[發明專利]分階段耗能的可更換耗能元件的鋼結構節點

有效

• 申請號: 202011137350.4
• 申請日: 2020-10-22
• 公開（公告）號: CN112282094B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 秦穎;舒贛平;趙科學
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98;E04H9/02;E04B1/24;E04B1/58
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 李想

本發明涉及分階段耗能的可更換耗能元件的鋼結構節點，屬于建筑結構工程技術領域。該鋼結構節點中短鋼梁的上翼緣通過T型鋼與H型鋼柱相連，短鋼梁的下翼緣通過摩擦元件與H型鋼柱相連，短鋼梁的腹板通過開長圓孔的剪力板與H型鋼柱相連，該短鋼梁垂直于H型鋼柱；短鋼梁相對于H型鋼柱的另一端的上翼緣通過上翼緣連接板與H型鋼梁的上翼緣相連接；短鋼梁相對于H型鋼柱的另一端的下翼緣通過防屈曲鋼板元件與H型鋼梁的下翼緣相連接；短鋼梁的腹板與H型鋼梁的腹板之間通過腹板連接板相互連接。本發明的耗能元件為摩擦元件和防屈曲鋼板元件，耗能元件在損傷后可更換，通過合理設計可以實現分階段耗能提高了結構的抗震性能。

技術領域

本發明涉及分階段耗能的可更換耗能元件的鋼結構節點，屬于建筑結構工程技術領域。

背景技術

實現結構功能可恢復性，是工程結構抗震領域的一個重要發展趨勢。通過設置一些方便拆卸的構件或元件作為地震中的耗能單元，集中發展塑性變形，耗散大部分地震能量，從而保護主結構的安全，震后只需更換耗能元件就能實現結構功能的快速恢復。

發明內容

本發明針對上述問題提供了分階段耗能的可更換耗能元件的鋼結構節。

本發明采用如下技術方案：

本發明所述的分階段耗能的可更換耗能元件的鋼結構節點，該節點包括H型鋼柱、短鋼梁、H型鋼梁、T型鋼、摩擦元件、防屈曲鋼板元件；所述短鋼梁的上翼緣通過T型鋼與H型鋼柱相連，短鋼梁的下翼緣通過摩擦元件與H型鋼柱相連，短鋼梁的腹板通過開長圓孔的剪力板與H型鋼柱相連，該短鋼梁垂直于H型鋼柱；短鋼梁相對于H型鋼柱的另一端的上翼緣通過上翼緣連接板與H型鋼梁的上翼緣相連接；短鋼梁相對于H型鋼柱的另一端的下翼緣通過防屈曲鋼板元件與H型鋼梁的下翼緣相連接；短鋼梁的腹板與H型鋼梁的腹板之間通過腹板連接板相互連接。

本發明所述的分階段耗能的可更換耗能元件的鋼結構節點，所述的摩擦元件包括鋼牛腿、摩擦板、角鋼；所述的牛腿頂部與短鋼梁的下翼緣采用高強螺栓連接，角鋼的一肢與鋼牛腿的腹板及摩擦板采用高強螺栓連接，角鋼的另一肢與H型鋼柱翼緣通過高強螺栓連接；摩擦板設置在角鋼與鋼牛腿腹板之間，角鋼與摩擦板相連接面上設置豎向長圓孔；鋼牛腿頂部與短鋼梁的下翼緣采用高強螺栓連接。

本發明所述的分階段耗能的可更換耗能元件的鋼結構節點，其特征在于：所述的防屈曲鋼板元件由截面削弱鋼板與兩塊小鋼板組成；截面削弱鋼板上設有若干安裝孔，小鋼板上設有與安裝孔位置相對應的通孔；截面削弱鋼板為開槽式削弱形式或打孔式削弱形式。

本發明所述的分階段耗能的可更換耗能元件的鋼結構節點，直線排列在截面削弱鋼板上，小鋼板的通孔與截面削弱鋼板上安裝孔相對應。

本發明所述的分階段耗能的可更換耗能元件的鋼結構節點，所述的摩擦板為鋼板或黃銅板或不銹鋼板或鍍鋅鋼板或者鍍鋁鋼板。

本發明所述的分階段耗能的可更換耗能元件的鋼結構節點，所述的鋼牛腿與H型鋼柱的翼緣之間設有一定間距的空隙；所述的短鋼梁的端頭與T型鋼的翼緣之間設有一定間距的空隙；所述的短鋼梁的腹板與H型鋼柱的翼緣之間設有一定間距的空隙；所述的短鋼梁與H型鋼梁之間設有一定間距的空隙。本發明所述的分階段耗能的可更換鋼結構節點其通過合理設計，可以實現分階段耗能。其分階段耗能模式為：當層間位移角小于0.4%，結構處于彈性階段；當層間位移角達到0.4%，摩擦元件通過鋼牛腿與角鋼之間的滑移摩擦耗能；如果層間位移角繼續增大到1.0%，則防屈曲鋼板元件也在往復拉壓荷載作用下通過自身的拉壓塑性變形參與耗能。

本發明所述的分階段耗能的可更換鋼結構節點，所述的摩擦元件與防屈曲鋼板元件組成為耗能元件，耗能元件發生荷載損傷后可更換。

有益效果

本發明的節點采用摩擦元件和防屈曲鋼板元件分階段耗能，能提供不同地震動作用下結構的耗能需求和破壞模式；