[發明專利]一種可恢復功能的裝配式自復位中柱連接裝置

在審

• 申請號: 201910071684.7
• 申請日: 2019-01-25
• 公開（公告）號: CN109629685A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 張愛林;郭康;姜子欽;吳亦恬;楊曉峰
• 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;E04H9/02;E04B1/98
• 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

本發明涉及一種可恢復功能的裝配式自復位中柱連接裝置，屬于結構工程領域。該裝置包括一個帶兩個懸臂梁段的方鋼管中柱、兩個工字梁段、一組自復位裝置和兩組連接裝置；本發明的連接裝置焊接部分均在工廠內完成，焊縫精度和質量更易控制，提高了施工速度與施工質量；利用防屈曲理念，上翼緣內蓋板設置成內蓋板式進行翼緣蓋板屈曲幅值控制；下翼緣外蓋板設置成外蓋板式，具有良好的性能可視性及更換可判性；自復位裝置能保證結構耗散地震能力的預定性態設計目標并降低震后修復成本；通過針對性設計可使地震荷載作用下結構的破壞位置發生在易于更換的高強螺栓及連接板等耗能構件處，便于震后修復，適應于可恢復功能的裝配式鋼結構的發展需求。

技術領域

本專利涉及一種可恢復功能的裝配式自復位中柱連接裝置，屬于結構工程技術領域。

背景技術

隨著城市化進程的加快，建筑領域的發展及技術水平不斷提升，加之環境污染及資源浪費問題的影響，傳統建筑體系存在的環保性差的缺陷逐漸暴露，綠色裝配式鋼結構，開始成為了建筑體系的主要類型。與傳統體系相比，該體系在施工質量、施工效率等方面，均具有顯著的優勢。“搭積木”是一種具有代表性的施工方法，極大程度上加快了施工速度，節約了工程資金。將其應用到各類建筑體系的設計與開發中，是建筑領域未來發展的主要趨勢。

梁柱節點設計不合理將導致“強構件弱節點”情況的發生，使結構在地震荷載作用下發生嚴重震害，威脅人民生命財產安全。現有研究表明，對梁柱節點進行針對性加強或對梁上特定區域采取削弱手段可達到塑性鉸外移的目的，從而保護梁柱節點，滿足“強節點弱構件”的設計要求；同時，樓板與梁段預組裝后運至施工現場進行拼裝可大大節省現場混凝土澆筑的時間；此外，地震后無需修復或稍加修復即可恢復使用功能的可恢復功能結構是近年來國際地震工程領域的研究熱點，不僅能夠在地震中保護人們的生命財產安全，而且在地震后也能盡快恢復其使用功能，因此亟需將可恢復功能結構的理念落實于新結構的研發設計工作中，以實現建筑從單一追求抗倒塌能力向兼顧震后可修復能力的轉變。為滿足以上需求，本發明專利提出了一種可恢復功能的裝配式自復位中柱連接裝置。

本發明專利提出的一種可恢復功能的裝配式自復位中柱連接裝置，由帶兩個懸臂梁段的方鋼管中柱、兩個工字梁段、自復位裝置以及倒L型腹板剪切件等連接裝置組成。節點連接裝置由上翼緣內蓋板、上翼緣工字梁段上翼緣墊板、下翼緣外蓋板、倒L型腹板剪切件以及高強螺栓組成；自復位裝置由兩個工裝和預應力鋼絞線連接組成。

發明內容

本發明提出一種可恢復功能的裝配式自復位中柱連接裝置，屬于結構工程技術領域。節點連接裝置的焊接、工字梁段預組裝均在工廠內完成，焊縫及構件質量更易控制，提高了施工速度與質量提高。

一種可恢復功能的裝配式自復位中柱連接裝置由帶兩個懸臂梁段的方鋼管中柱、兩個工字梁段、一組自復位裝置以及連接裝置組成；該連接裝置是一種震后可恢復功能的連接裝置，其通過加厚懸臂梁段翼緣厚度實現梁端加強，達到塑性鉸外移的目的；翼緣采用單翼緣蓋板連接形式，通過合理參數設計使得塑性破壞發生在拼接區，而懸臂梁段和工字梁段基本保持彈性，震后只需替換連接裝置即可恢復主體結構的使用功能；上翼緣內蓋板設置成內蓋板式，能使上翼緣外混凝土平整，下翼緣外蓋板設置成外蓋板式，可作為梁段在安裝過程中的支托，同時也便于節點在使用過程中對翼緣蓋板屈曲變形進行觀測，具有良好的性能可視性及更換可判性；懸臂梁段應與工字梁段頂緊，安裝后不留縫隙，防止由于梁端轉動引起的預應力鋼絞線預張力損失；實現結構的震后自行復位、延緩結構主要受力構件損傷進程，保證結構耗散地震能量的預定性態設計目標并降低震后修復成本，是鋼結構發展的新方向。