钢屋盖与抗风柱的消能连接结构及屋架结构.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201921258331.X (22)申请日 2019.08.06 (73)专利权人 中国电力工程顾问集团华东电力 设计院有限公司 地址 200001 上海市黄浦区武宁路409号 (72)发明人 祝玉龙 (74)专利代理机构 常州佰业腾飞专利代理事务 所(普通合伙) 32231 代理人 常莹莹 (51)Int.Cl. E04B 7/02(2006.01) E04B 1/38(2006.01) E04B 1/98(2006.01) (54)实用新型名称 一种钢屋盖与抗风柱的消能连接。

2、结构及屋 架结构 (57)摘要 本实用新型涉及土木结构工程领域, 具体涉 及一种钢屋盖与抗风柱的消能连接结构及屋架 结构。 一种钢屋盖与抗风柱的消能连接结构, 包 括第一连接件和第二连接件, 所述抗风柱通过第 一连接件和第二连接件与所述钢屋盖的至少两 处柔性连接。 通过设置钢屋盖与抗风柱的至少两 处的柔性连接, 可以适当降低轻钢屋盖与抗风柱 的连接刚度, 同时保证其连接的安全性和有效 性, 确保轻钢屋盖和抗风柱在风荷载和地震荷载 作用下的结构安全。 解决了现有技术中钢屋盖与 抗风柱为刚性连接, 在外界荷载作用下会产生明 显变形差, 影响结构的安全性和适用性的技术问 题。 权利要求书1页 说明书。

3、4页 附图3页 CN 210767443 U 2020.06.16 CN 210767443 U 1.一种钢屋盖与抗风柱的消能连接结构, 其特征在于, 包括第一连接件(3)和第二连接 件(4), 所述抗风柱(2)通过第一连接件(3)和第二连接件(4)与所述钢屋盖(1)的至少两处 柔性连接。 2.根据权利要求1所述的一种钢屋盖与抗风柱的消能连接结构, 其特征在于, 所述抗风 柱(2)的上端通过第一连接件(3)与所述钢屋盖(1)的屋面结构(11)柔性连接, 所述抗风柱 (2)的中部通过第二连接件(4)与所述钢屋盖(1)的支撑结构(12)柔性连接。 3.根据权利要求2所述的一种钢屋盖与抗风柱的消能连。

4、接结构, 其特征在于, 所述第一 连接件(3)的一端与所述屋面结构(11)固定连接, 所述第一连接件(3)的另一端与所述抗风 柱(2)连接, 所述第一连接件(3)和所述抗风柱(2)两者中一个上开有椭圆形长圆孔(311), 另一个上开有圆孔(22), 固定件(32)穿过所述椭圆形长圆孔(311)和所述圆孔(22)连接所 述第一连接件(3)和所述抗风柱(2)。 4.根据权利要求2-3任一项所述的一种钢屋盖与抗风柱的消能连接结构, 其特征在于, 所述第一连接件(3)包括两个对拼连接的L型钢(31), 两个所述L型钢(31)的翼板与所述屋 面结构(11)固定连接, 两个所述L型钢(31)的腹板之间形成。

5、开口朝下的间隙, 所述抗风柱 (2)插入所述间隙内与所述第一连接件(3)连接。 5.根据权利要求4所述的一种钢屋盖与抗风柱的消能连接结构, 其特征在于, 两个所述 L型钢(31)的腹板上均开有椭圆形长圆孔(311), 所述抗风柱(2)伸入所述间隙的一端开有 圆孔(22), 固定件(32)穿过所述椭圆形长圆孔(311)和所述圆孔(22)连接所述第一连接件 (3)和所述抗风柱(2)。 6.根据权利要求2所述的一种钢屋盖与抗风柱的消能连接结构, 其特征在于, 所述第二 连接件(4)包括阻尼器(41), 所述阻尼器(41)的上端与所述钢屋盖(1)的支撑结构(12)固定 连接, 所述阻尼器(41)的下端。

6、与所述抗风柱(2)的中部固定连接。 7.根据权利要求6所述的一种钢屋盖与抗风柱的消能连接结构, 其特征在于, 所述阻尼 器(41)为金属屈服型阻尼器。 8.一种屋架结构, 包括钢屋盖(1)和抗风柱(2), 其特征在于, 所述钢屋盖(1)和所述抗 风柱(2)通过如权利要求1-7任一项所述的连接结构进行连接。 9.根据权利要求8所述的一种屋架结构, 其特征在于, 所述钢屋盖(1)包括屋面结构 (11)和支撑结构(12), 所述屋面结构(11)包括屋面板(111)和屋面檩条(112), 所述支撑结 构(12)包括屋架上弦杆(121)和屋架下弦杆(123), 所述抗风柱(2)的上端与所述屋面檩条 (1。

7、12)柔性连接, 所述抗风柱(2)的中部与所述屋架下弦杆(123)柔性连接。 10.根据权利要求9所述的一种屋架结构, 其特征在于, 所述屋面檩条(112)、 支撑结构 (12)和抗风柱(2)均为钢结构构件, 所述屋面板(111)为钢结构构件或混凝土结构构件。 权利要求书 1/1 页 2 CN 210767443 U 2 一种钢屋盖与抗风柱的消能连接结构及屋架结构 技术领域 0001 本实用新型涉及土木结构工程领域, 具体涉及一种钢屋盖与抗风柱的消能连接结 构及屋架结构。 背景技术 0002 作为一种合理的结构体系, 大跨度钢屋盖结构整体性强、 稳定性好、 空间刚度大、 抗震性能优异、 空间利。

8、用率高、 适合工业化生产, 其设计和建造技术取得了迅猛发展, 在工 业建筑中的大跨度厂房、 核电火电汽机房、 飞机装配车间和大型仓库等, 民用建筑中的影剧 院、 体育馆、 展览馆、 大会堂、 航空港候机大厅及其他大型公共建筑均得到了广泛应用, 产生 了良好的社会和经济价值。 0003 抗风柱是钢屋盖结构重要的抗侧力构件, 与框架柱共同构成结构刚性骨架; 钢屋 盖不提供任何抗侧力作用, 仅将竖向荷载和水平荷载传递给结构刚性骨架。 在风荷载或地 震荷载作用下, 钢屋盖发生侧向位移, 由于钢屋盖与抗风柱之间的刚性连接, 钢屋盖与抗风 柱间会产生较明显的变形差, 两者的连接部位处可能会产生碰撞或塑性破。

9、坏, 影响结构的 安全性和适用性。 0004 近年来结构减震控制技术快速发展, 在结构的某个部位加设某种附加装置以调整 结构的动力特性或动力作用, 使结构在地震作用下的动力响应(如位移、 速度和加速度)控 制在合理的范围内。 消能减震技术主要是通过在结构的某些部位增设消能器或消能部件, 为结构提供一定的附加刚度或附加阻尼, 在风荷载或地震荷载作用下主要通过消能部件来 耗散输入结构的能量, 以减轻结构的动力反应, 从而更好地保护主体结构的安全, 提高了整 体结构的安全性和适用性。 实用新型内容 0005 为了解决现有技术中钢屋盖与抗风柱为刚性连接, 在外界荷载作用下会产生明显 变形差, 影响结构。

10、的安全性和适用性的技术问题, 本实用新型提出一种钢屋盖与抗风柱的 消能连接结构及屋架结构, 可以适当降低钢屋盖与抗风柱的连接刚度, 确保在风荷载和地 震荷载作用下其连接的安全性和有效性。 本实用新型的技术方案如下: 0006 一种钢屋盖与抗风柱的消能连接结构, 包括第一连接件和第二连接件, 所述抗风 柱通过第一连接件和第二连接件与所述钢屋盖的至少两处柔性连接。 0007 通过设置钢屋盖与抗风柱的至少两处的柔性连接, 可以适当降低轻钢屋盖与抗风 柱的连接刚度, 同时保证其连接的安全性和有效性, 确保轻钢屋盖和抗风柱在风荷载和地 震荷载作用下的结构安全。 0008 进一步地, 所述抗风柱的上端通过。

11、第一连接件与所述钢屋盖的屋面结构柔性连 接, 所述抗风柱的中部通过第二连接件与所述钢屋盖的支撑结构柔性连接。 0009 进一步地, 所述第一连接件的一端与所述屋面结构固定连接, 所述第一连接件的 另一端与所述抗风柱连接, 所述第一连接件和所述抗风柱两者中一个上开有椭圆形长圆 说明书 1/4 页 3 CN 210767443 U 3 孔, 另一个上开有圆孔, 固定件穿过所述椭圆形长圆孔和所述圆孔连接所述第一连接件和 所述抗风柱。 0010 进一步地, 所述第一连接件包括两个对拼连接的L型钢, 两个所述L型钢的翼板与 所述屋面结构固定连接, 两个所述L型钢的腹板之间形成开口朝下的间隙, 所述抗风柱。

12、插入 所述间隙内与所述第一连接件连接。 0011 进一步地, 两个所述L型钢的腹板上均开有椭圆形长圆孔, 所述抗风柱伸入所述间 隙的一端开有圆孔, 固定件穿过所述椭圆形长圆孔和所述圆孔连接所述第一连接件和所述 抗风柱。 0012 进一步地, 所述第二连接件包括阻尼器, 所述阻尼器的上端与所述钢屋盖的支撑 结构固定连接, 所述阻尼器的下端与所述抗风柱的中部固定连接。 0013 进一步地, 所述阻尼器为金属屈服型阻尼器。 0014 一种屋架结构, 包括钢屋盖和抗风柱, 所述钢屋盖和所述抗风柱通过上述的连接 结构进行连接。 0015 进一步地, 所述钢屋盖包括屋面结构和支撑结构, 所述屋面结构包括屋。

13、面板和屋 面檩条, 所述支撑结构包括屋架上弦杆和屋架下弦杆, 所述抗风柱的上端与所述屋面檩条 柔性连接, 所述抗风柱的中部与所述屋架下弦杆柔性连接。 0016 进一步地, 所述屋面檩条、 支撑结构和抗风柱均为钢结构构件, 所述屋面板为钢结 构构件或混凝土结构构件。 0017 基于上述结构, 本实用新型所能实现的技术效果为: 0018 1.本实用新型的钢屋盖与抗风柱的连接结构及屋架结构, 通过设置屋盖与抗风柱 的至少两处的柔性连接, 可以适当降低轻钢屋盖与抗风柱的连接刚度, 同时保证其连接的 安全性和有效性, 确保轻钢屋盖和抗风柱在风荷载和地震荷载作用下的结构安全; 0019 2.本实用新型的钢。

14、屋盖与抗风柱的连接结构及屋架结构, 进一步设置第一连接件 和抗风柱上分别开有椭圆形长圆孔和圆孔, 可以使第一连接件和抗风柱之间可以产生竖向 和横向位移, 在风荷载和地震荷载作用下, 屋盖和抗风柱可以发生有限的相对位移, 避免屋 盖和抗风柱的连接部位处可能产生的碰撞或塑性破坏; 0020 3.本实用新型的钢屋盖与抗风柱的连接结构及屋架结构, 进一步设置第二连接件 件包括阻尼器, 优选为金属屈服型阻尼器, 在风荷载和地震荷载作用下, 阻尼器先于主体结 构构件发生弹塑性拉压变形和剪切变形, 消耗大量能量, 避免屋盖和抗风柱产生过大位移 或吸收过大能量而产生的碰撞或塑性破坏, 保护主体结构构件。 附图。

15、说明 0021 图1为本实用新型的钢屋盖与抗风柱连接的结构示意图; 0022 图2为屋面结构通过第一连接件与抗风柱的上端连接的结构示意图; 0023 图3为第一连接件的结构示意图; 0024 图4为抗风柱与第一连接件连接一端的结构示意图; 0025 图5为支撑结构通过第二连接件与抗风柱的中部连接的结构示意图; 0026 图中: 1-钢屋盖; 11-屋面结构; 111-屋面板; 112-屋面檩条; 12-支撑结构; 121-屋 架上弦杆; 122-屋架竖腹板; 123-屋架下弦杆; 2-抗风柱; 21-连接部; 22-圆孔; 3-第一连接 说明书 2/4 页 4 CN 210767443 U 4。

16、 件; 31-L型钢; 311-椭圆形长圆孔; 32-固定件; 4-第二连接件; 41-阻尼器。 具体实施方式 0027 下面结合说明书附图对本实用新型的内容作进一步地描述。 在本实用新型的描述 中, 需要理解的是, 术语 “径向” 、“轴向” 、“上” 、“下” 、“顶” 、“底” 、“内” 、“外” 等指示的方位或 位置关系为基于附图所示的方位或位置关系, 仅是为了便于描述本实用新型和简化描述, 而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、 以特定的方位构造和操作, 因 此不能理解为对本实用新型的限制。 在本实用新型的描述中, 除非另有说明,“多个” 的含义 是两个或两个以上。 0。

17、028 在本实用新型的描述中, 需要说明的是, 除非另有明确的规定和限定, 术语 “安 装” 、“设置” 、“连接” 应做广义理解, 例如, 可以是固定连接, 也可以是可拆卸连接, 或一体地 连接; 可以是直接相连, 也可以通过中间媒介间接相连。 对于本领域的普通技术人员而言, 可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。 0029 如图1-5所示, 本实施例提出了一种刚屋盖与抗风柱的消能连接结构, 抗风柱2与 钢屋盖1的至少两处连接, 抗风柱2与钢屋盖1之间的连接均为柔性连接。 钢屋盖1包括相互 连接的屋面结构11和支撑结构12, 屋面结构11包括屋面板111和屋面檩条112, 支。

18、撑结构12 包括屋架上弦杆121、 屋架竖腹杆122和屋架下弦杆123, 优选地, 屋架上弦杆121、 屋架竖腹 杆122、 屋架下弦杆123、 屋面檩条112和抗风柱2采用普通钢结构构件, 屋面板111采用普通 钢结构构件或混凝土结构构件。 0030 抗风柱2的上端与屋面结构11柔性连接, 抗风柱2的上端通过第一连接件3与屋面 结构11连接, 进一步地, 抗风柱2的上端通过第一连接件3与屋面檩条112连接。 第一连接件3 的一端与屋面结构11固定连接, 通过固定件32穿过第一连接件和抗风柱2实现屋面结构11 与抗风柱的连接, 进一步设置第一连接件3和抗风柱2两者中的一个上开有椭圆形长圆孔, 。

19、另一个上开有圆孔, 固定件33穿过椭圆形长圆孔和圆孔实现第一连接件3与抗风柱2的柔性 连接, 进而实现屋面结构11与抗风柱2的柔性连接。 0031 本实施例中, 第一连接件3包括两个对拼连接的L型钢31, 两个L型钢31的翼缘与屋 面檩条112的下翼缘固定连接, 例如采用焊接的方式固定连接; 两个L型钢31的腹板靠近且 间隔设置, 两个L型钢31的腹板之间形成开口朝下的间隙, 抗风柱2的上端插入间隙内与第 一连接件3连接。 具体地, 两个L型钢31的腹板上均开有椭圆形长圆孔311, 椭圆形长圆孔311 竖向延伸; 抗风柱2的上端开有圆孔22, 固定件32穿过两个椭圆形长圆孔311和圆孔22将第。

20、 一连接件3和抗风柱2柔性连接。 优选地, 固定件32为钢螺栓。 通过合理的设计椭圆形长圆孔 311的孔径稍大于钢螺栓的直径, 在风荷载和地震荷载作用下, 连接第一连接件3和抗风柱2 的钢螺栓可以产生一定的竖向和横向位移。 在风荷载和地震荷载作用下, 钢屋盖和抗风柱 可以发生有限的相对位移, 释放钢屋盖1和抗风柱2连接部位积累的应力, 从而避免钢屋盖1 和抗风柱2的连接部位处可能产生的碰撞或塑性破坏, 保护主体结构构件。 第一连接件3可 以适当降低钢屋盖与抗风柱的连接刚度, 同时保证其连接的安全性和有效性, 并且在构造 上易于实现。 0032 抗风柱2的中部与支撑结构12柔性连接, 抗风柱2的。

21、中部水平延伸有连接部21, 连 接部21的上表面通过第二连接件4与支撑结构12连接, 进一步地, 连接部21的上表面通过第 说明书 3/4 页 5 CN 210767443 U 5 二连接件4与屋架下弦杆123连接。 第二连接件4包括阻尼器41, 阻尼器41的上端与屋架下弦 杆123连接, 阻尼器41的下端与抗风柱2的连接部21连接。 具体地, 阻尼器41的上端通过紧固 件与屋架下弦杆123固定连接, 紧固件可为钢螺栓, 钢螺栓穿过阻尼器41的上端和屋架下弦 杆123的下端将两者固定连接在一起; 阻尼器41的下端通过紧固件与抗风柱2的连接部21的 上表面连接, 紧固件可为钢螺栓, 钢螺栓穿过阻。

22、尼器41的下端和连接部21的上端将两者固 定连接在一起。 优选地, 阻尼器41为金属屈服型阻尼器。 金属屈服型阻尼器自身的抗侧刚度 和竖向刚度较小, 合理的设计可以使金属屈服型阻尼器成为钢屋盖与抗风柱连接节点的能 量阱。 在风荷载和地震荷载作用下, 金属屈服型阻尼器先于主体结构构件发生相对较大的 拉压变形和剪切变形, 进入塑性屈服状态, 消耗输入结构体系的大量能量, 从而避免钢屋盖 和抗风柱产生过大位移或吸收过大能量而产生的碰撞或塑性破坏, 保护主体结构构件。 第 二连接件4可以适当降低钢屋盖与抗风柱的连接刚度, 同时保证其连接的安全性和有效性, 并且在构造上易于实现。 0033 实际应用中,。

23、 需根据工程需求进行计算, 灵活地调整第一连接件3和第二连接件4 的刚度、 阻尼和设置部位及数量, 从而保护主体结构构件, 实现结构体系的抗风和抗震性能 目标。 本实施例中的屋盖与抗风柱的连接结构可以适当降低钢屋盖与抗风柱的连接刚度, 同时保证其连接的安全性和有效性, 确保钢屋盖和抗风柱在风荷载和地震荷载作用下的结 构安全。 0034 本实施例还提供了一种屋架结构, 包括屋盖1和抗风柱2, 屋盖1和抗风柱2通过上 述的连接结构进行连接。 0035 上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明, 但是本实用新型并不限于 上述实施方式, 在本领域普通技术人员所具备的知识范围内, 还可以在不脱离本实用新型 的宗旨的前提下做出各种变化。 说明书 4/4 页 6 CN 210767443 U 6 图1 说明书附图 1/3 页 7 CN 210767443 U 7 图2 图3 图4 说明书附图 2/3 页 8 CN 210767443 U 8 图5 说明书附图 3/3 页 9 CN 210767443 U 9 。

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内容关键字: 钢屋盖 抗风柱 连接 结构 屋架
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