[實(shí)用新型]一種新型摩擦耗能鋼框架梁柱節(jié)點(diǎn)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720831676.4
• 申請(qǐng)日: 2017-07-10
• 公開（公告）號(hào): CN207003648U
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賀擁軍;劉健飛;周緒紅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南大學(xué)
• 主分類號(hào): E04B1/24
• 分類號(hào): E04B1/24;E04B1/58;E04B1/98;E04H9/02
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技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于梁柱節(jié)點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于建筑鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的新型摩擦耗能鋼框架梁柱節(jié)點(diǎn)，尤其適用于對(duì)抗震耗能有較高要求的鋼框架結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

梁柱節(jié)點(diǎn)是鋼結(jié)構(gòu)體系的重要組成部分，是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問題之一。梁柱節(jié)點(diǎn)受力復(fù)雜，其作用是在梁和柱之間傳遞剪力和彎矩，因此它的性能好壞對(duì)結(jié)構(gòu)的承載能力、變形能力和穩(wěn)定性有較大的影響。從以往的經(jīng)驗(yàn)來看，鋼框架梁柱焊接節(jié)點(diǎn)發(fā)生了嚴(yán)重的損壞，特別是節(jié)點(diǎn)域處的焊縫，許多都出現(xiàn)了脆性破壞。美國(guó)學(xué)者為了改變這種現(xiàn)狀，提出了一些改進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的方法，其中包括通過改進(jìn)焊接工藝、補(bǔ)強(qiáng)措施(加腋或蓋板)和削弱措施(RBS)，其主要的目的就是讓塑性鉸外移。然而這種讓梁截面塑性鉸外移的方法使得震后的修復(fù)工作變得復(fù)雜，修復(fù)費(fèi)用也十分昂貴。因此，采用角鋼栓接的半剛性節(jié)點(diǎn)又被再次廣泛關(guān)注，這類節(jié)點(diǎn)利用角鋼的塑性變形來耗能，從而可以避免主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件(梁、柱)發(fā)生塑性損傷。與剛性節(jié)點(diǎn)相比，這種半剛性節(jié)點(diǎn)具有變形能力強(qiáng)、延性好和耗能能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。但是普通角鋼節(jié)點(diǎn)是通過角鋼的屈服來進(jìn)行耗能的，這既給震后的修復(fù)帶來困難，又會(huì)造成國(guó)民經(jīng)濟(jì)的巨大損失，因此這種通過結(jié)構(gòu)構(gòu)件發(fā)生塑性變形來耗能的方式十分不經(jīng)濟(jì)。

實(shí)用新型內(nèi)容

實(shí)用新型目的:本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題和不足，提出一種新型摩擦耗能鋼框架梁柱節(jié)點(diǎn)，本實(shí)用新型主要通過構(gòu)件之間的相互摩擦滑動(dòng)來耗能，不會(huì)使結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生較大的塑性損傷，同時(shí)也方便震后修復(fù)。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種新型角鋼連接摩擦耗能的鋼框架梁柱節(jié)點(diǎn)，包括柱、梁端、上下兩個(gè)連接角鋼、左右兩個(gè)焊接于柱上的連接槽鋼，所述焊接于柱上的連接槽鋼與梁端通過連接螺栓連接為一體；所述柱、梁端、連接角鋼通過連接螺栓連接為一體；所述梁端由上翼緣、下翼緣、腹板構(gòu)成，所述上翼緣、下翼緣、腹板上都開有長(zhǎng)圓孔，允許連接螺栓在孔中滑動(dòng)；所述連接角鋼、焊接于柱上的連接槽鋼都開有圓形螺栓孔。

進(jìn)一步，所述連接角鋼與梁端上下翼緣的接觸面、焊接于柱上的連接槽鋼與梁端腹板的接觸面均為摩擦處理面，用于為連接角鋼與梁端上下翼緣、焊接于柱上的連接槽鋼與梁端腹板的相對(duì)滑動(dòng)提供摩擦阻力。

進(jìn)一步，所述連接角鋼處設(shè)置加勁肋，其目的是使連接角鋼與梁端上下翼緣發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)之前連接角鋼不發(fā)生屈服破壞。

使用時(shí)，將梁端起吊至安裝位置，梁端腹板插入兩個(gè)已焊接于柱的連接槽鋼中間，使用連接螺栓將梁端與焊接于柱的連接槽鋼連接在一起，并使用連接螺栓將柱與梁端通過上下兩個(gè)連接角鋼連接在一起。擰緊螺母施加一定的預(yù)緊力后，所述梁端上下翼緣與連接角鋼之間、梁端腹板與焊接于柱的連接槽鋼之間產(chǎn)生壓緊力，從而靠構(gòu)件之間的摩擦力偶來抵抗梁端彎矩。在一般受力情況下，由于螺栓預(yù)應(yīng)力的作用，梁端上下翼緣與連接角鋼、梁端腹板與焊接于柱的連接槽鋼之間的摩擦力將限制各個(gè)接觸面之間的相對(duì)滑動(dòng)，此時(shí)梁端的位移主要來自于梁端自身的變形，節(jié)點(diǎn)充當(dāng)一般梁柱節(jié)點(diǎn)提供必要的抗彎剛度。當(dāng)結(jié)構(gòu)承受強(qiáng)烈的地震作用或嚴(yán)重風(fēng)災(zāi)時(shí)，梁端承受的彎矩超過構(gòu)件之間摩擦力提供的摩擦力偶，接觸面之間開始產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，節(jié)點(diǎn)開始以梁端的下翼緣與柱的接觸處為支點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。這一過程中主要由梁端上翼緣與連接角鋼、梁端腹板與焊接于柱的連接槽鋼這兩對(duì)接觸面之間的滑動(dòng)摩擦達(dá)到耗能的效果，節(jié)點(diǎn)進(jìn)入摩擦耗能階段。因此，本實(shí)用新型顯著減少了地震或風(fēng)災(zāi)中節(jié)點(diǎn)處的塑性變形，具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、實(shí)用性強(qiáng)、高耗能、震后損傷小、便于修復(fù)等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1所示實(shí)施例的焊于柱上的連接槽鋼的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖2所示焊于柱上的連接槽鋼的A-A方向視圖；

圖4為圖2所示焊于柱上的連接槽鋼的B-B方向視圖；

圖5為圖1所示實(shí)施例的梁端的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為圖5所示梁端的C-C方向視圖；

圖7為圖5所示梁端的D-D方向視圖；

圖8為圖1所示實(shí)施例的連接角鋼的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為圖8所示連接角鋼的E-E方向視圖；

圖10為本實(shí)用新型受力后的變形示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。