CN101691788A - 一种软钢-铅组合剪切耗能节点 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种软钢-铅组合剪切耗能节点，可应用于建筑结构减震控制。本发明将两个钢梁的翼缘通过软钢连接板固定连接，并且在两个钢梁之间布置了耗能铅盒，耗能铅盒由摩擦板(4)、盖板(8)、围板(9)和上下围板(10)共同围成，在耗能铅盒内浇灌有铅，这样可以充分利用了铅剪切变形耗能和软钢屈服耗能两种耗能机制，耗能得到显著提高。

Description

一种软钢-铅组合剪切耗能节点

技术领域：

本发明涉及一种软钢-铅组合剪切耗能节点，可应用于建筑结构减震控制。

背景技术：

目前建筑钢结构节点主要采用软钢板连接，普通软钢节点可以满足抗侧刚度要求，在受力中支撑拉力和压力，但是软钢连接板在大震时在支撑压力增大和错动变形增大的过程中易失稳，这就使得节点不能充分发挥自身作用，耗能能力差。

发明内容：

本发明提出了一种软钢-铅组合剪切耗能节点，该节点可以提高钢结构节点的抗震耗能能力。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：本节点包括右H型钢梁1、左H型钢梁2、软钢连接板3，右H型钢梁1和左H型钢梁2的翼缘分别通过软钢连接板固定连接。此外还包括相对于腹板对称布置的前后两个结构相同的铅耗能装置，所述的其中一个铅耗能装置包括设置在左H型钢梁2右端部的铅盒和设置在右H型钢梁1左端部的铅盒，所述的左H型钢梁2右端部的铅盒包括摩擦板4、左盖板8、围板9和上下围板10，左H型钢梁2的腹板向右延伸出，延伸出的一段腹板的形状为梯形，摩擦板4与延伸出的腹板的形状相适应并且垂直焊接在延伸腹板上，围板9焊接在摩擦板4上并且与腹板平行，左盖板8焊接在腹板和围板9之间并且与二者均垂直，上下围板10焊接在左盖板8和摩擦板4之间，左盖板8、上下围板10、围板9、摩擦板4和腹板共同围成一个铅盒，在左盖板8上设置有用于向铅盒内灌注铅的灌注孔12；右H型钢梁1左端部的铅盒中的盖板上没有设置灌铅孔，其它结构与左H型钢梁2右端部的铅盒结构完全相同；右H型钢梁1端部的铅盒中的摩擦板与左H型钢梁2端部的铅盒中的摩擦板紧密接触，并且在两个摩擦板的相同位置均开有通孔，使两个铅盒相连通。

与现有节点相比，本发明具有以下优点：本结构使在节点多向受力的情况下，铅先屈服承担大部分剪力铅屈服后基本进入塑性状态，可以吸收大量地震输入到结构中的能量；在H型钢梁之间错动变形增大情况下，软钢连接板逐渐屈服，与铅盒共同承担剪力这就形成了双重保障，即钢板屈服耗能+铅剪切变形耗能，这样就减小了铅盒的错动变形，提高了安全性。

附图说明：

图1：图2中的A-A软钢-铅盒剪切耗能节点俯视图

图2：图1中的B-B剖面图

图3：左H型钢梁、右H型钢梁的构造图

图4：图2中的C-C铅盒剖面图

图5：图2中的D-D铅盒开孔示意图

图中：1-右H型钢梁，2-左H型钢梁，3-连接板，4-摩擦板，5-加劲板，6-铅，7-铅盒右盖板，8-铅盒左盖板，9-D1铅盒围板，10-铅盒上下围板，11-螺栓，12-灌装孔。

具体实施说明：

下面结合实例对本发明进行进一步说明：

如图2所示，该节点包括右H型钢梁1、左H型钢梁2、软钢连接板3，右H型钢梁1和左H型钢梁2的翼缘分别通过软钢连接板固定连接。在右H型钢梁1和左H型钢梁2之间布置有铅耗能装置。铅耗能装置相对于腹板对称布置前后两个，其结构完全相同，下面以其中一个为例对其进行详细说明。其中一个铅耗能装置包括设置在左H型钢梁2右端部的铅盒和设置在右H型钢梁1左端部的铅盒，另个铅盒的具体结构及连接关系如下：在右H型钢梁1和左H型钢梁2相互靠近的一端各伸出一段腹板，伸出的一段腹板做成梯形形状，梯形短边相近不相接触，如图3所示。在右H型钢梁1、左H型钢梁2伸出的一段梯形腹板的底部，垂直于腹板和翼缘方向分别焊接铅盒右盖板7和铅盒左盖板8。在垂直于腹板和铅盒右盖板7方向上焊接铅盒上下围板10。在垂直于腹板和铅盒左盖板8方向上焊接铅盒上下围板10。在平行于腹板并垂直于铅盒右盖板7铅盒左盖板8和铅盒上下围板10方向分别焊接铅盒围板9。垂直于右H型钢梁1左H型钢梁2腹板方向，沿着伸出的梯形腹板边分别焊接摩擦板4(摩擦板4也做成梯形形状，这样保证在时间变形过程中摩擦板不与连接板接触)。摩擦板4同时和腹板两侧的铅盒上下围板10，铅盒围板9相焊接。左盖板8、上下围板10、围板9、摩擦板4和腹板共同围成左H型钢梁2端部的铅盒，右盖板7、上下围板10、围板9、摩擦板4和腹板共同围成右H型钢梁1端部的铅盒。右H型钢梁1端部的铅盒中的摩擦板与左H型钢梁2端部的铅盒中的摩擦板紧密接触，并且在两个摩擦板的相同位置均开有方形通孔，使两个铅盒相连通，铅盒的剖视图如4、图5所示。左盖板8上开有灌铅孔12，通过灌铅孔12向铅盒内灌铅6，后用盖板焊接封孔，铅6通过摩擦板中部的方形通孔流入到右H型钢梁1端部的铅盒内。连接板3在H型钢梁上下位置通过螺栓11分别与左右H钢梁相连接，然后围焊。

本实施例中的软钢-铅组合剪切耗能节点可以按如下方法进行制作：

1)在右H型钢梁1，左H型钢梁2翼缘上预留螺栓孔洞，在连接板3上预留与H型钢梁相同的螺栓孔洞。

2)将右H型钢梁1和左H型钢梁2相互靠近的一端各伸出一段腹板，伸出的一段腹板做成梯形形状，梯形短边相近不相接触，如图3所示。

3)在右H型钢梁1，左H型钢梁2腹板的同一侧：伸出的一段梯形腹板的底部，垂直于腹板和翼缘方向分别焊接铅盒右盖板7和铅盒左盖板8，焊接位置如图2所示。盖板8上开圆形灌装孔12，如图5所示。在垂直于腹板和铅盒右盖板7方向上焊接铅盒上下围板10。在垂直于腹板和铅盒左盖板8方向上焊接铅盒上下围板10。在平行于腹板并垂直于铅盒右盖板7铅盒左盖板8和铅盒上下围板10方向分别焊接D1铅盒围板9。腹板两侧对称布置，如图4所示。

4)垂直于右H型钢梁1左H型钢梁2腹板方向，沿着伸出的梯形腹板边分别焊接摩擦板4，摩擦板4同时和腹板两侧的铅盒上下围板10，D1铅盒围板9相焊接，如图2所示。摩擦板4相接触面要平整光滑，可以使铅产生错动变形而不漏铅。

5)在腹板一侧垂直于腹板和铅盒盖板7方向焊接加劲板5，在腹板同侧垂直于腹板和铅盒盖板8焊接加劲板5，加劲板沿腹板对称布置。

6)将H型钢梁1、2对齐，摩擦板4接触面贴紧。连接板选用低屈服点碳素结构钢，用螺栓11将连接板3与H型钢梁1、2连接牢固，后用焊接方式将连接板3焊牢在H型钢梁1、2上，如图1所示。

7)从灌装孔12灌装铅6，后用盖板焊接封孔，如图5所示。

Claims (1)

1.一种软钢-铅组合剪切耗能节点，包括右H型钢梁(1)、左H型钢梁(2)、软钢连接板(3)，右H型钢梁(1)和左H型钢梁(2)的翼缘分别通过软钢连接板固定连接，其特征在于：还包括相对于腹板对称布置的前后两个结构相同的铅耗能装置，所述的其中一个铅耗能装置包括设置在左H型钢梁(2)右端部的铅盒和设置在右H型钢梁(1)左端部的铅盒，所述的左H型钢梁(2)右端部的铅盒包括摩擦板(4)、左盖板(8)、围板(9)和上下围板(10)，左H型钢梁(2)的腹板向右延伸出，延伸出的一段腹板的形状为梯形，摩擦板(4)与延伸出的腹板的形状相适应并且垂直焊接在延伸腹板上，围板(9焊接在摩擦板(4)上并且与腹板平行，左盖板(8)焊接在腹板和围板(9之间并且与二者均垂直，上下围板(10)焊接在左盖板(8)和摩擦板(4)之间，左盖板(8)、上下围板(10)、围板(9)、摩擦板(4)和腹板共同围成一个铅盒，在左盖板(8)上设置有用于向铅盒内灌注铅的灌注孔(12)；右H型钢梁(1)左端部的铅盒中的盖板上没有设置灌铅孔，其它结构与左H型钢梁(2)右端部的铅盒结构完全相同；右H型钢梁(1)端部的铅盒中的摩擦板与左H型钢梁(2)端部的铅盒中的摩擦板紧密接触，并且在两个摩擦板的相同位置均开有通孔，使两个铅盒相连通。

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