一种窗形网格双重抗侧力支撑框架的制作方法

本实用新型属于抗侧力支撑框架技术领域，特别涉及一种窗形网格双重抗侧力支撑框架。

背景技术：

钢结构建筑由于构件可以工厂化制作，现场安装，因而能够大大减少工期，且钢结构建筑中的钢材可以回收利用，可以大大减少建筑垃圾，更绿色环保，因而被广泛采用，应用在工业建筑及民用建筑中。这就迫切需要新的技术支持多高层建筑的设计与建设。

对于钢结构而言，高层，超高层住宅随着高度的增加,侧向荷载效应(包括地震作用和风荷载等)的影响处于突出地位，因此通常通过抗侧力构件提高结构的抗侧力和抗震能力，钢框架-支撑体系是多高层钢结构中常用体系。

现有的钢结构建筑中为了提高建筑的抗侧刚度及抗侧承载力，通常采用大支撑等构件，结构的延性差，尤其在往复的水平地震作用下,当结构的受力进入弹塑性范围时，楼层的抗剪能力和结构的抗侧刚度急剧下降，层间侧移过度增大,最终导致结构整体失稳破坏。目前的抗侧力构件影响建筑美观，影响墙体的安装，无法做到和围护的有机统一。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种窗形网格双重抗侧力支撑框架，以解决上述问题。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种窗形网格双重抗侧力支撑框架，包括立柱、横梁和窗形网格支撑组件；两个立柱平行设置，若干横梁等间距垂直设置在两个立柱之间，将两个立柱之间隔成若干矩形框；每个矩形框内均固定设置有窗形网格支撑组件。

窗形网格网格支撑组件包括支撑立柱、支撑横梁、人字支撑和短斜支撑；矩形框的上下横梁之间垂直设置有两个对称的支撑立柱，两个支撑立柱垂直设置有两个对称的支撑横梁，形成内矩形框；内矩形框的四个拐角均向外延伸焊接设置有短斜支撑，短斜支撑均沿着矩形框的对角线设置；两个支撑横梁的外侧均焊接设置有人字支撑，形成网格支撑组件。

进一步的，人字支撑包括两个短斜支撑，两个短斜支撑焊接形成人字形。

进一步的，人字支撑的顶点处，短斜支撑的端部，以及支撑立柱的两端均设置有端板，支撑立柱通过端板与横梁螺栓连接；人字支撑和短斜支撑的端板上均设置有传力板。

进一步的，矩形框的内四角处，以及横梁的中点处均设置有节点板；节点板和传力板上均设置有相匹配的螺栓孔，节点板和传力板通过螺栓固定连接。

进一步的，立柱为矩形钢管柱、圆形钢管柱、矩形钢管混凝土柱或圆形钢管混凝土柱；横梁为工字型钢梁。

进一步的，支撑立柱、支撑横梁和短斜支撑均为方钢管、圆形钢管、工字钢支撑、t型钢支撑、l型钢支撑、槽形钢支撑、十字形钢支撑或l形钢支撑。

与现有技术相比，本实用新型有以下技术效果：

本实用新型网格支撑体系通过优化网格形式，形成格构梁，间接减小框架高度，有效的减小了支撑杆件的计算长度，支撑杆件长细比小，抗屈曲能力好,不易发生支撑杆件屈曲破坏，易于控制支撑屈曲破坏。

网格支撑结构的刚度退化慢更利于抗震耗能，由于将支撑力离散化为多个杆件，当某一杆件破坏后，内力重新分配，其他杆件仍能提供刚度，整个结构刚度退化较慢，延性性能更好。同时仍具有较大刚度和承载能力。

网格支撑结构截面尺寸较小，更容易隐藏在维护墙板中，实现围护结构一体化。

网格支撑可在工厂预制，与框架通过螺栓连接，提高了结构的装配化和拼装速度，充分适应装配式钢结构的要求和特点，符合装配式建筑发展要求。

构造简单、安装、替换、运输方便，网格支撑可分离装配，也可整体吊装，易于实现装配化。

附图说明

图1是本实用新型框架详图；

图2是本实用新型网格支撑分解详图；

图3是本实用新型网格支撑详图；

图4是本实用新型节点连接详图；

图5是本实用新型整体结构示意图；

图6(a)-(c)是本实用新型屈服破坏过程示意图；

图7是本实用新型荷载位移图；

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进一步说明：

请参阅图1至图7，一种窗形网格双重抗侧力支撑框架，包括立柱1、横梁2和窗形网格支撑组件；两个立柱1平行设置，若干横梁2等间距垂直设置在两个立柱1之间，将两个立柱1之间隔成若干矩形框；每个矩形框内均固定设置有窗形网格支撑组件。

窗形网格网格支撑组件包括支撑立柱11、支撑横梁13、人字支撑12和短斜支撑10；矩形框的上下横梁2之间垂直设置有两个对称的支撑立柱11，两个支撑立柱11垂直设置有两个对称的支撑横梁13，形成内矩形框；内矩形框的四个拐角均向外延伸焊接设置有短斜支撑10，短斜支撑10均沿着矩形框的对角线设置；两个支撑横梁13的外侧均焊接设置有人字支撑12，形成网格支撑组件。网格支撑体系通过优化网格形式，形成格构梁，间接减小框架高度，有效的减小了支撑杆件的计算长度，支撑杆件长细比小，抗屈曲能力好,不易发生支撑杆件屈曲破坏，易于控制支撑屈曲破坏。

网格支撑结构的刚度退化慢更利于抗震耗能，由于将支撑力离散化为多个杆件，当某一杆件破坏后，内力重新分配，其他杆件仍能提供刚度，整个结构刚度退化较慢，延性性能更好。同时仍具有较大刚度和承载能力。

人字支撑12包括两个短斜支撑10，两个短斜支撑10焊接形成人字形。

人字支撑12的顶点处，短斜支撑10的端部，以及支撑立柱11的两端均设置有端板6，支撑立柱11通过端板6与横梁2螺栓连接；人字支撑12和短斜支撑10的端板6上均设置有传力板5。

矩形框的内四角处，以及横梁2的中点处均设置有节点板3；节点板3和传力板5上均设置有相匹配的螺栓孔，节点板3和传力板5通过螺栓固定连接。

立柱1为矩形钢管柱、圆形钢管柱、矩形钢管混凝土柱或圆形钢管混凝土柱；横梁2为工字型钢梁。

支撑立柱11、支撑横梁13和短斜支撑10均为方钢管、圆形钢管、工字钢支撑、t型钢支撑、l型钢支撑、槽形钢支撑、十字形钢支撑或l形钢支撑。

如图1本实用新型框架详图所示，单跨两层的框架由两根立柱1和两根梁2组成，两根立柱竖直布置，横梁两端焊接在立柱上。框架在梁上与支撑立柱连接位置设有螺栓孔，在框架与支撑网格通过节点板和传力板连接的位置焊接节点板。

参考图2图3为本实用新型网格支撑分解详图和本实用新型网格支撑详图，网格支撑包括短斜支撑10、支撑立柱11、人字支撑12、支撑横梁13。形成的网格支撑在工厂预制。

参考图4为本实用新型节点连接详图，支撑立柱11通过端板和梁翼缘螺栓连接，人字支撑通过传力板和框架节点板螺栓连接，短斜支撑10通过传力板5和框架节点板3螺栓连接。

参考图5为本实用新型整体结构示意图将网格支撑通过图3、图4所示的连接方式与框架通过螺栓连接。

本实用新型一种窗形网格双重抗侧力支撑框架单元有效减小杆件长度与尺寸的同时提高建筑的抗侧力稳定性和结构延性。网格支撑单元通过螺栓与结构连接，提高了结构的装配化和拼装速度。

下面通过对本实用新型进行有限元模拟来说明窗格式网格支撑多重抗侧力支撑框架单元的力学性能。

利用abaqus软件对支撑框架进行有限元模拟，框架梁为400×200×8×12，框架柱为350×350×14，支撑立柱为120×120×6，除支撑立柱外的支撑杆件尺寸为60×60×6有限元分析结果如图6和图7所示。

由于采用网格支撑，结构的延性和抗震性能均比较好。网格支撑破坏顺序如图6(a)-(c)所示，随着顶点位移的增加网格支撑中的斜撑在受压时首先出现屈服，受压斜撑杆件破坏后通过内力重分布，其他的杆件继续承载仍能提供刚度，保证整体结构刚度退化较慢，所在荷载的增加周边网格被破坏，最后框架被破坏，整体结构的最终破坏如图6(c)。

本实用新型根据抗震概念设计原则，提供了一种窗形网格双重抗侧力支撑框架单元，在地震作用下支撑首先通过弹塑性变形耗能，同时网格支撑由于将支撑力离散化为多个杆件，当某一杆件破坏后，内力重新分配，其他杆件仍能提供刚度，整个结构刚度退化较慢，延性性能更好。另外，具有较大刚度和承载能力以及延性的同时支撑杆件的尺寸大大缩小，有利于支撑隐藏在墙体内。荷载位移图如图7所示，网格支撑的耗能能力好，有利于提高结构延性和抗侧力性能。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式仅限于此，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单的推理或替换，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

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