[發(fā)明專(zhuān)利]一種分段式齒狀約束耗能節(jié)點(diǎn)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110458371.4
• 申請(qǐng)日: 2021-04-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113062475A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬寧;王維坤;董旭峰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E04B1/58
• 分類(lèi)號(hào): E04B1/58;E04B1/24;E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專(zhuān)利中心 21200
• 代理人: 溫福雪

本發(fā)明屬于鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種分段式齒狀約束耗能節(jié)點(diǎn)，包括柱、長(zhǎng)梁段、短梁段、耗能段。長(zhǎng)梁段和短梁段由耗能段通過(guò)高強(qiáng)螺栓群連接。耗能段包括翼緣連接件和腹板連接件，依靠耗能板屈服耗散能量，翼緣連接件設(shè)有帶齒狀凸起的約束外套。地震下，結(jié)構(gòu)的塑性變形能控制在耗能段上，同時(shí)由于齒狀約束的存在，又不至于導(dǎo)致耗能段屈曲過(guò)度，引起耗能性能下降，保證了結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)件始終保持彈性。本節(jié)點(diǎn)耗能效果良好，節(jié)點(diǎn)整體尺寸較小，不影響結(jié)構(gòu)空間布局，構(gòu)造也較為簡(jiǎn)單，加工簡(jiǎn)便，震后修復(fù)時(shí)，只需更換耗能段即可使結(jié)構(gòu)恢復(fù)使用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及到鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種分段式齒狀約束耗能節(jié)點(diǎn)。

背景技術(shù)

在裝配式鋼結(jié)構(gòu)的開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、建造及推廣應(yīng)用中，必須對(duì)結(jié)構(gòu)的抗震性能給予足夠重視。裝配式鋼結(jié)構(gòu)的新型節(jié)點(diǎn)、構(gòu)件、部品、體系不斷發(fā)展，從“強(qiáng)柱弱梁”到避免脆性破壞而設(shè)置削弱點(diǎn)，再到許多設(shè)計(jì)者創(chuàng)新地用耗能節(jié)點(diǎn)代替削弱點(diǎn)。

傳統(tǒng)耗能節(jié)點(diǎn)，為了限制耗能裝置的變形而設(shè)置的約束裝置，往往是對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行整體約束，此種約束雖然對(duì)變形的限制效果較好，但是存在以下缺陷：①裝置加工復(fù)雜；②體型較大，占用結(jié)構(gòu)凈空，影響結(jié)構(gòu)中其他部件，如樓板等的構(gòu)造；③由于約束裝置是整體式，往往荷載作用會(huì)分散到約束裝置上而無(wú)法集中于耗能段，從而影響整個(gè)節(jié)點(diǎn)的耗能效果。

在此基礎(chǔ)上也有設(shè)計(jì)者提出了一種分散式的約束裝置，此種裝置雖然降低了裝置難度，解決了荷載作用分散的問(wèn)題，但由于其僅僅是將整體式的裝置進(jìn)行分割處理，會(huì)形成一部分未約束段，此部分的耗能板在受壓過(guò)程中易發(fā)生屈曲，其變形能力大幅降低，從而導(dǎo)致耗能裝置變形過(guò)大，無(wú)法提供良好的耗能效果。

以上技術(shù)缺陷導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)無(wú)法保證較好的耗能效果，同時(shí)存在占用結(jié)構(gòu)凈空、影響結(jié)構(gòu)布局、加工復(fù)雜、限制變形能力較弱和分散荷載作用等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種承載力穩(wěn)定，在具有良好耗能能力的基礎(chǔ)上，節(jié)約結(jié)構(gòu)凈空，不影響結(jié)構(gòu)布局，加工簡(jiǎn)便，限制變形能力較強(qiáng)，不分散荷載作用，且震后可快速修復(fù)的分段式齒狀約束耗能節(jié)點(diǎn)。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種分段式齒狀約束耗能節(jié)點(diǎn)，包括鋼柱1、短梁段2、長(zhǎng)梁段3和耗能段，分段式齒狀約束耗能節(jié)點(diǎn)為兩側(cè)橫向?qū)ΨQ(chēng)結(jié)構(gòu)，中心軸位于長(zhǎng)梁段3處；所述的鋼柱1與短梁段2垂直焊接，長(zhǎng)梁段3和短梁段2通過(guò)耗能段連接；所述的耗能段包括兩套翼緣連接件和兩塊腹板連接板8；所述翼緣連接件一端分別固定于短梁段2端部對(duì)應(yīng)的上下翼緣，另一端分別連接于長(zhǎng)梁段3端部對(duì)應(yīng)的上下翼緣；翼緣連接件包括耗能板7、約束裝置I和約束裝置II；約束裝置I包括兩塊墊板6和外套I4；耗能板7的橫截面為矩形，沿長(zhǎng)度方向厚度不變，寬度具有變化；耗能板7沿長(zhǎng)度方向按照寬度變化依次為耗能板寬段、耗能板次寬段、耗能板窄段、耗能板次寬段和耗能板寬段，耗能板寬段、耗能板次寬段、耗能板窄段依次變窄，整體呈兩側(cè)橫向?qū)ΨQ(chēng)；約束裝置II包括兩塊墊板6和外套II5；墊板6的橫截面為矩形，沿長(zhǎng)度方向的厚度不變，四塊分別對(duì)稱(chēng)固定在短梁段2和長(zhǎng)梁段3上，處于耗能板7的耗能板次寬段和耗能板窄段處，用于支撐外套I4和外套II5；墊板6的厚度比耗能板7厚；兩塊腹板連接板8一端分別固定于短梁段2端部腹板前側(cè)面板和后側(cè)面板，另一端與長(zhǎng)梁段3端部腹板連接；外套I4和外套II5橫截面為矩形，沿長(zhǎng)度方向厚度不變，其安裝于在墊板6上；外套I4和外套II5覆蓋耗能板7耗能板次寬段和耗能板窄段，其邊緣與長(zhǎng)梁段3和短梁段2對(duì)齊。

所述外套I4和外套II5的相向端分別設(shè)置偶數(shù)個(gè)和奇數(shù)個(gè)齒狀凸起，齒狀凸起沿端部橫截面對(duì)稱(chēng)布置；所述的齒狀凸起，橫截面為矩形，在外套寬度方向上設(shè)置齒狀凸起的范圍大于耗能板窄段的寬度，并且外套I4和外套II5上與耗能板窄段一致寬度范圍內(nèi)的齒狀凸起總數(shù)不少于3個(gè)。

所述耗能板寬段和耗能板次寬段之間、耗能板次寬段和耗能板窄段之間都通過(guò)圓弧過(guò)渡；耗能板寬段寬度為長(zhǎng)梁段3和短梁段2中寬度較小者的寬度減去10mm。