[發明專利]一種可恢復功能的端板裝配式波紋腹板咬合梁柱節點連接裝置

在審

• 申請號: 201710087662.0
• 申請日: 2017-02-17
• 公開（公告）號: CN106836484A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 姜子欽;李世歡;張愛林;李超;楊忠帥
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: E04B1/24
• 分類號: E04B1/24;E04B1/58
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司11203
• 代理人: 劉萍

技術領域

本專利涉及一種可恢復功能的端板裝配式波紋腹板咬合梁柱節點連接裝置，屬于結構工程技術領域。

背景技術

改革開放以來，我國的城市發展取得了舉世矚目的成就。但城市建設仍屬于以混凝土為主、現場砌筑的粗放型建造方式，造成了環境污染嚴重，材料浪費嚴重，建造成本高，產品質量低等多方面的問題。2015年4月，《中共中央國務院關于加快推進生態文明建設的意見》要求全面促進資源節約循環高效使用，完善再生資源回收體系，推進建筑垃圾資源化利用，并大力推廣綠色建筑，使建筑達到綠色、實用、經濟、美觀的標準。裝配式鋼結構作為全壽命周期的綠色建筑，具有標準化設計、工廠化生產、裝配化施工、一體化裝修，信息化管理等特點。大力推廣裝配式鋼結構建筑，可以減少建筑垃圾和建筑揚塵污染，縮短建造工期，提升工程質量，消化鋼鐵過剩產能，形成鋼材戰略儲備。目前，裝配式鋼結構建筑體系已成為建筑鋼結構發展的新方向和新趨勢。

波紋腹板工字型構件作為一種節能、節材、綠色環保的新型鋼結構構件，在國內外工程領域已被廣泛運用。本波紋腹板工字型構件由兩塊有波浪腹板的槽鋼咬合拼接而成，腹板用螺栓連接。其中每塊槽鋼的波紋腹板與平直翼緣通過高頻連續焊接組成，可替代傳統的普通焊接H型鋼、工字鋼等。它與傳統的平腹板工字型構件相比不僅節省了材料、減輕了自身重量，還提高了工字型構件的面外抗彎剛度與扭轉剛度，能夠保證構件在超過高寬比的限值時，構件仍能滿足在制作、運輸及安裝過程中的剛度要求，減少了因構件腹板剛度不足給施工帶來的不便。與一般的波紋腹板工字型構件相比，它是通過槽鋼拼接而成，更適合現場裝配式。

目前常見的適用于端板裝配式波浪腹板梁柱連接節點的發生破壞時塑性鉸距柱面較近，容易引起節點域柱腹板受剪屈曲、柱翼緣局部屈曲及梁端屈服，造成對端板的嚴重損傷，無法實現更換，也無法實現快速裝配，施工耗時較長，不適用于裝配式建筑。同時，現有節點都需通過加設蓋板、加勁肋或邊板等梁端加強措施才能達到梁端塑性鉸外移的目的，不僅對節點加工工藝提出了較高要求，還會引起多條焊縫疊加產生的復雜應力場問題。且地震產生的塑性變形發生在梁構件主體上，不利于實現震后快速修復。為克服上述問題，本發明專利在[201310139115.4]的基礎上提出了一種可恢復功能的端板裝配式波紋腹板咬合梁柱節點連接裝置，避免梁構件主體出現大的塑性變形；連接件和高強螺栓的拆卸和再安裝都方便，有利于震后的快速修復。同時，兩個波紋腹板槽鋼梁的拼接便于實現波紋腹板咬合梁段與樓板工廠組裝成型形成模塊化裝配單元，而后在施工現場各裝配單元通過波紋腹板咬合梁段與帶懸臂梁段方鋼管柱實現裝配連接。

本發明專利提出的一種端板可恢復功能的裝配式波紋腹板咬合梁柱節點連接裝置，由帶懸臂梁段方鋼管柱、波紋腹板槽鋼梁段及兩者的連接裝置組成。帶懸臂梁段方鋼管柱由上方鋼管柱、中方鋼管柱、下方鋼管柱、上部方狀環形隔板、下部方狀環形隔板以及懸臂梁段腹板焊接而成。上方鋼管柱、中方鋼管柱分別與上部方狀環形隔板焊接；下方鋼管柱、中方鋼管柱分別與下部方狀環形隔板焊接；懸臂梁段腹板分別與上部方狀環形隔板、中方鋼管柱及下部方狀環形隔板焊接。波紋腹板咬合梁由兩塊波紋腹板槽鋼拼接而成，中間腹板用螺栓連接。其中，波紋腹板槽鋼梁也可替換成平腹板槽鋼梁。帶懸臂梁段方鋼管柱與波紋腹板槽鋼梁段之間的連接裝置主要是L形連接件和高強螺栓。

發明內容

本發明提出一種可恢復功能的端板裝配式波紋腹板咬合梁柱節點連接裝置，屬于結構工程領域。本發明的節點連接裝置焊接部分均在工廠內完成，其焊縫精度和質量更易控制，現場只采用高強螺栓對帶懸臂梁段方鋼管柱及波紋腹板槽鋼梁段進行裝配，螺栓的緊固工作方便快捷，施工速度與施工質量大大提高，適應裝配式鋼結構的發展。

一種可恢復功能的端板裝配式波紋腹板咬合梁柱節點連接裝置由帶懸臂梁段方鋼管柱、波紋腹板槽鋼梁段及兩者的連接裝置組成。

帶懸臂梁段方鋼管柱由上方鋼管柱、中方鋼管柱、下方鋼管柱、上部方狀環形隔板、下部方狀環形隔板、懸臂梁段腹板焊接而成。上方鋼管柱、中方鋼管柱分別與上部方狀環形隔板焊接；下方鋼管柱、中方鋼管柱分別與下部方狀環形隔板焊接。其中，上部方狀環形隔板與下部方狀環形隔板分為三部分，分別為方狀環形部分、圓弧連接段部分、翼緣段部分。方狀環形部分作為節點域的加強部分、圓弧連接段部分作為梁端部加腋部分、翼緣段部分作為與波紋腹板槽鋼梁段的拼接部分。上方鋼管柱、中方鋼管柱、下方鋼管柱統稱為方鋼管柱。上部方狀環形隔板、下部方狀環形隔板的內環尺寸均小于方鋼管柱內環尺寸，外環尺寸均大于方鋼管柱外環尺寸，且方狀環形隔板厚度大于波紋腹板槽鋼梁段翼緣厚度。