CN102041902B - 梁柱节点区的抗震加固装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种梁柱节点区的抗震加固装置，梁柱节点区的每段第一横梁(1)的两个侧壁和一个底面上均固定有一块第一钢板(2.1)，梁柱节点区的每段第二横梁(3)的两个侧壁和一个底面上均固定有一块第二钢板(2.2)，梁柱节点区的每段立柱(4)的四个侧壁上固定有一块第三钢板(2.3)，梁柱节点区的楼板(5)的顶面固定有一块第四钢板，梁柱节点区的楼板(5)的底面固定有一块第五钢板(2.5)；上述钢板(2)中，每两块相邻且垂直的钢板(2)相互焊接。该梁柱节点区的抗震加固装置承载力和抗形变的能力均理想。

Description

梁柱节点区的抗震加固装置

技术领域

本发明涉及一种土木工程结构，具体讲是一种梁柱节点区的抗震加固装置。

背景技术

近年来，地震灾害的发生越来越频繁，给人类社会带来巨大的生命财产损失和精神伤害。为了减缓地震带来的伤害，在地震前，人们需要对地震多发地带的建筑物的梁柱节点进行加固处理；而在地震后，人们同样需要对中度损伤的建筑物的梁柱节点进行加固处理以修补损伤，使得建筑物能继续使用且保证结构安全，避免拆卸后又重建造成的不必要的浪费。

建筑行业内将建筑物的立柱与横梁结合的部位称为梁柱节点，每个梁柱节点具体是指，两两相互垂直的一根立柱、一根第一横梁和一根第二横梁三者的相交重合部，第一横梁和第二横梁的顶面高度一致，两横梁的顶面设有一层楼板。而梁柱节点区是指立柱、第一横梁和第二横梁三者的相交重合部及附近位置，附近位置是指重合部上方的一段立柱、重合部下方的一段立柱、重合部一侧的一段第一横梁、重合部另一侧的一段第一横梁、重合部一侧的一段第二横梁、重合部另一侧的一段第二横梁和重合部上方一定面积的楼板，所述的一定面积是指立柱横截面面积的五倍到十倍。行业内人员习惯将截面的高度较大的第一横梁称为主横梁；截面的高度较小的第二横梁称为次横梁。

建筑行业内人员一般采用在两个梁柱节点区之间安装带阻尼器的的钢支撑的方法对建筑结构进行加固。阻尼器包括一个缸体，和一个滑配合在缸体内的活塞，活塞两端固定有两活塞杆，两活塞杆套合在缸体两端的通孔内，活塞上贯穿有若干个通孔，缸体内充满油液。地震时，建筑物受到的震动从梁柱节点区传递给两活塞杆，使得活塞杆带动活塞在缸体内往复运动，此时活塞的通孔的孔壁与油液摩擦，将振动能转化为热能，而热能发散到空气中，这样，使得震动能越来越弱，起到减震的效果。

实施上述方法的梁柱节点区的抗震加固装置结构一般如下：它包括固定在梁柱节点区的一根立柱的侧壁上的一块钢板和固定在梁柱节点的一根横梁的底面上的一块钢板，上述两钢板相连且垂直，上述两块钢板上固定有一个耳板；它还包括一个带水平向设置的阻尼器的钢支撑，钢支撑固定在该梁柱节点区和相邻的另一个梁柱节点区之间，而阻尼器的一端与耳板固定，阻尼器的另一端与钢支撑固定。

但以上现有技术的梁柱节点区的抗震加固装置存在以下缺陷：由于梁柱节点区的结构复杂，该加固装置对梁柱节点区的约束和支撑不够，使得梁柱节点区的承载力和抗形变的能力(即刚度)均不足，存在建筑物坍塌的隐患；其次，梁柱节点区的受力情况也较复杂，往往要承载压力、剪力、弯矩等，但由于阻尼器和耳板固定连接，阻尼器仅能减缓与该阻尼器轴向方向一致的压力，而承载剪力和弯矩的能力较差，这样阻尼器与梁柱节点区的连接处容易被破坏，使得整个抗震加固装置失效，甚至导致房屋坍塌。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种承载力和抗形变的能力均理想的梁柱节点区的抗震加固装置。

本发明的技术解决方案是，提供一种具有以下结构的梁柱节点区的抗震加固装置，梁柱节点区的每段第一横梁的两个侧壁和一个底面上均固定有一块第一钢板，梁柱节点区的每段第二横梁的两个侧壁和一个底面上均固定有一块第二钢板，梁柱节点区的每段立柱的四个侧壁上固定有一块第三钢板，梁柱节点区的楼板的顶面固定有一块第四钢板，梁柱节点区的楼板的底面固定有一块第五钢板；上述钢板中，每两块相邻且垂直的钢板相互焊接。

第四钢板和第五钢板通过贯穿楼板的双头螺柱螺接。

梁柱节点区的每段第一横梁的两个侧壁上的两块第一钢板均通过贯穿第一横梁的双头螺柱螺接；梁柱节点区的每段第二横梁的两个侧壁上的两块第二钢板均通过贯穿第二横梁的双头螺柱螺接。

梁柱节点区的上段立柱的四个侧壁中的每两个相对的侧壁上的两块第三钢板通过贯穿立柱的双头螺柱螺接；梁柱节点区的下段立柱的四个侧壁中的每两个相对的侧壁上的两块第三钢板通过贯穿立柱的双头螺柱螺接。

一块第五钢板包括四块第一小钢板，每块第一小钢板和与它相邻且垂直的一段第一横梁的一个侧壁上的第一钢板、一段第二横梁的一个侧壁上的第二钢板、梁柱节点区的下段立柱的两个侧壁上的第三钢板焊接。

一块第四钢板包括四块第二小钢板，每块第二小钢板和与它相邻且垂直的梁柱节点区的上段立柱的两个侧壁上的第三钢板焊接。

梁柱节点区的一根横梁的一个底面上的钢板和立柱上与该底面相邻且垂直的一个侧壁上的第三钢板上共同固定有一个耳板，梁柱节点的抗震加固装置还包括一个带阻尼器且固定在该梁柱节点区和相邻的另一个梁柱节点区之间的钢支撑，阻尼器的一端与钢支撑固定，阻尼器的另一端与耳板铰接。

采用以上结构后，本发明梁柱节点区的抗震加固装置与现有技术相比，具有以下优点：

由于每根横梁、立柱和楼板外均固定有一块钢板，且每块钢板和与该钢板垂直且相邻的钢板相互焊接，这样，就对梁柱节点区形成了空间立体的束缚和支持，极大程度上增强了梁柱节点区的承载力和抗形变的能力，降低了建筑物坍塌的隐患。

又由于第四钢板和第五钢板通过贯穿楼板的双头螺柱螺接，这样，楼板上方的约束和楼板下方的约束连接固定形成了一个整体的约束，进一步加强了梁柱节点区的强度和承载力。

再由于每段横梁的两个侧壁上的两块钢板均通过贯穿横梁的双头螺柱螺接，这样，横梁侧壁上的钢板不仅和与其相邻且垂直的钢板焊接，还和与它相对的钢板螺接，故又进一步增强了梁柱节点区特别是横梁部分的承载力和抗形变的能力。

又再由于每段立柱的四个侧壁中的每两个相对的侧壁上的钢板通过贯穿立柱的双头螺柱螺接，这样，立柱侧壁上的钢板不仅和与其相邻且垂直的钢板焊接，还和与它相对的钢板螺接，故更进一步增强了梁柱节点区特别是立柱部分的承载力和抗形变的能力。

还由于梁柱节点区耳板和阻尼器采用铰接的连接方式，即阻尼器与耳板铰接，消除了梁柱节点处的剪力和弯矩对阻尼器的影响，避免了由于阻尼器与耳板的连接被剪力和弯矩破坏而导致加固装置失效，进一步降低了建筑物坍塌的隐患。

附图说明

图1是本发明梁柱节点区的抗震加固装置未安装钢支撑时的大致为仰视的结构示意图。

图2是本发明梁柱节点区的抗震加固装置的俯视结构示意图。

图3是本发明本梁柱节点区的抗震加固装置的正视结构示意图。

图中所示1、第一横梁，2、钢板，2.1、第一钢板，2.2、第二钢板，2.3、第三钢板，2.4、第四钢板，2.41、第二小钢板，2.5、第五钢板，2.51、第一小钢板，3、第二横梁，4、立柱，5、楼板，6、耳板，7、钢支撑，8、阻尼器，9、焊缝，10、双头螺柱。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

如图1、图2、图3所示，本发明梁柱节点区的抗震加固装置，其结构如下：梁柱节点区的每段第一横梁1的两个侧壁和一个底面上均固定有一块第一钢板2.1，即重合部一侧的一段第一横梁1的两个侧壁和一个底面上均固定有一块第一钢板2.1，重合部另一侧的另一段第一横梁1的两个侧壁和一个底面上均固定有一块第一钢板2.1。每段第一横梁1的两个侧壁上的两块第一钢板2.1均通过贯穿第一横梁1的双头螺柱10螺接，而每段第一横梁1的底面上的第一钢板2.1通过螺钉固定。梁柱节点区的每段第二横梁3的两个侧壁和一个底面上均固定有一块第二钢板2.2，即重合部一侧的一段第二横梁3的两个侧壁和一个底面上均固定有一块第二钢板2.2，重合部另一侧的另一段第二横梁3的两个侧壁和一个底面上均固定有一块第二钢板2.2。每段第二横梁3的两个侧壁上的两块第二钢板2.2均通过贯穿第二横梁3的双头螺柱10螺接，而每段第二横梁3的底面上的第二钢板2.2通过螺钉固定。梁柱节点区的每段立柱4的四个侧壁上固定有一块第三钢板2.3，即重合部上方的一段立柱4的四个侧壁上固定有一块第三钢板2.3，重合部下方的一段立柱4的四个侧壁上固定有一块第三钢板2.3。上段立柱4的四个侧壁中的每两个相对的侧壁上的两块第三钢板2.3通过贯穿立柱4的双头螺柱10螺接；下段立柱4的四个侧壁中的每两个相对的侧壁上的两块第三钢板2.3通过贯穿立柱4的双头螺柱10螺接。梁柱节点区的楼板5的顶面固定有一块第四钢板2.4，梁柱节点区的楼板5的底面固定有一块第五钢板2.5；第四钢板2.4和第五钢板2.5通过贯穿楼板5的双头螺柱10螺接。上述钢板2中，每两块相邻且垂直的钢板2相互焊接。

一块第五钢板2.5包括四块第一小钢板2.51，每块第一小钢板2.51和与它相邻且垂直的一段第一横梁1的一个侧壁上的第一钢板2.1、一段第二横梁3的一个侧壁上的第二钢板2.2、梁柱节点区的下段立柱4的两个侧壁上的第三钢板2.3焊接。

一块第四钢板2.4包括四块第二小钢板2.41，每块第二小钢板2.41和与它相邻且垂直的梁柱节点区的上段立柱4的两个侧壁上的第三钢板2.3焊接。

第四钢板2.4和第五钢板2.5通过贯穿楼板5的双头螺柱10螺接，具体来说，每块第二小钢板2.41与其正下方的第一小钢板2.51通过贯穿楼板5的双头螺柱10的螺接。

梁柱节点区的一根横梁(第一横梁1或第二横梁3)的一个底面上的钢板2和立柱4上与该底面相邻且垂直的一个侧壁上的第三钢板2.3上共同固定有一个耳板6，所述的固定是指焊接。梁柱节点的抗震加固装置还包括一个带阻尼器8且固定在该梁柱节点区和相邻的另一个梁柱节点区之间的钢支撑7，阻尼器8的一端与钢支撑7固定，阻尼器8的另一端与耳板6铰接。具体来说，就是阻尼器8的靠近耳板6一端的活塞杆与耳板6铰接。

构建该梁柱节点区的抗震加固装置的具体步骤为：

a、在每段横梁的侧壁上打贯穿横梁的供双头螺柱10穿过的通孔，在横梁底面打用于安装螺钉的盲孔；在每段立柱4的侧壁上打贯穿立柱4的供双头螺柱10穿过的通孔；在楼板5上打贯通楼板5的供双头螺柱10穿过的通孔；

b、将各块钢板2固定在横梁、立柱4和楼板5上，具体来说：将横梁侧壁两两相对的钢板2用双头螺柱10固定，将横梁底面的钢板2用螺钉固定；将立柱4四个侧壁两两相对的钢板2用双头螺柱10固定；将楼板5上、下的钢板2用双头螺柱10固定；

c、将相邻且垂直的每两块钢板2焊接，使得两相邻且垂直的钢板2之间形成焊缝9；

d、在一段横梁的底面和与该底面垂直且相邻的立柱4的侧壁上焊接一块耳板6；

e、在两个相邻的梁柱节点区之间固定一个钢支撑7，并将钢支撑7上的阻尼器8靠近耳板6的活塞杆铰接在耳板6上。

Claims (6)

1.一种梁柱节点区的抗震加固装置，其特征在于：梁柱节点区的每段第一横梁(1)的两个侧壁和一个底面上均固定有一块第一钢板(2.1)，梁柱节点区的每段第二横梁(3)的两个侧壁和一个底面上均固定有一块第二钢板(2.2)，梁柱节点区的每段立柱(4)的四个侧壁上固定有一块第三钢板(2.3)，梁柱节点区的楼板(5)的顶面固定有一块第四钢板(2.4)，梁柱节点区的楼板(5)的底面固定有一块第五钢板(2.5)，第四钢板(2.4)和第五钢板(2.5)通过贯穿楼板(5)的双头螺柱(10)螺接；上述钢板(2)中，每两块相邻且垂直的钢板(2)相互焊接。

2.根据权利要求1所述的梁柱节点区的抗震加固装置，其特征在于：梁柱节点区的每段第一横梁(1)的两个侧壁上的两块第一钢板(2.1)均通过贯穿第一横梁(1)的双头螺柱(10)螺接；梁柱节点区的每段第二横梁(3)的两个侧壁上的两块第二钢板(2.2)均通过贯穿第二横梁(3)的双头螺柱(10)螺接。

3.根据权利要求1所述的梁柱节点区的抗震加固装置，其特征在于：梁柱节点区的上段立柱(4)的四个侧壁中的每两个相对的侧壁上的两块第三钢板(2.3)通过贯穿立柱(4)的双头螺柱(10)螺接；梁柱节点区的下段立柱(4)的四个侧壁中的每两个相对的侧壁上的两块第三钢板(2.3)通过贯穿立柱(4)的双头螺柱(10)螺接。

4.根据权利要求1所述的梁柱节点区的抗震加固装置，其特征在于：一块第五钢板(2.5)包括四块第一小钢板(2.51)，每块第一小钢板(2.51)和与它相邻且垂直的一段第一横梁(1)的一个侧壁上的第一钢板(2.1)、一段第二横梁(3)的一个侧壁上的第二钢板(2.2)、梁柱节点区的下段立柱(4)的两个侧壁上的第三钢板(2.3)焊接。

5.根据权利要求1所述的梁柱节点区的抗震加固装置，其特征在于：一块第四钢板(2.4)包括四块第二小钢板(2.41)，每块第二小钢板(2.41)和与它相邻且垂直的梁柱节点区的上段立柱(4)的两个侧壁上的第三钢板(2.3)焊接。

6.根据权利要求1所述的梁柱节点区的抗震加固装置，其特征在于：梁柱节点区的一根横梁的一个底面上的钢板(2)和立柱(4)上与该底面相邻且垂直的一个侧壁上的第三钢板(2.3)上共同固定有一个耳板(6)，梁柱节点的抗震加固装置还包括一个带阻尼器(8)且固定在该梁柱节点区和相邻的另一个梁柱节点区之间的钢支撑(7)，阻尼器(8)的一端与钢支撑(7)固定，阻尼器(8)的另一端与耳板(6)铰接。

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