本發(fā)明屬于結(jié)構(gòu)工程，尤其涉及一種綜合防御地震和連續(xù)倒塌的裝配式鋼框架梁柱子結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、近些年來伴隨著各種自然災(zāi)害頻發(fā)，建筑結(jié)構(gòu)在其全壽命周期服役期間可能會(huì)遭受多種偶然災(zāi)害共同作用，譬如地震、火災(zāi)、沖擊等，導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)連續(xù)性倒塌事故。水平地震作用引起的側(cè)向倒塌和豎向荷載造成的連續(xù)性倒塌均具有低概率、高損失的特點(diǎn)，是目前建筑結(jié)構(gòu)兩種主要倒塌模式，地震倒塌和連續(xù)性倒塌后果相互影響、引發(fā)連鎖式蔓延，造成更為嚴(yán)重的破壞后果，因此預(yù)防建筑結(jié)構(gòu)在多災(zāi)害下發(fā)生倒塌，綜合提升其抗震和抗倒塌性能已成為結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題。

2、在裝配式鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，節(jié)點(diǎn)是梁與柱之間力的傳遞橋梁，節(jié)點(diǎn)的力學(xué)行為直接影響著結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性。然而，在不同災(zāi)害下節(jié)點(diǎn)的受力性能和工作機(jī)理存在顯著差異。在地震作用下，節(jié)點(diǎn)主要承受剪力和彎矩的組合作用，為了提高節(jié)點(diǎn)的延性并防止出現(xiàn)脆性破壞，通常采用各種形式的削弱型節(jié)點(diǎn)、加強(qiáng)型節(jié)點(diǎn)以及自復(fù)位耗能節(jié)點(diǎn)等來抵御地震作用并耗散地震輸入的能量。在連續(xù)倒塌條件下，節(jié)點(diǎn)會(huì)同時(shí)承受剪力、彎矩和軸力的共同組合作用，其中彎矩效應(yīng)產(chǎn)生的梁機(jī)制和軸力效應(yīng)產(chǎn)生的懸鏈線機(jī)制的發(fā)揮潛力顯著影響著剩余結(jié)構(gòu)豎向荷載的重分布，并最終決定了結(jié)構(gòu)的抗連續(xù)倒塌能力。

3、然而，由于抗震與抗連續(xù)倒塌作用機(jī)理不同，結(jié)構(gòu)在抗震設(shè)計(jì)與抗連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)間存在矛盾，抗震設(shè)計(jì)中的延性設(shè)計(jì)會(huì)削弱結(jié)構(gòu)在失去框架柱后的抗連續(xù)倒塌能力。具有較好抗震性能的節(jié)點(diǎn)，其抗連續(xù)倒塌性能可能會(huì)變差，反之亦然。為了綜合提升裝配式鋼結(jié)構(gòu)的抗震性能和抗連續(xù)倒塌性能，本發(fā)明提出一種綜合防御地震和連續(xù)性倒塌的裝配式鋼框架柱子結(jié)構(gòu)，該新型子結(jié)構(gòu)同時(shí)具備較好的抗震和抗連續(xù)倒塌能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種綜合防御地震和連續(xù)倒塌的裝配式鋼框架梁柱子結(jié)構(gòu)，以解決上述問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

3、一種綜合防御地震和連續(xù)倒塌的裝配式鋼框架梁柱子結(jié)構(gòu)，包括：

4、豎直設(shè)置的立柱構(gòu)件；

5、水平設(shè)置的橫梁構(gòu)件，所述橫梁構(gòu)件的兩端分別與所述立柱構(gòu)件連接；

6、多功能機(jī)械鉸，設(shè)置在所述橫梁構(gòu)件與所述立柱構(gòu)件的連接處，所述多功能機(jī)械鉸用于在正常使用階段和中、小震作用時(shí)承受所述立柱構(gòu)件與所述橫梁構(gòu)件之間產(chǎn)生的剪力以及拉/壓力；

7、預(yù)緊懸掛構(gòu)件，穿設(shè)在所述橫梁構(gòu)件內(nèi)，所述預(yù)緊懸掛構(gòu)件的兩端均與所述立柱構(gòu)件連接，所述預(yù)緊懸掛構(gòu)件用于在大震和巨震作用時(shí)提供預(yù)緊力；

8、抗震樓板，安裝在所述橫梁構(gòu)件的上方；

9、耗能組件，設(shè)置在所述抗震樓板與所述立柱構(gòu)件之間，用于消耗在地震作用時(shí)所述抗震樓板與所述立柱構(gòu)件之間的碰撞力。

10、本發(fā)明的一種綜合防御地震和連續(xù)倒塌的裝配式鋼框架梁柱子結(jié)構(gòu)中，所述橫梁構(gòu)件包括：

11、中間梁段，水平設(shè)置，所述中間梁段的兩端均與所述立柱構(gòu)件連接，所述中間梁段的頂面上開設(shè)有至少兩組第二通孔組，若干所述第二通孔組沿所述中間梁段的軸線對(duì)稱設(shè)置，所述第二通孔組包括多個(gè)第二通孔，多個(gè)所述第二通孔沿所述中間梁段的長度方向等間隔設(shè)置，所述第二通孔設(shè)置為橢圓形。

12、本發(fā)明的一種綜合防御地震和連續(xù)倒塌的裝配式鋼框架梁柱子結(jié)構(gòu)中，所述多功能機(jī)械鉸包括：

13、兩鉸接板，平行設(shè)置，兩所述鉸接板之間通過鉸接桿鉸接，兩所述鉸接板相互遠(yuǎn)離的一端均固接有耳板，兩所述耳板分別與所述立柱構(gòu)件以及所述中間梁段的端部通過螺栓連接固定，所述鉸接桿的兩端均固接有壓板，兩所述壓板均與其中一個(gè)所述耳板固接；

14、兩第一耗能結(jié)構(gòu)，穿設(shè)在所述鉸接桿上且分別位于所述鉸接桿的兩端，所述第一耗能結(jié)構(gòu)的一端與所述鉸接板固定連接，所述第一耗能結(jié)構(gòu)的另一端沿所述鉸接桿的長度方向滑動(dòng)；

15、壓緊組件，設(shè)置在所述第一耗能結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)離所述鉸接板的一側(cè)，所述壓緊組件與所述第一耗能結(jié)構(gòu)以及所述壓板抵接設(shè)置，所述壓緊組件用于增加第一耗能結(jié)構(gòu)內(nèi)以及第一耗能結(jié)構(gòu)與鉸接板之間的摩擦力，從而起到耗能作用；

16、兩第二耗能結(jié)構(gòu)，分別設(shè)置在所述鉸接板的上下兩端，所述第二耗能結(jié)構(gòu)的兩端分別與兩所述耳板固接。

17、本發(fā)明的一種綜合防御地震和連續(xù)倒塌的裝配式鋼框架梁柱子結(jié)構(gòu)中，所述第一耗能結(jié)構(gòu)包括：

18、兩摩擦盤，同軸套設(shè)在所述鉸接桿上，所述摩擦盤的一側(cè)開設(shè)有耗能波浪紋，兩所述摩擦盤上的所述耗能波浪紋之間嚙合設(shè)置，其中一個(gè)所述摩擦盤與所述鉸接板固接，另一所述摩擦盤與所述壓緊組件抵接，另一所述摩擦盤的內(nèi)緣處固接有滑塊，所述滑塊滑動(dòng)連接在滑槽內(nèi)，所述滑槽開設(shè)在所述鉸接桿的外側(cè)壁上，所述滑槽沿所述滑槽的長度方向設(shè)置。

19、本發(fā)明的一種綜合防御地震和連續(xù)倒塌的裝配式鋼框架梁柱子結(jié)構(gòu)中，所述壓緊組件包括：

20、若干sma碟形彈簧，設(shè)置在所述壓板與所述摩擦盤之間，位于兩端的所述sma碟形彈簧分別與所述壓板以及所述摩擦盤抵接，若干所述sma碟形彈簧均套設(shè)在所述鉸接桿上。

21、本發(fā)明的一種綜合防御地震和連續(xù)倒塌的裝配式鋼框架梁柱子結(jié)構(gòu)中，所述第二耗能結(jié)構(gòu)包括：

22、兩耗能板，平行設(shè)置，兩所述耗能板分別設(shè)置在所述鉸接板的頂端與底端，所述耗能板的兩端分別與兩所述耳板固接，所述耗能板上開設(shè)有多個(gè)吸能潰縮孔。

23、本發(fā)明的一種綜合防御地震和連續(xù)倒塌的裝配式鋼框架梁柱子結(jié)構(gòu)中，所述預(yù)緊懸掛構(gòu)件包括：

24、多根預(yù)應(yīng)力鋼絞線，穿設(shè)在所述中間梁段內(nèi)，多根所述預(yù)應(yīng)力鋼絞線分別設(shè)置在所述中間梁段相對(duì)的兩側(cè)，位于同側(cè)的多根所述預(yù)應(yīng)力鋼絞線由上至下等間隔設(shè)置，所述預(yù)應(yīng)力鋼絞線的兩端通過錨固件連接在所述立柱構(gòu)件上。

25、本發(fā)明的一種綜合防御地震和連續(xù)倒塌的裝配式鋼框架梁柱子結(jié)構(gòu)中，所述耗能組件包括：

26、sma阻尼器，所述sma阻尼器的兩端分別通過螺栓與所述立柱構(gòu)件以及所述抗震樓板固定連接。

27、本發(fā)明的一種綜合防御地震和連續(xù)倒塌的裝配式鋼框架梁柱子結(jié)構(gòu)中，所述抗震樓板的材質(zhì)包括高阻尼橡膠材料，所述抗震樓板內(nèi)預(yù)埋有多個(gè)樓板連接螺栓，多個(gè)所述樓板連接螺栓與多個(gè)所述第二通孔一一對(duì)應(yīng)設(shè)置，所述樓板連接螺栓穿出所述抗震樓板且通過所述第二通孔與所述中間梁段連接，所述樓板連接螺栓在所述第二通孔內(nèi)可活動(dòng)設(shè)置。

28、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)效果：

29、本發(fā)明的鋼框架梁柱子結(jié)構(gòu)在正常使用階段和中、小震作用時(shí)，通過多功能機(jī)械鉸承擔(dān)橫梁構(gòu)件以及立柱構(gòu)件之間產(chǎn)生的剪力以及軸向拉/壓力，減輕建筑結(jié)構(gòu)的受損程度，使建筑結(jié)構(gòu)的安全得到保障；在大震和巨震作用時(shí)，多功能機(jī)械鉸發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生塑性變形進(jìn)行耗能，消耗震動(dòng)產(chǎn)生的能量，同時(shí)預(yù)緊懸掛構(gòu)件拉緊，避免發(fā)生連續(xù)倒塌，提高了建筑的抗連續(xù)倒塌能力；當(dāng)建筑在震動(dòng)作用下接近倒塌時(shí)，預(yù)緊懸掛構(gòu)件對(duì)橫梁構(gòu)件進(jìn)行懸掛承載，增加了建筑的豎向拉結(jié)能力，減輕了建筑連續(xù)倒塌的后果。