[發明專利]轉動中心在腹板的裝配式自復位摩擦耗能鋼框架梁柱節點

有效

• 申請號: 202210010898.5
• 申請日: 2022-01-05
• 公開（公告）號: CN114607043B
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: 葉全喜;張云;王綜軼;賈云龍;張欽
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: E04B1/24
• 分類號: E04B1/24;E04B1/58;E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務所 11430
• 代理人: 朱偉軍;耿慧敏

本申請公開了一種轉動中心在腹板的裝配式自復位摩擦耗能鋼框架梁柱節點，涉及土木工程抗震結構技術領域。適合在梁柱節點中使用，且具有變形量大、轉動過程不易卡頓且組裝便捷的優點。該節點包括帶牛腿梁的柱子、工字鋼梁、轉動式摩擦耗能結構和預壓彈簧復位結構；帶牛腿梁的柱子包括鋼柱和工字鋼牛腿梁；工字鋼牛腿梁的第一端設有第一豎向封板；工字鋼梁的腹板的第一端設有上弧形孔、圓孔和下弧形孔，上弧形孔與下弧形孔相對于圓孔對稱設置；剪切板上設有三個剪切板連接孔；摩擦板上設有三個摩擦板連接孔；摩擦板通過環槽鉚釘與剪切板和工字鋼梁的腹板連接；預壓彈簧復位結構能夠在工字鋼梁轉動后為工字鋼梁提供回復力。

技術領域

本申請涉及土木工程抗震結構技術領域，尤其涉及一種轉動中心在腹板的裝配式自復位摩擦耗能鋼框架梁柱節點。

背景技術

裝配式鋼結構是一種符合全壽命周期綠色建筑的新型結構形式，能夠最大限度地節約資源、降低能耗、保護環境和減少污染。但目前裝配式鋼結構仍以防倒塌為主，通過鋼框架梁端形成塑性鉸、發生較大的屈曲變形耗散地震能量。這種以破壞結構主體來耗能的抗震方式會使結構震后產生不可逆的較大殘余變形，結構在后續余震中的抗震性能很難保證、震后的修復工作也非常困難。

為了解決上述技術問題，具有復位、耗能功能的新型結構應運而生，該結構通過主體外的附屬部分(復位材料、附加耗能構件)提供結構剛度、回復力及耗能能力，可實現震中結構主體無損傷、震后結構無殘余變形，快速恢復其使用功能的設計目標。裝配式自復位耗能鋼節點就是其中一種新型的構造形式。其基于可修復設計思想，通過引入復位材料及耗能裝置對傳統鋼節點進行構造創新。

目前，復位材料使用最多的是預應力鋼索、形狀記憶合金等。其中，預應力鋼索的缺點是：施加預應力的過程非常復雜、索體的變性能力有限，施加預應力后其變形能力進一步受損，并且預應力損失無法避免，若后續對索體補充施加預應力，其施工過程也極為困難。形狀記憶合金的缺點是：造價較高，并且其力學性能受溫度影響較大。至于耗能構件，目前多采用高強螺栓連接的摩擦耗能器的形式，利用鋼板與黃銅板的摩擦來提供耗能能力，由于這種摩擦耗能器的變形均為沿鋼板長槽口的軸向變形，因此當其用于轉動變形為主的梁柱節點時，螺栓桿與孔壁之間會發生卡頓，影響裝置的正常功能運行。

發明內容

為了解決上述技術問題，本申請的實施例提供一種轉動中心在腹板的裝配式自復位摩擦耗能鋼框架梁柱節點，摩擦耗能組件采用轉動式變形模式的結構，適合在梁柱節點中使用，且具有變形量大、轉動過程不易卡頓且組裝便捷的優點。

為了達到上述目的，本申請的實施例提供了一種轉動中心在腹板的裝配式自復位摩擦耗能鋼框架梁柱節點，包括帶牛腿梁的柱子、工字鋼梁、轉動式摩擦耗能結構和預壓彈簧復位結構；所述帶牛腿梁的柱子包括鋼柱和工字鋼牛腿梁；所述工字鋼牛腿梁的第一端設有第一豎向封板；所述轉動式摩擦耗能結構包括兩個剪切板、兩個摩擦板和環槽鉚釘；兩個所述剪切板相互平行且均垂直連接在所述第一豎向封板上，兩個所述摩擦板分別位于對應的所述剪切板與所述工字鋼梁的腹板之間，所述工字鋼梁的腹板的第一端設有工字鋼梁連接孔，所述工字鋼梁連接孔包括上弧形孔、圓孔和下弧形孔，所述上弧形孔與下弧形孔相對于所述圓孔對稱設置，且所述上弧形孔與下弧形孔的中心線的圓心均與所述圓孔的圓心重合；所述剪切板上設有三個剪切板連接孔；所述摩擦板上設有三個摩擦板連接孔；所述摩擦板通過所述環槽鉚釘與所述剪切板與所述工字鋼梁的腹板連接；所述預壓彈簧復位結構能夠在所述工字鋼梁轉動后為所述工字鋼梁提供回復力。