[發(fā)明專利]高強(qiáng)鋼柱-普通鋼梁-低屈服點(diǎn)鋼角鋼可恢復(fù)功能節(jié)點(diǎn)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010559198.2
• 申請(qǐng)日: 2020-06-18
• 公開（公告）號(hào): CN111794372A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡方鑫;潘建榮;王湛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): E04B1/24
• 分類號(hào): E04B1/24;E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 李秋武

本發(fā)明涉及高強(qiáng)鋼柱?普通鋼梁?低屈服點(diǎn)鋼角鋼可恢復(fù)功能節(jié)點(diǎn)，包括高強(qiáng)鋼柱、普通鋼梁、低屈服點(diǎn)鋼第一和第二角鋼以及抗剪件；第一和第二角鋼的翼緣均開有第一長條形通孔且兩側(cè)均設(shè)有無粘結(jié)層，高強(qiáng)鋼柱翼緣開有第一通孔，第一和第二角鋼均與高強(qiáng)鋼柱通過穿過第一長條形通孔和第一通孔的第一螺栓連接；第一和第二角鋼均與普通鋼梁通過第二螺栓連接；普通鋼梁腹板開有第二長條形通孔和第七通孔且兩側(cè)設(shè)有無粘結(jié)層，抗剪件開有第二通孔，抗剪件與普通鋼梁通過穿過第二長條形通孔、第七通孔和第二通孔的第三螺栓連接。本發(fā)明設(shè)計(jì)和施工簡便，第一和第二角鋼震后便于拆卸和更換，能提高節(jié)點(diǎn)抗震性能和功能可恢復(fù)性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及結(jié)構(gòu)工程鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及高強(qiáng)鋼柱-普通鋼梁-低屈服點(diǎn)鋼角鋼可恢復(fù)功能節(jié)點(diǎn)。

背景技術(shù)

隨著多高層及超高層建筑的大量興建，鋼結(jié)構(gòu)在國內(nèi)外已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。如今結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中通常采用的傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)形式包括翼緣和腹板全焊縫連接、翼緣焊縫連接且腹板螺栓連接、翼緣和腹板全螺栓連接等。采用焊縫連接時(shí)，安裝速度較慢，且節(jié)點(diǎn)的抗震性能受現(xiàn)場焊接質(zhì)量影響很大；采用螺栓連接時(shí)，傳統(tǒng)節(jié)點(diǎn)的耗能能力較低，且震后修復(fù)困難。目前，鋼材生產(chǎn)工藝的發(fā)展和改善使得新型的低屈服點(diǎn)鋼材和高強(qiáng)度鋼材的生產(chǎn)成為可能并將得到日益廣泛的應(yīng)用，如何將這些新型鋼材應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)，尤其是在地震作用下通過應(yīng)用這些新型鋼材來顯著改善梁柱節(jié)點(diǎn)的抗震性能及震后修復(fù)，是科學(xué)研究及工程實(shí)踐中亟待解決的問題。

現(xiàn)有技術(shù)有采用角鋼來連接鋼柱與鋼梁的技術(shù)方案，即鋼梁垂直于鋼柱，角鋼兩肢分別連接于鋼柱翼緣和鋼梁翼緣從而構(gòu)成梁柱節(jié)點(diǎn)。然而，其存在以下技術(shù)問題：角鋼在重力和地震作用下承受鋼梁的端部剪力較大，導(dǎo)致地震后無法快速拆卸并更換角鋼，梁柱節(jié)點(diǎn)的功能可恢復(fù)性不佳。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供高強(qiáng)鋼柱-普通鋼梁-低屈服點(diǎn)鋼角鋼可恢復(fù)功能節(jié)點(diǎn)。該節(jié)點(diǎn)合理地將低屈服點(diǎn)鋼、普通鋼和高強(qiáng)鋼應(yīng)用于節(jié)點(diǎn)中的不同組件，能有效發(fā)揮不同鋼材的各自優(yōu)勢(shì)；當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，低屈服點(diǎn)鋼的第一角鋼和第二角鋼、普通鋼梁和高強(qiáng)鋼柱依次屈服耗能，能形成高延性的耗能機(jī)制，從而提高節(jié)點(diǎn)的抗震性能。該節(jié)點(diǎn)同時(shí)合理地設(shè)置第一長條形通孔、第二長條形通孔和無粘結(jié)層，能有效實(shí)現(xiàn)不同組件的傳力分工；當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，低屈服點(diǎn)鋼的第一角鋼和第二角鋼僅傳遞普通鋼梁的端部彎矩，抗剪件僅傳遞普通鋼梁的端部剪力，能保證地震后第一角鋼和第二角鋼較容易地被拆卸并更換，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)的功能可恢復(fù)性。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

高強(qiáng)鋼柱-普通鋼梁-低屈服點(diǎn)鋼角鋼可恢復(fù)功能節(jié)點(diǎn)，包括工字形的高強(qiáng)鋼柱、工字形的普通鋼梁、低屈服點(diǎn)鋼的第一角鋼和第二角鋼、第一螺栓和第二螺栓；第一角鋼設(shè)于第二角鋼的上方，第一角鋼一肢和第二角鋼一肢均開有第一長條形通孔，其延伸方向與高強(qiáng)鋼柱的軸向平行，高強(qiáng)鋼柱翼緣開有與第一長條形通孔對(duì)應(yīng)的第一通孔，第一角鋼一肢和第二角鋼一肢兩側(cè)均設(shè)有無粘結(jié)層，第一角鋼一肢和第二角鋼一肢均與高強(qiáng)鋼柱翼緣通過穿過第一長條形通孔和第一通孔的第一螺栓連接；普通鋼梁設(shè)于第一角鋼和第二角鋼之間，第一角鋼另一肢和第二角鋼另一肢均開有第三通孔，普通鋼梁上翼緣和普通鋼梁下翼緣均開有第四通孔，第一角鋼另一肢和普通鋼梁上翼緣、第二角鋼另一肢和普通鋼梁下翼緣均通過穿過第三通孔和第四通孔的第二螺栓連接。

進(jìn)一步，普通鋼梁中部設(shè)有抗剪件和第三螺栓，抗剪件一側(cè)抵接于高強(qiáng)鋼柱翼緣；普通鋼梁腹板在非軸線位置開有第二長條形通孔，其延伸方向與普通鋼梁的軸向平行，同時(shí)普通鋼梁腹板在軸線位置開有第七通孔；抗剪件開有與第二長條形通孔和第七通孔對(duì)應(yīng)的第二通孔，普通鋼梁腹板兩側(cè)設(shè)有無粘結(jié)層，抗剪件與普通鋼梁腹板通過穿過第二長條形通孔和第二通孔以及穿過第七通孔和第二通孔的第三螺栓連接。

進(jìn)一步，抗剪件為連接板、T型鋼或第三角鋼。

進(jìn)一步，第一角鋼或第二角鋼與第一螺栓形成的等效T型件的承載力滿足，