高阻尼型钢混凝土框架的构造优化方法【技术领域】，尤其涉及一种高阻尼型钢混凝土框架的构造优化方法。[0002]型钢混凝土节点具有良好的延性和耗能能力。但在地震作用下型钢混凝土节点的塑性铰区一般产生在梁端，梁端塑性铰区的非线性变形向节点核心区渗透容易造成梁柱连结焊缝应力增高，引起焊缝断裂；此外，梁端塑性铰区的非线性变形向节点核心区的渗透作用还容易造成节点核心区混凝土开裂，降低节点核心区混凝土的抗剪能力。
[0003]在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。[0004]本发明提供一种高阻尼型钢混凝土框架的构造优化方法，用以解决现有型钢混凝土节点存在节点核心区混凝土开裂，抗剪能力差的问题。[0005]本发明提供一种高阻尼型钢混凝土框架的构造优化方法，[0006]所述高阻尼型钢混凝土框架包括多个型钢柱，所述型钢柱上固定连接有横向延伸的梁型钢弧形连接段，所述梁型钢弧形连接段包括自型钢柱依次横向延伸的扩大段、削弱段和等截面段；所述扩大段自所述削弱段至所述型钢柱的宽度逐渐变大，所述削弱段由所述梁型钢弧形连接段的翼缘向中心凹陷弧形削弱形成；所述弧形削弱的轮廓包括直线部及所述直线部两端连接的弧线部；两个对应的所述等截面段连接有横梁；所述型钢柱、所述梁型钢弧形连接段及所述横梁外设置有箍筋；
[0007]所述高阻尼型钢混凝土框架的优化方法包括:根据横梁端部和所述翼缘最大削弱处抗弯能力的极差，确定所述削弱段的弧形削弱处为塑性铰的塑性铰区；在确定的所述塑性铰区浇注高阻尼混凝土以形成塑性铰。
[0008]本发明提供的高阻尼型钢混凝土框架的构造优化方法，在梁型钢弧形连接段设置扩大段，且采用轮廓包括直线部及所述直线部两端连接的弧线部的削弱段，使得在梁型钢弧形连接段的翼缘上根据级差，使得节点处塑性铰外移，防止塑性铰区的非线性变形对节点核心区的破坏，避免了核心区混凝土开裂，提高了核心区抗剪能力。



[0009]参照下面结合附图对本发明实施例的说明，会更加容易地理解本发明的以上和其它目的、特点和优点。附图中的部件只是为了示出本发明的原理。在附图中，相同的或类似的技术特征或部件将采用相同或类似的附图标记来表示。[0010]图1为本发明实施例提供的高阻尼型钢混凝土节点的俯视图；
[0011]图2为本发明实施例提供的高阻尼型钢混凝土节点的弧形削弱轮廓图；
[0012]图3为本发明实施例提供的高阻尼型钢混凝土节点的主视图；
[0013]图4为本发明实施例提供的高阻尼型钢混凝土框架局部的示意图；
[0014]图5为本发明实施例提供的高阻尼型钢混凝土框架的示意图；
[0015]图6为图5的A-A剖视图；
[0016]图7为图5的B-B剖视图；
[0017]图8为图5的C-C剖视图；
[0018]图9为图5的D-D剖视图。

[0019]下面参照附图来说明本发明的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。
[0020]图1为本发明实施例提供的高阻尼型钢混凝土节点的俯视图；图2为本发明实施例提供的高阻尼型钢混凝土节点的弧形削弱轮廓图；图3为本发明实施例提供的高阻尼型钢混凝土节点的主视图；图4为本发明实施例提供的高阻尼型钢混凝土框架的示意图。如图1-4所示，本发明实施例提供的高阻尼型钢混凝土框架的构造优化方法，本方法用于优化上述结构的高阻尼型钢混凝土框架。其中，另参见图5，高阻尼型钢混凝土框架包括多个型钢，2，型钢柱2上固定连接有横向延伸的梁型钢弧形连接段，梁型钢弧形连接段包括自型钢柱依次横向延伸的扩大段、削弱段和等截面段；扩大段自所述型钢柱至削弱段的宽度逐渐变大，也即在靠近型钢柱的端部形成扩大端，削弱段由所述梁型钢弧形连接段的翼缘向中心弧形削弱形成；弧形削弱的轮廓包括直线部及直线部两端连接的弧线部；削弱段的弧形削弱处浇注有高阻尼混凝土形成塑性铰；两个对应的等截面段连接有横梁7 ;型钢柱、梁型钢弧形连接段及横梁7外设置有箍筋10、13 (另参见图6-图9);
[0021]所述高阻尼型钢混凝土框架的优化方法包括:根据横梁7端部和所述翼缘最大削弱处抗弯能力的极差，确定所述削弱段的弧形削弱处为塑性铰的塑性铰区；在确定的所述塑性铰区浇注高阻尼混凝土 15以形成塑性铰。
[0022]本发明提供的高阻尼型钢混凝土框架的优化方法，在梁型钢弧形连接段的翼缘上根据级差，使得节点处塑性铰外移，防止塑性铰区的非线性变形对节点核心区的破坏，避免了核心区混凝土开裂，提高了核心区抗剪能力。
[0023]实际使用中，型钢柱2及梁型钢弧形连接段3，横梁均可但不限于采用工字钢。型钢柱2外自下而上套有多个箍筋10，多个箍筋10通过纵筋11连接，在型钢柱2的第二削弱段浇注高阻尼混凝土 12，在型钢柱的其它位置浇注一般混凝土。横梁7的外侧，从左至右套有多个箍筋13，多个箍筋13通过纵筋14连接，在横梁7的第一削弱段浇注高阻尼混凝土15，其它部位浇注一般混凝土。
[0024]本发明提供的高阻尼型钢混凝土框架的优化方法，通过计算在梁型钢弧形连接段3的翼缘上设有弧形削弱4，使得节点处塑性铰外移，防止塑性铰区5 (参见图3)的非线性变形对节点核心区的破坏，避免了节点核心区I混凝土开裂，提高了节点核心区I抗剪能力。此外，由于具有自型钢柱2依次横向延伸的扩大段，使得梁端部和弧形削弱4形成的削弱部位形成抗弯刚度的级差，从而进一步使得塑性铰区5从梁的端部转移出去。
[0025]在上述方法中，为了避免梁端塑性铰区的非线性变形对节点核心区造成侵害，在距离节点核心区一定距离的梁型钢翼缘采用了弧形削弱，如图1所示。图1中，a为削弱部位距柱的距离a=0.5bf，可根据削弱部位塑性铰区对梁柱连接焊缝的影响程度来确定，bf为梁型钢翼缘的宽度。
[0026]图2中弧形削弱4的轮廓包括直线部及所述直线部两端连接的弧线部，且c ( 0.25bf;其中，c为弧形削弱4的深度，弧形削弱4的深度用来控制塑性铰在梁中的位置及向节点核心区I传递的弯矩大小。
[0027]图2型钢翼缘最大削弱位置的设计参数，需要满足公式(I)和(2)。
[0028]I ( 0.25bf;…(I)
[0029]公式(I)中，I为最大削弱部位水平段的长度，主要是控制最大应力区的范围，使塑性铰在这一范围内充分发展，防止在这一部位产生应力集中。
[0030]b=0.75hb+0.25bf; (2)
[0031]公式(2)中，b为削弱长度，主要是为了控制塑性铰区变形的程度，其中hb为型钢截面的高度。
[0032]为了避免在梁型钢翼缘截面改变的部位产生应力集中，本专利在这一部位采用了弧形过渡(如附图2所示)，这一弧形过渡区为抛物线弧形过渡，这样可以更好的避免在这一过渡区域产生应力集中的现象，经过反复有限元计算，本专利给出最优的抛物线弧长的计算公式为:
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