[發明專利]易修復鋼結構梁柱節點

無效

• 申請號: 201010164386.1
• 申請日: 2010-05-06
• 公開（公告）號: CN101812872A
• 公開（公告）日: 2010-08-25
• 發明（設計）人: 吳兆旗;姜紹飛;曾建仙;付春;劉景良
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: E04B1/58
• 分類號: E04B1/58;E04B1/98
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發明涉及一種易修復鋼結構梁柱節點，尤其涉及一種應用在結構工程技術領域中的特別適用于高烈度設防地震區的易修復鋼結構梁柱節點。

背景技術

鋼結構具有強度高、自重輕、抗震性能好、施工速度快、地基費用省、占用面積小、工業化程度高、外形美觀等一系列優點，與混凝土結構相比它是環保型的和可再次利用的，也是易于產業化的結構。梁與柱之間的連接節點是保證梁與柱協同工作、形成結構整體的關鍵部件。在多高層鋼結構框架中，典型的梁–柱連接是梁翼緣與柱對接焊、腹板與柱子利用高強螺栓連接。過去一直認為該梁–柱栓焊混合節點具有良好的抗震性能，然而，在1994年的北嶺(Northridge)地震和1995年的阪神(Hyogoken?–?Nanbu)地震中，采用該節點構造的數百棟鋼結構建筑雖未倒塌，卻在節點部位出現了嚴重的脆性破壞。研究者們在探尋其破壞原因的同時，對傳統梁柱節點進行改進，提出了延性和耗能能力強的節點形式。改進的主要措施有：對連接部位進行加強，對梁截面進行削弱，改進扇形切角構造，省掉焊接操作孔把梁腹板與柱焊接等。盡管上述改進的梁柱節點在實驗室中表現出優越的抗震性能，但由于其抗震設計思想是基于框架梁中形成塑性鉸提供結構所需延性，應用這些節點的實際工程若受到破壞，修復相對困難。

由于梁–柱節點連接處的質量不易保證的梁下翼緣與柱子之間的現場焊縫是導致節點出現脆性破壞的誘因，因此，無現場焊縫的全螺栓連接的梁柱節點重新受到審視。采用全螺栓的梁–柱節點通常需要借助于連接件，典型的連接件有T形連接件、角鋼和端板等。梁–柱全螺栓連接節點延性較好、耗能能力強、抗震性能優越。根據連接部位與被連接梁的抗彎承載力之間的關系，把連接分成全強連接和部分強度連接兩類。其中，全強連接是連接部位的承載能力高于被連接梁的承載力，節點破壞時在梁上形成塑性鉸。部分強度連接是連接部位的承載能力小于被連接梁的承載力，連接件首先破壞。全強連接的螺栓連接節點破壞后的修復與焊接連接節點類似，相對比較困難。部分強度的螺栓連接的修復工作量根據所采用的連接不同而有所差別：由于端板與梁端焊接，采用端板連接的節點修復困難；T形連接件和角鋼與主體結構梁柱之間均采用螺栓連接，節點破壞后連接更換相對容易。但梁上翼緣部位的連接件由于埋在混凝土中，更換時仍需要先去除連接件附近的鋼筋混凝土。

發明內容

為了避免上述現有技術所存在的不足之處，本發明提供了一種特別適合于高烈度設防地震區的易修復鋼結構梁柱節點。該結構可以有效防止發生脆性破壞，具有良好的延性破壞特征，可廣泛應用于地震區、尤其是高烈度設防地震區的結構中，而且施工方便，便于震后修復。

本發明提供了一種易修復鋼結構梁柱節點，包括豎直的H型鋼柱和其端部垂直連接在H型鋼柱側翼板上的H型鋼梁，其特征在于：所述H型鋼梁腹板與H型鋼柱側翼板連接端經一與H型鋼梁腹板相貼合的加強連接板及貫穿加強連接板的高強度螺栓實現連接，所述加強連接板與H型鋼柱側翼板相焊接，所述H型鋼梁底側翼板的連接端兩側分別經一T型連接板及貫穿高強度螺栓與H型鋼柱實現鎖緊連接，所述T型連接板橫向放置，其縱向上下端分別經墊片和貫穿高強度螺栓與H型鋼柱側翼板鎖緊連接，所述T型連接板的橫向板支撐于H型鋼梁底側翼板的下方，并經貫穿高強度螺栓鎖緊，所述H型鋼梁頂側翼板的連接端兩側分別經一T型連接板及貫穿高強度螺栓與H型鋼柱實現鎖緊連接，所述T型連接板橫向放置，其縱向上下端經貫穿高強度螺栓與H型鋼柱側翼板鎖緊連接，所述T型連接板的橫向板貼合于H型鋼梁頂側翼板的頂面，并經貫穿高強度螺栓鎖緊。

本發明還提供了另一種易修復鋼結構梁柱節點，包括豎直的H型鋼柱和其端部垂直連接在H型鋼柱側翼板上的H型鋼梁，其特征在于：所述H型鋼梁腹板與H型鋼柱側翼板連接端經一與H型鋼梁腹板相貼合的加強連接板及貫穿加強連接板的高強度螺栓實現連接，所述加強連接板與H型鋼柱側翼板相焊接，所述H型鋼梁底側翼板的連接端兩側分別經一T型連接板及貫穿高強度螺栓與H型鋼柱實現鎖緊連接，所述T型連接板橫向放置，其縱向上下端分別經墊片和貫穿高強度螺栓與H型鋼柱側翼板鎖緊連接，所述T型連接板的橫向板支撐于H型鋼梁底側翼板的下方，并經貫穿高強度螺栓鎖緊，所述H型鋼梁頂側翼板與H型鋼柱側翼板利用全熔透焊縫進行連接。

和現有技術相比，本發明的有益效果體現在：

1、可以較好的解決傳統梁柱連接節點延性不足、易發生脆性破壞的問題；

2、可以較好的解決改進型梁柱連接節點震后不易修復的問題；

3、和傳統的全螺栓連接梁柱節點相比，破壞集中于梁下翼緣的連接件上，修復相對簡單；