[發明專利]一種鋼角鋼連接H型截面FRP梁柱節點及其連接方法

在審

• 申請號: 201910803237.6
• 申請日: 2019-08-28
• 公開（公告）號: CN110512737A
• 公開（公告）日: 2019-11-29
• 發明（設計）人: 肖瀟;尹向東;陳振富;王沿
• 申請（專利權）人: 南華大學
• 主分類號: E04B1/28
• 分類號: E04B1/28;E04B1/58
• 代理公司: 11573 北京華智則銘知識產權代理有限公司
• 代理人: 王昌貴<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發明公開了一種鋼角鋼連接H型截面FRP梁柱節點及其連接方法，屬于土木建筑技術領域，包括H型FRP柱、H型FRP梁、翼緣角鋼、腹板角鋼、高強穿入螺栓、高強度摩擦螺栓、普通螺栓孔、長圓形螺栓孔和墊塊，H型FRP梁由上翼板、腹板和下翼板組成，且腹板位于上翼板和下翼板之間，翼緣角鋼設有一對，腹板角鋼設有一對，高強穿入螺栓設有三組，高強度摩擦螺栓設有三組，普通螺栓孔設有十二組，長圓形螺栓孔設有三組，每組高強穿入螺栓、高強度摩擦螺栓、普通螺栓孔和長圓形螺栓孔均設有四個，墊塊設有兩組，且一組墊塊設有一對，具有很強的延性變形能力和耗能能力。

技術領域

本發明涉及土木建筑技術領域，更具體地說，涉及一種鋼角鋼連接H型截面FRP梁柱節點及其連接方法。

背景技術

FRP(纖維增強復合材料)是近年來在土木工程結構中得到成功應用的一種新型高性能工程材料，具有輕質、高強、耐腐蝕、施工成型方便等優點，目前已成為混凝土、鋼材等傳統結構材料的重要補充。合理地將FRP應用于各類結構中已成為工程結構應用發展的重要方向。

雖然目前FRP研究大多集中在現有工程的修復，結構的抗震加固，橋面板的鋪裝等方面。但隨著擠拉成型技術的商業化，拉擠成型FRP(即PFRP)構件也越來越多在房屋建筑和橋梁工程中得到應用。在眾多的住宅建筑結構中，裝配式拉擠成型FRP框架體系是一種新型的住宅結構體系，該體系以其工廠化生產、自重輕、施工周期短、施工污染環境少等諸多優點，越來越受到民眾的青睞。

梁柱節點是框架結構的關鍵部位，在地震作用下，最薄弱最容易受損的部位就是框架的梁柱節點，節點的破壞會導致整個框架結構失去承載力，因此，節點的力學性能決定了整個框架結構的抗震性能。

節點連接的目的就是傳遞彎矩、剪力、軸力和其他載荷。而通過鋼角鋼和螺栓連接可以形成半剛性梁柱節點。這種半剛性節點能夠通過鋼角鋼的變形進行一定的耗能，但是耗能是有限的，不能滿足罕遇地震荷載作用下結構的抗震需求。

利用摩擦型高強螺栓在長圓螺栓孔中的摩擦滑動以提高節點延性是一種全新的研究思路，同濟大學馬人樂教授等人(馬人樂，楊陽，陳橋生等.長圓孔變型性高強螺栓節點抗震性能試驗研究[J].建筑結構學報，2009，30(1):101-106)將該思路應用于帶懸臂梁段的鋼結構梁柱剛接節點的鋼梁拼接處，并申請了相關的專利(專利號：200820150748.X200810040509，3)。

用長圓孔變型性高強螺栓連接節點作為抗震延性節點，與一般的剛性連接節點相比，它具有如下顯著優點：H型FRP柱(1)延性轉動能力大，梁柱節點塑性轉角大于0.05rad；H型FRP梁(2)轉動能力在一定范圍內可以調控，只要控制長圓孔長軸即可；翼緣角鋼(3)延性轉動后摩擦型高強螺栓群變成了承壓型高強螺栓群，強度可有一定地提高，所以節點的極限承載能力亦可有一定地提高；腹板角鋼(4)螺栓滑動變形后幾乎不需要修復；高強度摩擦螺栓(6)制作、安裝簡便，不同的僅開孔為長圓形。考慮到長圓孔的實際制作工藝要比一般圓孔復雜，建議使用專門的工具和工藝實現機械化生產，既可保證加工的精度，又節約了加工的成本。

針對高烈度設防地震區，福州大學黃冀卓教授申請且獲得授權的專利(專利號：201020181041.2，201010164386.1)公開了一種新型的易修復鋼結構梁柱節點，該專利可以較好地解決傳統梁柱連接節點延性不足、易發生脆性破壞的問題，在震后也容易修復；該易修復鋼結構梁柱節點具有半剛性的節點，其延性和耗能能力得到進一步提高。

FRP框架梁柱節點也是一種半剛性節點，具備采用長圓孔高強度摩擦型螺栓的條件，因此本發明在半剛性螺栓連接的基礎上發明一種具有更好延性和耗能能力的FRP結構梁柱節點。

發明內容

1.要解決的技術問題

針對現有技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種鋼角鋼連接H型截面FRP梁柱節點及其連接方法，它具有很強的延性變形能力和耗能能力。