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1、10申请公布号CN103924706A43申请公布日20140716CN103924706A21申请号201410175418622申请日20140428E04B1/98200601E04C3/0620060171申请人山东建筑大学地址250101山东省济南市临港开发区凤鸣路72发明人郭兵74专利代理机构山东舜天律师事务所37226代理人李新海54发明名称一种抗震耗能的等截面工字钢及包含它的框架梁57摘要本发明公开了一种抗震耗能的等截面工字钢及包含它的框架梁，属于建筑结构领域。工字钢包括翼缘和腹板，所述腹板包括并列固定连接在一起的至少一段第一腹板和至少一段第二腹板，所述第一腹板和翼缘采用高屈服。
2、点钢材制成，所述第二腹板采用低屈服点钢材制成，所述第一腹板与第二腹板的上下端均连接所述翼板，其中，所述低屈服点钢材与高屈服点钢材的屈服强度之比介于0507之间。本发明的工字钢及框架梁在地震作用下，低屈服点钢材所在的梁截面率先屈服并形成塑性铰，既保护了梁与柱的连接节点，又实现了地震能量的耗散，降低了地震灾害，而且梁截面连续一致，便于加工制作，造价低。51INTCL权利要求书1页说明书3页附图1页19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1页10申请公布号CN103924706ACN103924706A1/1页21一种抗震耗能的等截面工字钢，包括翼缘和腹板，其特征。
3、在于，所述腹板包括并列固定连接在一起的至少一段第一腹板和至少一段第二腹板，所述第一腹板和翼缘采用高屈服点钢材制成，所述第二腹板采用低屈服点钢材制成，所述第一腹板与第二腹板的上下端均连接所述翼板，其中，所述低屈服点钢材与高屈服点钢材的屈服强度之比介于0507之间。2根据权利要求1所述的抗震耗能的等截面工字钢，其特征在于，所述第二腹板为两段，分别设在在所述腹板的两端且第二腹板的两端各连接一段所述第三腹板。3根据权利要求2所述的抗震耗能的等截面工字钢，其特征在于，所述第二腹板的外端距所述腹板两端05倍梁高，第二腹板的长度为1倍梁高。4根据权利要求1所述的抗震耗能的等截面工字钢，其特征在于，所述第一腹。
4、板和第二腹板之间焊接在一起。5一种抗震耗能的等截面组合工字钢框架梁，其特征在于，采用权利要求14任一项所述的抗震耗能的等截面工字钢。权利要求书CN103924706A1/3页3一种抗震耗能的等截面工字钢及包含它的框架梁0001技术领域0002本发明涉及的是建筑结构领域中的等截面工字钢以及一种抗震耗能的等截面组合工字钢框架梁。背景技术0003抗震设防地区的结构构件必须具备一定的耗能能力，钢框架结构在地震作用下的理想耗能方式为框架梁的端部形成塑性铰。传统钢框架工字钢梁的翼缘、腹板都采用材质相同的高强度钢，且为等截面，由于地震作用下框架梁端部的弯矩起控制作用（剪力和轴力不起控制作用），因此梁的端部最。
5、有可能形成塑性铰。但是多次震灾均表明，在梁的端部形成塑性铰之前，梁与柱的连接节点率先发生了破坏，造成了严重灾害。为防止这一现象，国际上先后出现了加强梁与柱连接节点（通过加宽或加厚梁翼缘尺寸来增大梁与柱之间的连接焊缝）、削弱梁端部截面（切削梁翼缘或在梁腹板开洞）等一系列抗震改进方法，这些方法虽然有效，但改变了梁的截面形状，成为非等截面梁，不仅影响了翼缘、腹板等板件的局部稳定，对梁的整体稳定也有影响，而且加工制作繁琐，增加了建设成本。0004发明目的本发明专利的目的是为克服现有方法的不足，提高板件及梁的稳定承载力，简化工字钢框架梁的加工制作程序，节约建设成本，保证梁与柱连接节点破坏之前在梁上形成塑。
6、性铰，实现抗震耗能，提供一种抗震耗能的等截面工字钢及其及包含它的框架梁。0005为实现上述技术目的，本发明采用下述技术方案一种抗震耗能的等截面工字钢，包括翼缘和腹板，所述腹板包括并列固定连接在一起的至少一段第一腹板和至少一段第二腹板，所述第一腹板和翼缘采用高屈服点钢材制成，所述第二腹板采用低屈服点钢材制成，所述第一腹板与第二腹板的上下端均连接所述翼板，其中，所述低屈服点钢材与高屈服点钢材的屈服强度之比介于0507之间。0006根据本发明的抗震耗能的等截面工字钢采用两种屈服点不同的钢材组成，腹板由两种不同屈服点的钢材制成，相对于相有技术，简化工字钢框架梁的加工制作程序，节约建设成本，低屈服点的第。
7、二腹板保证梁与柱连接节点破坏之前形成塑性铰，实现抗震耗能。所述等截面是指梁的截面形状和尺寸沿着梁长不发生变化。0007另外，本发明的抗震耗能的等截面工字钢还可以具有以下附加技术特征优选的，所述第二腹板为两段，分别设在在所述腹板的两端且第二腹板的两端各连接一段所述第三腹板。这样，第二腹板位于整个腹板的两端，可以保证梁与柱连接节点破坏之前在梁的端部形成塑性铰。0008优选的，所述第二腹板的外端距所述腹板两端05倍梁高，第二腹板的长度为1倍梁高。0009优选的，所述第一腹板和第二腹板之间焊接在一起。说明书CN103924706A2/3页40010本发明还提供一种抗震耗能的等截面组合工字钢框架梁，采用。
8、上述抗震耗能的等截面工字钢。0011下面对本发明抗震耗能的作用进行分析，如下工字钢框架梁的控制内力为弯矩，其全截面塑性弯矩M可分为翼缘承担的弯矩MF和腹板承担的弯矩MW两部分，即MMFMW（1）当腹板和翼缘采用同一种钢材时，对于常规的工字钢截面，腹板承担的弯矩MW约占全截面弯矩M的20，即MW02M（2）则翼缘承担的弯矩为MFMMW08M（3）当翼缘采用高屈服点钢材（假设屈服强度为FY1）、腹板采用低屈服点钢材（假设屈服强度为FY2）时，腹板钢材与翼缘钢材的屈服强度比为FY2/FY1（4）则腹板承担的弯矩MW由02M降为02M，降幅为021M，而翼缘承担的弯矩MF保持不变，因此梁全截面塑性弯矩。
9、的降幅M就等于腹板承担弯矩的降幅，即M021M（5）值既不能过大，也不能过小，过大则起不到降低全截面塑性弯矩的作用，过小则可能导致腹板抗剪承载力不足，值宜取0507。将代入公式（5）可得M010006M（6）即降低幅度为610，保证了梁的承载能力，又可以在低屈服点钢材所在截面处形成塑性铰来消耗地震能，保护梁与柱连接节点不会率先发生破坏。0012由于梁的截面仍为等截面，保证了整个构件的连续一致性，在地震作用下，低屈服点钢材所在的梁截面率先屈服并形成塑性铰，既保护了梁与柱的连接节点，又实现了地震能量的耗散，降低了地震灾害，而且梁截面连续一致，便于加工制作，造价低。与传统的方法相比，非常有利于保证板。
10、件的局部稳定性和构件的整体稳定性，加工制作也非常方便。附图说明0013图1是抗震耗能的等截面组合工字钢框架梁示意图；图2是第一腹板断面示意图；图3是第二腹板断面示意图。0014其中1高屈服点钢材；2低屈服点钢材；3对接焊缝；I第一腹板；II第二腹板；H梁的截面高度。具体实施方式0015实施例1参见图1、2、3，一种抗震耗能的等截面组合工字钢框架梁，采用抗震耗能的等截面组合工字钢，工字钢包括翼缘和腹板，工字钢的截面高度H600MM，腹板包括并列依次连接在一起的三段第一腹板I和两段第二腹板II，第一腹板I和翼缘采用高屈服点钢材1制成，第二腹板II采用低屈服点钢材2制成，所述第一腹板I与第二腹板II。
11、的上下端均连接所述说明书CN103924706A3/3页5翼板，第二腹板II的长度为10H600MM，第二腹板II到梁端的距离为05H300MM。低屈服点钢材2的屈服强度为235N/MM2，高屈服点钢材1的屈服强度为345N/MM2，二者的比值为068，介于0507之间。腹板低屈服点钢材2与高屈服点钢材1之间通过对接焊缝3等强度连接。0016实施例2参见图1、2、3，一种抗震耗能的等截面组合工字钢框架梁，采用抗震耗能的等截面组合工字钢，工字钢包括翼缘和腹板，工字钢截面高度H480MM，腹板包括并列依次连接在一起的三段第一腹板I和两段第二腹板II，第一腹板I和翼缘采用高屈服点钢材1制成，第二腹板II采用低屈服点钢材2制成，所述第一腹板I与第二腹板II的上下端均连接所述翼板，第二腹板II的长度为10H480MM，第二腹板II到梁端的距离为05H240MM。低屈服点钢材2的屈服强度为155N/MM2，高屈服点钢材1的屈服强度为235N/MM2，二者的比值为066，介于0507之间。腹板低屈服点钢材2与高屈服点钢材1之间通过对接焊缝3等强度连接。说明书CN103924706A1/1页6图1图2图3说明书附图CN103924706A。