[發明專利]一種帶FRP的可恢復功能裝配式防屈曲梁柱節點連接裝置

在審

• 申請號: 201910071699.3
• 申請日: 2019-01-25
• 公開（公告）號: CN109629686A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 姜子欽;周寶儒;楊曉峰;康軼濤;申存杰
• 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

本發明涉及一種帶FRP的可恢復功能裝配式防屈曲梁柱節點連接裝置，屬于結構工程領域。節點連接裝置的焊接部分均在工廠內完成，焊縫精度和質量更易控制，可提高施工速度和施工質量。本發明的節點為梁端加強及翼緣蓋板連接削弱并用型節點，可實現多重耗能機理，將塑性鉸轉移到翼緣蓋板上，震后僅需通過更換連接板即可實現結構的功能恢復。梁受力發生轉動時，塑性鉸首先出現在翼緣蓋板狗骨削弱位置處，蓋板發生變形，將促使FRP環向應變增長，反過來約束翼緣蓋板變形，提高轉動部位的抗彎承載力和變形能力。

技術領域

本專利涉及一種帶FRP的可恢復功能裝配式防屈曲梁柱節點連接裝置，屬于結構工程技術領域。

背景技術

近年來，裝配式鋼結構擁有良好的發展前景。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。

現有的多高層公共建筑及住宅建筑，一旦發生地震損傷，將導致建筑終止使用，對社會經濟恢復和人民群眾生活將造成嚴重影響，震后的修復工作更是費時費力。如何通過合理的設計，既能保證結構在地震中的抗倒塌能力，又可降低結構震后修復加固的經濟成本和時間成本，實現建筑結構的震后功能可快速恢復，是結構抗震研究的重點問題。

為此，本發明提出一種帶FRP的可恢復功能裝配式防屈曲梁柱節點連接裝置，該裝置由一個帶懸臂梁段的方鋼管柱、一個槽鋼梁段、一組連接裝置和一組FRP組成；所述的帶懸臂梁段的方鋼管柱包括一個懸臂梁段、一個上方鋼管柱、一個中方鋼管柱、一個下方鋼管柱，中方鋼管柱焊接在懸臂梁段上，上方鋼管柱和下方鋼管柱分別焊接在中方鋼管柱的上端和下端，懸臂梁段由一個上部方狀環形隔板、一個下部方狀環形隔板及懸臂梁段腹板焊接而成；其中，上部方狀環形隔板與下部方狀環形隔板分為三部分，分別為方狀圓環部分、圓弧連接段部分、翼緣段部分；方狀圓環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、翼緣段部分作為與槽鋼梁段的拼接部分；上部方狀環形隔板、下部方狀環形隔板的內方尺寸均小于方鋼管柱內方尺寸，外方尺寸均大于方鋼管柱外方尺寸，且方狀環形隔板厚度大于槽鋼梁段翼緣厚度；所述的槽鋼梁段由兩段槽鋼拼裝而成，通過高強螺栓群將兩段槽鋼腰部連接在一起；所述中方鋼管柱的壁厚應大于上方鋼管柱和下方鋼管柱的壁厚，所述方狀環形隔板厚度與槽鋼梁段翼緣厚度之比應大于1.3，以實現對柱節點域及懸臂梁段的有效加強；帶懸臂梁段的方鋼管柱和槽鋼梁段通過連接裝置連接，FRP是由多股連續纖維膠合后，經過特定加工得到的一種材料，FRP繞懸臂梁段和槽鋼梁段連接位置處纏繞數圈，并覆蓋上翼緣外蓋板、下翼緣外蓋板狗骨削弱位置。

連接裝置中的上翼緣外蓋板和下翼緣外蓋板設置成圓弧狗骨削弱區或者開洞剪切削弱區，狗骨削弱區和開洞削弱區的尺寸根據實際情況設計。框架梁與柱通過懸臂梁段的連接方式，可以利用自身構造特點使塑性鉸位置從柱面外移，并且利用高強螺栓的滑移進行耗能。

發明內容

本發明提出一種帶FRP的可恢復功能裝配式防屈曲梁柱節點連接裝置，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和拼接板對方鋼管帶懸臂梁段的及槽鋼梁段進行裝配，螺栓的緊固工作方便快捷，施工速度與施工質量均提高，適應裝配式鋼結構的發展。