的削弱及缺少约束单元的可靠约束, 其截面形状要比核心段大很多, 以保证 强度和稳定要求。过渡段是连接核心段与连接段的一段过渡区域, 主要是为了实现核心段 到连接段的截面形状变化的过渡, 以减小应力集中。外围约束单元多由钢管 (方形或圆形) 内填混凝土或砂浆组成, 或者由空心的钢筋混凝土柱构成, 外包在内核单元周围。 防屈曲约 束支撑所承受的全部轴力都由内核芯材来承担, 外围约束单元不承担轴力, 只提供对内核 芯材的约束作用防止屈曲。防屈曲约束支撑是通过低屈服点的软钢芯材在拉、 压荷载反复 作用下产生较大的塑性变形, 消耗风、 地震作用输入结构的能量, 减小结构的振动响应, 保 护结构构件或减小结构的损伤。与传统支撑比较, 防屈曲约束支撑的内核芯材发生屈服但 由于外围约束的限制使其不能由于失稳而屈曲, 所以防屈曲约束支撑的承载力和变形能力 有显著的提高, 且屈服后的塑性变形发展稳定。
     屈曲约束支撑在日本进入工程应用较早, 特别是在阪神大地震以后, 这种支撑作 为阻尼器大量应用在工程中, 截止至 2008 年已有至少 250 幢以上的建筑物采用了 BRB 作为 提高抗震设防水平的措施。 美国也在 1994 年 Northridge 地震以后, 也开始了对屈曲约束支 撑的钢结构体系的研究, 并且在一些新的钢结构中进行了应用。近几年防屈曲约束支撑在 大陆地区也逐渐被人们使用, 如北京威盛大厦、 北京银泰中心、 上海古北财富中心和西部机 电科技商务中心等。目前约束屈曲支撑多应用于钢结构, 但对于混凝土框架应用较少。约 束屈曲支撑与混凝土梁节点仍有待完善和改进。
     发明内容
     本发明的目的在于提供一种约束屈曲支撑与混凝土梁节点。 防屈曲约束支撑的钢 筋混凝土框架结构不但可以增加整体刚度、 提高结构延性, 而且由于其受压时不会屈曲的 特性可以充分发挥消能作用, 在工程抗震领域具有重要的应用价值。
     本发明的目的是通过以下技术方案实现的 :约束屈曲支撑与混凝土梁节点, 由约束屈曲支撑与混凝土梁构成, 约束屈曲支撑与混 凝土梁节点为栓钉连接式节点, 它是约束屈曲支撑与混凝土梁的节点。
     所述的约束屈曲支撑与混凝土梁节点, 约束屈曲支撑与混凝土梁节点为型钢式节 点, 它是约束屈曲支撑与混凝土梁的节点。
     所述的约束屈曲支撑与混凝土梁节点, 约束屈曲支撑与混凝土梁节点为组合式节 点, 它是约束屈曲支撑与混凝土梁的节点。
     本发明的优点与效果是 : 钢筋混凝土框架结构在我国应用比较广泛, 有完整的设计方法和设计理论, 但抗震性 能较差, 尤其在高层和大跨度建筑中应用有局限性。 在高烈度区, 要想达到抗震等级的要求 就必须加大截面面积, 大大提高了造价, 材料用量大, 很不经济。 经过适当的设计, 含有防屈 曲约束支撑的钢筋混凝土框架结构不但可以增加整体刚度、 提高结构延性, 而且由于其受 压时不会屈曲的特性可以充分发挥消能作用, 在工程抗震领域具有重要的应用价值。本发 明加固, 减小截面, 提高抗震性能保证人民生命财产安全。
     对于大跨度及高层混凝土结构为了达到其抗震性能的要求, 通过合理的设计约束 屈曲支撑可以减小截面面积、 降低结构自重、 降低造价, 节约建筑材料、 增加有效使用面积。 经过时间的洗礼及自然灾害的侵袭, 很多建筑的抗震性能已经退化, 把这些建筑拆掉重建 又比较浪费资源。那么用屈曲约束支撑对混凝土结构进行加固就是一种非常有效的方法。 与传统支撑比较, 防屈曲约束支撑的内核芯材发生屈服但由于外围约束的限制使 其不能由于失稳而屈曲, 所以防屈曲约束支撑的承载力和变形能力有显著的提高, 且屈服 后的塑性变形发展稳定, 具有良好的耗能能力, 保证人民生命财产的安全。 为提高混凝土框 架的抗震性能做出贡献。
     附图说明
     图 1-1、 图 1-2 为栓钉连接式节点结构的示意图 ; 图 2-1、 图 2-2 为型钢式节点结构的示意图 ; 图 3-1、 图 3-2 为组合式节点结构的示意图。 具体实施方式
     本发明针对混凝土结构在我国应用比较广泛, 有完整的设计方法和设计理论。随 着国家的发展、 人们生活水平的提高, 人们对建筑物的使用要求越来越高。 建筑物越来越趋 向高层、 超高层、 大跨度的结构, 而混凝土结构在这几方面比较有局限性。经过实验研究证 明经过合理的设计, 约束屈曲支撑可以显著改善混凝土结构的性能, 使混凝土结构应用更 广泛更适用于现在的设计要求。目前我国的混凝土结构建筑较多, 经过时间的洗礼及自然 灾害的侵袭, 很多建筑的抗震性能已经退化, 把这些建筑拆掉重建又比较浪费资源。 那么用 屈曲约束支撑对混凝土结构进行加固就是一种非常有效的方法。 在实际工程中的应用已经 证明了这一点。
     本发明是由约束屈曲支撑和混凝土梁构成, 利用屈曲约束支撑改善结构的抗震性 能。
     本发明对栓钉连接式节点、 型钢式节点、 以及组合式节点等几种主要形式进行研究。 如图 1-1、 图 1-2 所示 , 本发明给出的这种约束屈曲支撑与混凝土梁节点为栓钉 连接式节点, 它是约束屈曲支撑与混凝土梁的节点。
     如图 2-1、 图 2-2 所示 , 本发明给出的这种约束屈曲支撑与混凝土梁节点为型钢 式节点, 它是约束屈曲支撑与混凝土梁的节点。
     如图 3-1、 图 3-2 所示 , 本发明给出的这种约束屈曲支撑与混凝土梁节点为组合 式节点, 它是约束屈曲支撑与混凝土梁的节点。
    

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资源描述

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1、10申请公布号CN101974940A43申请公布日20110216CN101974940ACN101974940A21申请号201010557956322申请日20101124E04B1/36200601E04B1/58200601E04B1/9820060171申请人沈阳建筑大学地址110168辽宁省沈阳市浑南新区浑南东路9号72发明人李帼昌林丹74专利代理机构沈阳技联专利代理有限公司21205代理人王德荣54发明名称约束屈曲支撑与混凝土梁节点57摘要约束屈曲支撑与混凝土梁节点,及一种建筑构件,由约束屈曲支撑与混凝土梁构成,约束屈曲支撑与混凝土梁节点为栓钉连接式节点,它是约束屈曲支撑与混凝。

2、土梁的节点。约束屈曲支撑与混凝土梁节点为型钢式节点,它是约束屈曲支撑与混凝土梁的节点。约束屈曲支撑与混凝土梁节点为组合式节点,它是约束屈曲支撑与混凝土梁的节点。防屈曲约束支撑的钢筋混凝土框架结构不但可以增加整体刚度、提高结构延性,而且由于其受压时不会屈曲的特性可以充分发挥消能作用,在工程抗震领域具有重要的应用价值。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图3页CN101974945A1/1页21约束屈曲支撑与混凝土梁节点,由约束屈曲支撑与混凝土梁构成,其特征在于约束屈曲支撑与混凝土梁节点为栓钉连接式节点,它是约束屈曲支撑与混凝土梁的节点。2根据权。

3、利要求1所述的约束屈曲支撑与混凝土梁节点,其特征在于约束屈曲支撑与混凝土梁节点为型钢式节点,它是约束屈曲支撑与混凝土梁的节点。3根据权利要求1所述的约束屈曲支撑与混凝土梁节点,其特征在于约束屈曲支撑与混凝土梁节点为组合式节点,它是约束屈曲支撑与混凝土梁的节点。权利要求书CN101974940ACN101974945A1/3页3约束屈曲支撑与混凝土梁节点技术领域0001本发明涉及一种建筑构件,特别是涉及一种约束屈曲支撑与混凝土梁节点。背景技术0002防屈曲约束支撑是一种受压时不会发生屈曲失稳的轴力构件,在我国台湾地区称之为挫屈拘束支撑BUCKLINGRESTRAINEDBRACES,简称BRB。。

4、在美国和日本则称之为无粘结支撑UNBONDEDBRACES,简称UBB。防屈曲约束支撑主要由两部分组成内核芯材单元和外围约束单元。两者之间通过填充细石混凝土来实现外围约束套管对内核芯材的约束,限制其受压屈曲。混凝土和内核芯材钢构件之间通过一层薄材料分开,以允许钢构件可以在混凝土中滑动。内核单元一般采用低屈服点的钢材,从中部到两端依次由核心段、过渡段和连接段组成。核心段是内核单元中较长的一段区域,是防屈曲约束支撑中最主要的组成部分,此段全长被约束单元包裹。核心段的截面形式多种多样,常用的有以下几种一字形、十字形、工字形等。连接段是连接内核单元与框架节点板的区域,未被约束单元包裹,考虑到连接螺栓孔。

5、的削弱及缺少约束单元的可靠约束,其截面形状要比核心段大很多,以保证强度和稳定要求。过渡段是连接核心段与连接段的一段过渡区域,主要是为了实现核心段到连接段的截面形状变化的过渡,以减小应力集中。外围约束单元多由钢管(方形或圆形)内填混凝土或砂浆组成,或者由空心的钢筋混凝土柱构成,外包在内核单元周围。防屈曲约束支撑所承受的全部轴力都由内核芯材来承担,外围约束单元不承担轴力,只提供对内核芯材的约束作用防止屈曲。防屈曲约束支撑是通过低屈服点的软钢芯材在拉、压荷载反复作用下产生较大的塑性变形,消耗风、地震作用输入结构的能量,减小结构的振动响应,保护结构构件或减小结构的损伤。与传统支撑比较,防屈曲约束支撑的。

6、内核芯材发生屈服但由于外围约束的限制使其不能由于失稳而屈曲,所以防屈曲约束支撑的承载力和变形能力有显著的提高,且屈服后的塑性变形发展稳定。0003屈曲约束支撑在日本进入工程应用较早,特别是在阪神大地震以后,这种支撑作为阻尼器大量应用在工程中,截止至2008年已有至少250幢以上的建筑物采用了BRB作为提高抗震设防水平的措施。美国也在1994年NORTHRIDGE地震以后,也开始了对屈曲约束支撑的钢结构体系的研究,并且在一些新的钢结构中进行了应用。近几年防屈曲约束支撑在大陆地区也逐渐被人们使用,如北京威盛大厦、北京银泰中心、上海古北财富中心和西部机电科技商务中心等。目前约束屈曲支撑多应用于钢结构。

7、,但对于混凝土框架应用较少。约束屈曲支撑与混凝土梁节点仍有待完善和改进。发明内容0004本发明的目的在于提供一种约束屈曲支撑与混凝土梁节点。防屈曲约束支撑的钢筋混凝土框架结构不但可以增加整体刚度、提高结构延性,而且由于其受压时不会屈曲的特性可以充分发挥消能作用,在工程抗震领域具有重要的应用价值。0005本发明的目的是通过以下技术方案实现的说明书CN101974940ACN101974945A2/3页4约束屈曲支撑与混凝土梁节点,由约束屈曲支撑与混凝土梁构成,约束屈曲支撑与混凝土梁节点为栓钉连接式节点,它是约束屈曲支撑与混凝土梁的节点。0006所述的约束屈曲支撑与混凝土梁节点,约束屈曲支撑与混凝。

8、土梁节点为型钢式节点,它是约束屈曲支撑与混凝土梁的节点。0007所述的约束屈曲支撑与混凝土梁节点,约束屈曲支撑与混凝土梁节点为组合式节点,它是约束屈曲支撑与混凝土梁的节点。0008本发明的优点与效果是钢筋混凝土框架结构在我国应用比较广泛,有完整的设计方法和设计理论,但抗震性能较差,尤其在高层和大跨度建筑中应用有局限性。在高烈度区,要想达到抗震等级的要求就必须加大截面面积,大大提高了造价,材料用量大,很不经济。经过适当的设计,含有防屈曲约束支撑的钢筋混凝土框架结构不但可以增加整体刚度、提高结构延性,而且由于其受压时不会屈曲的特性可以充分发挥消能作用,在工程抗震领域具有重要的应用价值。本发明加固,。

9、减小截面,提高抗震性能保证人民生命财产安全。0009对于大跨度及高层混凝土结构为了达到其抗震性能的要求,通过合理的设计约束屈曲支撑可以减小截面面积、降低结构自重、降低造价,节约建筑材料、增加有效使用面积。经过时间的洗礼及自然灾害的侵袭,很多建筑的抗震性能已经退化,把这些建筑拆掉重建又比较浪费资源。那么用屈曲约束支撑对混凝土结构进行加固就是一种非常有效的方法。0010与传统支撑比较,防屈曲约束支撑的内核芯材发生屈服但由于外围约束的限制使其不能由于失稳而屈曲,所以防屈曲约束支撑的承载力和变形能力有显著的提高,且屈服后的塑性变形发展稳定,具有良好的耗能能力,保证人民生命财产的安全。为提高混凝土框架的。

10、抗震性能做出贡献。附图说明0011图11、图12为栓钉连接式节点结构的示意图;图21、图22为型钢式节点结构的示意图;图31、图32为组合式节点结构的示意图。具体实施方式0012本发明针对混凝土结构在我国应用比较广泛,有完整的设计方法和设计理论。随着国家的发展、人们生活水平的提高,人们对建筑物的使用要求越来越高。建筑物越来越趋向高层、超高层、大跨度的结构,而混凝土结构在这几方面比较有局限性。经过实验研究证明经过合理的设计,约束屈曲支撑可以显著改善混凝土结构的性能,使混凝土结构应用更广泛更适用于现在的设计要求。目前我国的混凝土结构建筑较多,经过时间的洗礼及自然灾害的侵袭,很多建筑的抗震性能已经退。

11、化,把这些建筑拆掉重建又比较浪费资源。那么用屈曲约束支撑对混凝土结构进行加固就是一种非常有效的方法。在实际工程中的应用已经证明了这一点。0013本发明是由约束屈曲支撑和混凝土梁构成,利用屈曲约束支撑改善结构的抗震性能。0014本发明对栓钉连接式节点、型钢式节点、以及组合式节点等几种主要形式进行研说明书CN101974940ACN101974945A3/3页5究。0015如图11、图12所示,本发明给出的这种约束屈曲支撑与混凝土梁节点为栓钉连接式节点,它是约束屈曲支撑与混凝土梁的节点。0016如图21、图22所示,本发明给出的这种约束屈曲支撑与混凝土梁节点为型钢式节点,它是约束屈曲支撑与混凝土梁的节点。0017如图31、图32所示,本发明给出的这种约束屈曲支撑与混凝土梁节点为组合式节点,它是约束屈曲支撑与混凝土梁的节点。说明书CN101974940ACN101974945A1/3页6图11图12说明书附图CN101974940ACN101974945A2/3页7图21图22说明书附图CN101974940ACN101974945A3/3页8图31图32说明书附图CN101974940A。

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