全文摘要
本实用新型公开了一种可更换金属耗能型连梁构件，包括金属构件、第一钢筋混凝土连梁段、第二钢筋混凝土连梁段、第一槽型钢板、第二槽型钢板、第一长杆螺栓及第二长杆螺栓，该构件安装更换较为方便，且不影响原有结构的整体性。
主设计要求
1.一种可更换金属耗能型连梁构件，其特征在于，包括金属构件(4)、第一钢筋混凝土连梁段(31)、第二钢筋混凝土连梁段(32)、第一槽型钢板(61)、第二槽型钢板(62)、第一长杆螺栓(11)及第二长杆螺栓(12)；第一槽型钢板(61)扣合于第一钢筋混凝土连梁段(31)上，第二槽型钢板(62)扣合于第二钢筋混凝土连梁段(32)上，金属构件(4)的中部为十字形结构，且金属构件(4)的第一个端部位于第一槽型钢板(61)的顶部，金属构件(4)的第二个端部位于第一槽型钢板(61)的底部，第一长杆螺栓(11)穿过金属构件(4)的第一个端部、第一槽型钢板(61)、第一钢筋混凝土连梁段(31)及金属构件(4)的第二个端部将第一槽型钢板(61)、第一钢筋混凝土连梁段(31)及金属构件(4)相连接；金属构件(4)的第三个端部位于第二槽型钢板(62)的顶部，金属构件(4)的第四个端部位于第二槽型钢板(62)的底部，第二长杆螺栓(12)穿过金属构件(4)的第三个端部、第二槽型钢板(62)、第二钢筋混凝土连梁段(32)及金属构件(4)的第四个端部将第二槽型钢板(62)、第二钢筋混凝土连梁段(32)及金属构件(4)相连接。
设计方案
1.一种可更换金属耗能型连梁构件，其特征在于，包括金属构件(4)、第一钢筋混凝土连梁段(31)、第二钢筋混凝土连梁段(32)、第一槽型钢板(61)、第二槽型钢板(62)、第一长杆螺栓(11)及第二长杆螺栓(12)；
第一槽型钢板(61)扣合于第一钢筋混凝土连梁段(31)上，第二槽型钢板(62)扣合于第二钢筋混凝土连梁段(32)上，金属构件(4)的中部为十字形结构，且金属构件(4)的第一个端部位于第一槽型钢板(61)的顶部，金属构件(4)的第二个端部位于第一槽型钢板(61)的底部，第一长杆螺栓(11)穿过金属构件(4)的第一个端部、第一槽型钢板(61)、第一钢筋混凝土连梁段(31)及金属构件(4)的第二个端部将第一槽型钢板(61)、第一钢筋混凝土连梁段(31)及金属构件(4)相连接；金属构件(4)的第三个端部位于第二槽型钢板(62)的顶部，金属构件(4)的第四个端部位于第二槽型钢板(62)的底部，第二长杆螺栓(12)穿过金属构件(4)的第三个端部、第二槽型钢板(62)、第二钢筋混凝土连梁段(32)及金属构件(4)的第四个端部将第二槽型钢板(62)、第二钢筋混凝土连梁段(32)及金属构件(4)相连接。
2.根据权利要求1所述的可更换金属耗能型连梁构件，其特征在于，第一槽型钢板(61)的底部与金属构件(4)的第一个端部之间、第一槽型钢板(61)的底部与金属构件(4)的第二个端部之间、第二槽型钢板(62)的底部与金属构件(4)的第三个端部之间以及第二槽型钢板的底部与金属构件(4)的第四个端部之间均通过焊缝(2)相连接。
3.根据权利要求1所述的可更换金属耗能型连梁构件，其特征在于，还包括四个角钢(5)，其中，四个角钢(5)沿周向均匀分布于金属构件(4)的交叉处，相邻两个角钢(5)与其两者之间的金属构件(4)通过螺栓(7)相连接。
设计说明书
技术领域
本实用新型属于土木工程结构消能减震技术领域，涉及一种可更换金属耗能型连梁构件。
背景技术
可更换构件在结构工程中的应用最早是在桥梁工程中，2001年Tang和Manzanarez设计的新旧金山-奥克兰海湾大桥中，提出了一种可更换的位于大桥塔杆之间的刚连接；之后在钢结构中也得到了很好的应用，但在钢筋混凝土结构中的应用还较少。
可更换构件的结构是可恢复结构的一种，即通过震后更换设置的可更换构件恢复使用功能的结构。因此可更换构件一般设置在结构易于发生塑性变形的部位，且具有消能减震的功能。
在地震发生时较于其他结构部位更易发生较大变形甚至破坏；同时构件要满足在震后易于更换的特点。由于构件的可更换性和相对易于破坏的特点，就要求构件易于制造，形式和材料都力求简单，满足经济性要求。
高层建筑中，若使用钢筋混凝土连梁，在大震情况下，连梁工作性能很差容易发生破坏，由于可更换连梁一般都具有耗能能力强和允许发生较大变形的特点，所以在目前的工程应用前景很好。可更换连梁已经有很多种类型出现，因此对其改善优化或者采用新的结构形式已经成为很好的研究方向。采用各种阻尼器的设计方法虽然简便效果好，但是涉及到阻尼器的选用和安装问题；采用钢材等耗能材料设计虽然能充分发挥材料的性能但是一般构造形式麻烦，而且这两种方法都有在连接处混凝土连梁容易损坏的缺点，对原有结构的完整性没有保证。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种可更换金属耗能型连梁构件，该构件安装更换较为方便，且不影响原有结构的整体性。
为达到上述目的，本实用新型所述的可更换金属耗能型连梁构件包括金属构件、第一钢筋混凝土连梁段、第二钢筋混凝土连梁段、第一槽型钢板、第二槽型钢板、第一长杆螺栓及第二长杆螺栓；
第一槽型钢板扣合于第一钢筋混凝土连梁段上，第二槽型钢板扣合于第二钢筋混凝土连梁段上，金属构件的中部为十字形结构，且金属构件的第一个端部位于第一槽型钢板的顶部，金属构件的第二个端部位于第一槽型钢板的底部，第一长杆螺栓穿过金属构件的第一个端部、第一槽型钢板、第一钢筋混凝土连梁段及金属构件的第二个端部将第一槽型钢板、第一钢筋混凝土连梁段及金属构件相连接；金属构件的第三个端部位于第二槽型钢板的顶部，金属构件的第四个端部位于第二槽型钢板的底部，第二长杆螺栓穿过金属构件的第三个端部、第二槽型钢板、第二钢筋混凝土连梁段及金属构件的第四个端部将第二槽型钢板、第二钢筋混凝土连梁段及金属构件相连接。
第一槽型钢板的底部与金属构件的第一个端部之间、第一槽型钢板的底部与金属构件的第二个端部之间、第二槽型钢板的底部与金属构件的第三个端部之间以及第二槽型钢板的底部与金属构件的第四个端部之间均通过焊缝相连接。
还包括四个角钢，其中，四个角钢沿周向均匀分布于金属构件的交叉处，相邻两个角钢与其两者之间的金属构件通过螺栓相连接。
本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型所述的可更换金属耗能型连梁构件在具体操作时，将第一槽型钢板扣合于第一钢筋混凝土连梁段上，再通过第一长杆螺栓将第一槽型钢板、第一钢筋混凝土连梁段及金属构件相连接，同时将第二槽型钢板扣合于第一钢筋混凝土连梁段上，然后通过第二长杆螺栓将第二槽型钢板、第二钢筋混凝土连梁段及金属构件相连接，即可实现金属构件的安装，避免安装及更换过程中影响原有结构的整体性。另外，在受到地震作用时，第一钢筋混凝土连梁段及第二钢筋混凝土连梁段发生上下错动，使得金属构件产生内力，通过金属构件的变形实现来耗散能量，以达到减震耗能的目的，结构简单，操作方便，实用性较强。另外，需要说明的是，本实用新型中金属构件的交叉位置通过角钢进行加强，避免在交叉点处发生破坏。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的俯视图。
其中，11为第一长杆螺栓、12为第二长杆螺栓、2为焊缝、31为第一钢筋混凝土连梁段、32为第二钢筋混凝土连梁段、4为金属构件、5为角钢、61为第一槽型钢板、62为第二槽型钢板、7为螺栓。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：
参考图1及图2，本实用新型所述的可更换金属耗能型连梁构件包括金属构件4、第一钢筋混凝土连梁段31、第二钢筋混凝土连梁段32、第一槽型钢板61、第二槽型钢板62、第一长杆螺栓11及第二长杆螺栓12；第一槽型钢板61扣合于第一钢筋混凝土连梁段31上，第二槽型钢板62扣合于第二钢筋混凝土连梁段32上，金属构件4的中部为十字形结构，且金属构件4的第一个端部位于第一槽型钢板61的顶部，金属构件4的第二个端部位于第一槽型钢板61的底部，第一长杆螺栓11穿过金属构件4的第一个端部、第一槽型钢板61、第一钢筋混凝土连梁段31及金属构件4的第二个端部将第一槽型钢板61、第一钢筋混凝土连梁段31及金属构件4相连接；金属构件4的第三个端部位于第二槽型钢板62的顶部，金属构件4的第四个端部位于第二槽型钢板62的底部，第二长杆螺栓12穿过金属构件4的第三个端部、第二槽型钢板62、第二钢筋混凝土连梁段32及金属构件4的第四个端部将第二槽型钢板62、第二钢筋混凝土连梁段32及金属构件4相连接。
第一槽型钢板61的底部与金属构件4的第一个端部之间、第一槽型钢板61的底部与金属构件4的第二个端部之间、第二槽型钢板62的底部与金属构件4的第三个端部之间以及第二槽型钢板62的底部与金属构件4的第四个端部之间均通过焊缝2相连接。
本实用新型还包括四个角钢5，其中，四个角钢5沿周向均匀分布于金属构件4的交叉处，相邻两个角钢5与其两者之间的金属构件4通过螺栓7相连接。
第一槽型钢板61、第二槽型钢板62和角钢5由碳素结构钢制成。
本实用新型为弯剪屈服型，破坏形式为弯剪破坏，当受到地震作用时，第一钢筋混凝土连梁段31及第二钢筋混凝土连梁段32发生上下错动，使得金属构件4产生内力，金属构件4一侧的钢材受拉，以充分发挥钢材抗拉强度大的特点，金属构件4另一侧的钢材受压，地震较大时会发生弯曲而屈服，通过较大的变形来耗散能量，具体的，所述金属构件4在小震时保持弹性，在中震及大震时通过发生较大变形耗散能量。
施工时，先将第一槽型钢板61套于第一钢筋混凝土连梁段31端部，将金属构件4放置上去，即可通过第一长杆螺栓11将其连接为一体，最后将第一槽型钢板61角部和金属构件4焊接即可；第二槽型钢板62、第二钢筋混凝土连梁段32、金属构件4及第二长杆螺栓12的施工方式与上述方式相同，最后各角钢5通过螺栓7固定于金属构件4上。
本实用新型可用于高层剪力墙和框架结构中，不仅可以实现利用可更换的构件来耗能的目的，保证钢筋混凝土连梁段的工作性能，而且易于拆换安装，连接简单，具有很好的经济性和实用性，可推广至高层建筑结构领域。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920035783.5
申请日:2019-01-09
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:87(西安)
授权编号:CN209457266U
授权时间:20191001
主分类号:E04C 3/293
专利分类号:E04C3/293;E04B1/98;E04H9/02
范畴分类:36D;
申请人:西安建筑科技大学
第一申请人:西安建筑科技大学
申请人地址:710055 陕西省西安市碑林区雁塔路13号
发明人:任瑞;徐新江;薛建阳;张新;张锡成;李贺超;闫振华;王超芸
第一发明人:任瑞
当前权利人:西安建筑科技大学
代理人:徐文权
代理机构:61200
代理机构编号:西安通大专利代理有限责任公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计