CN105178435B - 一种减震式钢结构节点构件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种减震式钢结构节点构件，属于钢结构技术领域，包括钢柱、槽钢、垫板、连接板和桁架弦杆，槽钢的一端与钢柱连接，另一端与桁架弦杆连接，其特征在于：槽钢依次贯穿垫板和连接板，垫板和连接板通过螺栓连接，螺栓上套有弹簧，垫板与钢柱通过拉簧连接，槽钢上套有圆环，圆环上设置有拉绳，圆环通过拉绳与钢柱连接，连接板与桁架弦杆之间设置有弹簧柱，弹簧柱一端与连接板连接，另一端与桁架弦杆连接，螺栓与连接板之间设置有“L”型连接条，“L”型连接条一端与螺栓连接，另一端与连接板连接，槽钢上连接有螺旋加强筋。本发明具有良好的减震性，能够有效保护螺栓，从而延长整个节点构件的使用寿命。

Description

一种减震式钢结构节点构件

技术领域

本发明涉及到钢结构技术领域，尤其涉及一种减震式钢结构节点构件。

背景技术

现代建筑物中，经常会用到钢结构。钢结构与其它建设相比，在使用中、设计、施工及综合经济方面都具有优势，造价低，可随时移动。具体表现在：钢结构住宅比传统建筑能更好的满足建筑上大开间灵活分隔的要求，并可通过减少柱的截面面积和使用轻质墙板，提高面积使用率，户内有效使用面积提高约6%。节能效果好，墙体采用轻型节能标准化的C型钢、方钢、夹芯板，保温性能好，抗震度好，节能50%。将钢结构体系用于住宅建筑可充分发挥钢结构的延性、其塑性变形能力强，具有优良的抗震抗风性能，大大提高了住宅的安全可靠性。尤其在遭遇地震、台风灾害的情况下，钢结构能够避免建筑物的倒塌性破坏。建筑总重轻，钢结构住宅体系自重轻，约为混凝土结构的一半，可以大大减少基础造价。环保效果好，钢结构住宅施工时大大减少了砂、石、灰的用量，所用的材料在建筑物拆除时，大部分材料可以再用或降解，不会造成垃圾。符合住宅产业化和可持续发展的要求，钢结构适宜工厂大批量生产，工业化程度高，并且能将节能、防水、隔热、门窗等先进成品集合于一体，成套应用，将设计、生产、施工一体化，提高建设产业的水平。建设中通常会用到钢筋混凝土，钢结构与普通钢筋混凝土结构相比，其匀质、高强、施工速度快、抗震性好和回收率高等优越性，钢比砖石和砼的强度和弹性模量要高出很多倍，因此在荷载相同的条件下，钢构件的质量轻。从被破坏方面看，钢结构是在事先有较大变形预兆，属于延性破坏结构，能够预先发现危险，从而避免；钢结构既有优点，也有缺点。钢结构材料强度高，自身重量轻，与混凝土和木材相比，其密度与屈服强度的比值相对较低，因而在同样受力条件下钢结构的构件截面小，自重轻，便于运输和安装，适于跨度大，高度高，承载重的结构。钢材韧性，塑性好，材质均匀，结构可靠性高，适于承受冲击和动力荷载，具有良好的抗震性能。钢结构制造安装机械化程度高，钢结构构件便于在工厂制造、工地拼装。工厂机械化制造钢结构构件成品精度高、生产效率高、工地拼装速度快、工期短。

钢结构是工业化程度最高的一种结构，钢结构密封性能好，由于焊接结构可以做到完全密封，可以作成气密性，水密性均很好的高压容器，大型油池，压力管道等；钢结构因其固有的优点，现在的厂房也大多采用钢结构完成。厂房钢结构中会出现大量的节点，节点处需要通过节点装置进行连接，节点装置的好坏直接会影响整个厂房结构的抗震性能。公开号为CN 201850654U，公开日为2011年06月01日的中国专利文献公开了一种钢结构节点装置，包括钢柱、桁架上弦杆、桁架下弦杆、槽钢、内隔板、封头板、连接板、垂直加劲肋、高强度螺栓，其特征在于：在所述的钢柱与桁架相连处通过焊接连接两段槽钢，槽钢上设置有高强度螺栓孔；在桁架的上弦杆和下弦杆端部内侧均焊接内隔板，在每块内隔板边缘焊接封头板；在封头板下部焊接与槽钢相匹配的连接板，在连接板上预留与槽钢相同的高强度螺栓孔；在连接板与封头板两侧焊接与槽钢相匹配的垂直加劲肋；通过高强度螺栓将槽钢与连接板连接。

该专利文献公开的节点装置，虽然通过增设内隔板和垂直加劲肋使得桁架截面局部增强，但是由于结构设计不合理，整个节点装置与钢柱形成一个刚性连接，当地震强度较高时，螺栓容易折断，导致整个节点装置与钢柱脱节，安全性较差。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种减震式钢结构节点构件，本发明具有良好的减震性，能够有效保护螺栓，从而延长整个节点构件的使用寿命。

本发明采用的技术方案为：

一种减震式钢结构节点构件，包括钢柱、槽钢、垫板、连接板和桁架弦杆，槽钢的一端与钢柱连接，另一端与桁架弦杆连接，其特征在于：所述槽钢依次贯穿垫板和连接板，垫板和连接板通过螺栓连接，所述螺栓上套有弹簧，所述垫板与钢柱通过拉簧连接，所述槽钢上套有圆环，圆环上设置有拉绳，所述圆环通过拉绳与钢柱连接，所述连接板与桁架弦杆之间设置有弹簧柱，所述弹簧柱一端与连接板连接，另一端与桁架弦杆连接，所述螺栓与连接板之间设置有“L”型连接条，“L”型连接条一端与螺栓连接，另一端与连接板连接，所述槽钢上连接有螺旋加强筋。

所述槽钢上开有凹槽，凹槽内嵌有橡胶块。

所述拉簧与槽钢之间设置有倒“U”型连接片，倒“U”型连接片的开口端与槽钢连接，闭合端与拉簧连接。

所述螺栓为两根，分别位于槽钢一侧和另一侧，一根螺栓连接垫板和连接板的上端，另一根螺栓连接垫板和连接板的下端。

所述槽钢上套有外护套。

所述螺栓与槽钢之间设置有支撑杆，支撑杆依次由第一连杆、压簧和第二连杆连接而成，第一连杆与螺栓连接，第二连杆与槽钢连接。

所述支撑杆为两根，两根支撑杆分别位于螺栓的两端。

本发明的有益效果主要表现在以下几个方面：

一、本发明，槽钢依次贯穿垫板和连接板，垫板和连接板通过螺栓连接，螺栓上套有弹簧，垫板与钢柱通过拉簧连接，具有一定的缓冲作用，提高了槽钢的剪力，当地震强度较高时，螺栓受到的力就会通过拉簧的弹力有效转移释放，从而减小螺栓的受力，保护螺栓不受损伤；

槽钢上套有圆环，圆环上设置有拉绳，圆环通过拉绳与钢柱连接，进一步提高了槽钢的剪力，从而有效保障螺栓强度；连接板与桁架弦杆之间设置有弹簧柱，弹簧柱一端与连接板连接，另一端与桁架弦杆连接，连接板与桁架弦杆之间形成弹性缓冲力，能够减小桁架弦杆所受应力；螺栓与连接板之间设置有“L”型连接条，“L”型连接条一端与螺栓连接，另一端与连接板连接，当发生较强震动时，“L”型连接条能够缓冲螺栓所受应力，保障螺栓稳定性；槽钢上连接有螺旋加强筋，能够增强整个槽钢的结构强度；作为一个完整的技术方案，具有良好的减震性，能够有效保护螺栓，从而延长整个节点构件的使用寿命。

二、本发明，槽钢上开有凹槽，凹槽内嵌有橡胶块，能够增强槽钢的延展性，提高抗拉力，从而增强了钢结构各节点连接的安全性。

三、本发明，拉簧与槽钢之间设置有倒“U”型连接片，倒“U”型连接片的开口端与槽钢连接，闭合端与拉簧连接，通过在拉簧与槽钢之间设置倒“U”型连接片，倒“U”型连接片在拉簧上形成的作用力能够改变拉簧受力方向，从而利于提高槽钢的剪力，增强整个节点构件的减震效果。

四、本发明，螺栓为两根，分别位于槽钢一侧和另一侧，一根螺栓连接垫板和连接板的上端，另一根螺栓连接垫板和连接板的下端，两根螺栓并列布置，能够均分受力，螺栓不易折断，提高整个节点构件的结构强度。

五、本发明，槽钢上套有外护套，能够有效保护槽钢，减小槽钢的磨损，从而增强整个节点构件的安全性。

六、本发明，螺栓与槽钢之间设置有支撑杆，支撑杆依次由第一连杆、压簧和第二连杆连接而成，第一连杆与螺栓连接，第二连杆与槽钢连接，采用此结构的支撑杆，能够给螺栓提供一个弹性支撑力，减小螺栓受力，有效保护螺栓不受损伤，从而延长整个节点构件的使用寿命。

七、本发明，支撑杆为两根，两根支撑杆分别位于螺栓的两端，能够为螺栓提供均衡的弹性支撑力，利于保证螺栓平衡性，从而增强节点构件的稳定性。

附图说明

下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的具体说明，其中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明实施例2的结构示意图；

图3为本发明实施例3的结构示意图；

图4为本发明实施例4的结构示意图；

图5为本发明实施例5的结构示意图；

图6为本发明实施例6的结构示意图；

图7为本发明实施例7的结构示意图；

图中标记：1、钢柱，2、槽钢，3、垫板，4、连接板，5、桁架弦杆，6、螺栓，7、弹簧，8、拉簧，9、圆环，10、拉绳，11、弹簧柱，12、凹槽，13、橡胶块，14、连接片，15、外护套，16、第一连杆，17、压簧，18、第二连杆，19、连接条，20、螺旋加强筋。

具体实施方式

实施例1

参见图1，一种减震式钢结构节点构件，包括钢柱1、槽钢2、垫板3、连接板4和桁架弦杆5，槽钢2的一端与钢柱1连接，另一端与桁架弦杆5连接，所述槽钢2依次贯穿垫板3和连接板4，垫板3和连接板4通过螺栓6连接，所述螺栓6上套有弹簧7，所述垫板3与钢柱1通过拉簧8连接，所述槽钢2上套有圆环9，圆环9上设置有拉绳10，所述圆环9通过拉绳10与钢柱1连接，所述连接板4与桁架弦杆5之间设置有弹簧柱11，所述弹簧柱11一端与连接板4连接，另一端与桁架弦杆5连接，所述螺栓6与连接板4之间设置有“L”型连接条19，“L”型连接条19一端与螺栓6连接，另一端与连接板4连接，所述槽钢2上连接有螺旋加强筋20。

本实施例为最基本的实施方式，槽钢依次贯穿垫板和连接板，垫板和连接板通过螺栓连接，螺栓上套有弹簧，垫板与钢柱通过拉簧连接，具有一定的缓冲作用，提高了槽钢的剪力，当地震强度较高时，螺栓受到的力就会通过拉簧的弹力有效转移释放，从而减小螺栓的受力，保护螺栓不受损伤；槽钢上套有圆环，圆环上设置有拉绳，圆环通过拉绳与钢柱连接，进一步提高了槽钢的剪力，从而有效保障螺栓强度；连接板与桁架弦杆之间设置有弹簧柱，弹簧柱一端与连接板连接，另一端与桁架弦杆连接，连接板与桁架弦杆之间形成弹性缓冲力，能够减小桁架弦杆所受应力；螺栓与连接板之间设置有“L”型连接条，“L”型连接条一端与螺栓连接，另一端与连接板连接，当发生较强震动时，“L”型连接条能够缓冲螺栓所受应力，保障螺栓稳定性；槽钢上连接有螺旋加强筋，能够增强整个槽钢的结构强度；作为一个完整的技术方案，具有良好的减震性，能够有效保护螺栓，从而延长整个节点构件的使用寿命。

实施例2

参见图2，一种减震式钢结构节点构件，包括钢柱1、槽钢2、垫板3、连接板4和桁架弦杆5，槽钢2的一端与钢柱1连接，另一端与桁架弦杆5连接，所述槽钢2依次贯穿垫板3和连接板4，垫板3和连接板4通过螺栓6连接，所述螺栓6上套有弹簧7，所述垫板3与钢柱1通过拉簧8连接，所述槽钢2上套有圆环9，圆环9上设置有拉绳10，所述圆环9通过拉绳10与钢柱1连接，所述连接板4与桁架弦杆5之间设置有弹簧柱11，所述弹簧柱11一端与连接板4连接，另一端与桁架弦杆5连接，所述螺栓6与连接板4之间设置有“L”型连接条19，“L”型连接条19一端与螺栓6连接，另一端与连接板4连接，所述槽钢2上连接有螺旋加强筋20。

所述槽钢2上开有凹槽12，凹槽12内嵌有橡胶块13。

本实施例为一较佳实施方式，槽钢上开有凹槽，凹槽内嵌有橡胶块，能够增强槽钢的延展性，提高抗拉力，从而增强了钢结构各节点连接的安全性。

实施例3

参见图3，一种减震式钢结构节点构件，包括钢柱1、槽钢2、垫板3、连接板4和桁架弦杆5，槽钢2的一端与钢柱1连接，另一端与桁架弦杆5连接，所述槽钢2依次贯穿垫板3和连接板4，垫板3和连接板4通过螺栓6连接，所述螺栓6上套有弹簧7，所述垫板3与钢柱1通过拉簧8连接，所述槽钢2上套有圆环9，圆环9上设置有拉绳10，所述圆环9通过拉绳10与钢柱1连接，所述连接板4与桁架弦杆5之间设置有弹簧柱11，所述弹簧柱11一端与连接板4连接，另一端与桁架弦杆5连接，所述螺栓6与连接板4之间设置有“L”型连接条19，“L”型连接条19一端与螺栓6连接，另一端与连接板4连接，所述槽钢2上连接有螺旋加强筋20。

所述槽钢2上开有凹槽12，凹槽12内嵌有橡胶块13。

所述拉簧8与槽钢2之间设置有倒“U”型连接片14，倒“U”型连接片14的开口端与槽钢2连接，闭合端与拉簧8连接。

本实施例为又一较佳实施方式，拉簧与槽钢之间设置有倒“U”型连接片，倒“U”型连接片的开口端与槽钢连接，闭合端与拉簧连接，通过在拉簧与槽钢之间设置倒“U”型连接片，倒“U”型连接片在拉簧上形成的作用力能够改变拉簧受力方向，从而利于提高槽钢的剪力，增强整个节点构件的减震效果。

实施例4

参见图4，一种减震式钢结构节点构件，包括钢柱1、槽钢2、垫板3、连接板4和桁架弦杆5，槽钢2的一端与钢柱1连接，另一端与桁架弦杆5连接，所述槽钢2依次贯穿垫板3和连接板4，垫板3和连接板4通过螺栓6连接，所述螺栓6上套有弹簧7，所述垫板3与钢柱1通过拉簧8连接，所述槽钢2上套有圆环9，圆环9上设置有拉绳10，所述圆环9通过拉绳10与钢柱1连接，所述连接板4与桁架弦杆5之间设置有弹簧柱11，所述弹簧柱11一端与连接板4连接，另一端与桁架弦杆5连接，所述螺栓6与连接板4之间设置有“L”型连接条19，“L”型连接条19一端与螺栓6连接，另一端与连接板4连接，所述槽钢2上连接有螺旋加强筋20。

所述槽钢2上开有凹槽12，凹槽12内嵌有橡胶块13。

所述拉簧8与槽钢2之间设置有倒“U”型连接片14，倒“U”型连接片14的开口端与槽钢2连接，闭合端与拉簧8连接。

所述螺栓6为两根，分别位于槽钢2一侧和另一侧，一根螺栓6连接垫板3和连接板4的上端，另一根螺栓6连接垫板3和连接板4的下端。

本实施例为又一较佳实施方式，螺栓为两根，分别位于槽钢一侧和另一侧，一根螺栓连接垫板和连接板的上端，另一根螺栓连接垫板和连接板的下端，两根螺栓并列布置，能够均分受力，螺栓不易折断，提高整个节点构件的结构强度。

实施例5

参见图5，一种减震式钢结构节点构件，包括钢柱1、槽钢2、垫板3、连接板4和桁架弦杆5，槽钢2的一端与钢柱1连接，另一端与桁架弦杆5连接，所述槽钢2依次贯穿垫板3和连接板4，垫板3和连接板4通过螺栓6连接，所述螺栓6上套有弹簧7，所述垫板3与钢柱1通过拉簧8连接，所述槽钢2上套有圆环9，圆环9上设置有拉绳10，所述圆环9通过拉绳10与钢柱1连接，所述连接板4与桁架弦杆5之间设置有弹簧柱11，所述弹簧柱11一端与连接板4连接，另一端与桁架弦杆5连接，所述螺栓6与连接板4之间设置有“L”型连接条19，“L”型连接条19一端与螺栓6连接，另一端与连接板4连接，所述槽钢2上连接有螺旋加强筋20。

所述槽钢2上开有凹槽12，凹槽12内嵌有橡胶块13。

所述拉簧8与槽钢2之间设置有倒“U”型连接片14，倒“U”型连接片14的开口端与槽钢2连接，闭合端与拉簧8连接。

所述螺栓6为两根，分别位于槽钢2一侧和另一侧，一根螺栓6连接垫板3和连接板4的上端，另一根螺栓6连接垫板3和连接板4的下端。

所述槽钢2上套有外护套15。

本实施例为又一较佳实施方式，槽钢上套有外护套，能够有效保护槽钢，减小槽钢的磨损，从而增强整个节点构件的安全性。

实施例6

参见图6，一种减震式钢结构节点构件，包括钢柱1、槽钢2、垫板3、连接板4和桁架弦杆5，槽钢2的一端与钢柱1连接，另一端与桁架弦杆5连接，所述槽钢2依次贯穿垫板3和连接板4，垫板3和连接板4通过螺栓6连接，所述螺栓6上套有弹簧7，所述垫板3与钢柱1通过拉簧8连接，所述槽钢2上套有圆环9，圆环9上设置有拉绳10，所述圆环9通过拉绳10与钢柱1连接，所述连接板4与桁架弦杆5之间设置有弹簧柱11，所述弹簧柱11一端与连接板4连接，另一端与桁架弦杆5连接，所述螺栓6与连接板4之间设置有“L”型连接条19，“L”型连接条19一端与螺栓6连接，另一端与连接板4连接，所述槽钢2上连接有螺旋加强筋20。

所述槽钢2上开有凹槽12，凹槽12内嵌有橡胶块13。

所述拉簧8与槽钢2之间设置有倒“U”型连接片14，倒“U”型连接片14的开口端与槽钢2连接，闭合端与拉簧8连接。

所述螺栓6为两根，分别位于槽钢2一侧和另一侧，一根螺栓6连接垫板3和连接板4的上端，另一根螺栓6连接垫板3和连接板4的下端。

所述槽钢2上套有外护套15。

所述螺栓6与槽钢2之间设置有支撑杆，支撑杆依次由第一连杆16、压簧17和第二连杆18连接而成，第一连杆16与螺栓6连接，第二连杆18与槽钢2连接。

本实施例为又一较佳实施方式，螺栓与槽钢之间设置有支撑杆，支撑杆依次由第一连杆、压簧和第二连杆连接而成，第一连杆与螺栓连接，第二连杆与槽钢连接，采用此结构的支撑杆，能够给螺栓提供一个弹性支撑力，减小螺栓受力，有效保护螺栓不受损伤，从而延长整个节点构件的使用寿命。

实施例7

参见图7，一种减震式钢结构节点构件，包括钢柱1、槽钢2、垫板3、连接板4和桁架弦杆5，槽钢2的一端与钢柱1连接，另一端与桁架弦杆5连接，所述槽钢2依次贯穿垫板3和连接板4，垫板3和连接板4通过螺栓6连接，所述螺栓6上套有弹簧7，所述垫板3与钢柱1通过拉簧8连接，所述槽钢2上套有圆环9，圆环9上设置有拉绳10，所述圆环9通过拉绳10与钢柱1连接，所述连接板4与桁架弦杆5之间设置有弹簧柱11，所述弹簧柱11一端与连接板4连接，另一端与桁架弦杆5连接，所述螺栓6与连接板4之间设置有“L”型连接条19，“L”型连接条19一端与螺栓6连接，另一端与连接板4连接，所述槽钢2上连接有螺旋加强筋20。

所述槽钢2上开有凹槽12，凹槽12内嵌有橡胶块13。

所述拉簧8与槽钢2之间设置有倒“U”型连接片14，倒“U”型连接片14的开口端与槽钢2连接，闭合端与拉簧8连接。

所述螺栓6为两根，分别位于槽钢2一侧和另一侧，一根螺栓6连接垫板3和连接板4的上端，另一根螺栓6连接垫板3和连接板4的下端。

所述槽钢2上套有外护套15。

所述螺栓6与槽钢2之间设置有支撑杆，支撑杆依次由第一连杆16、压簧17和第二连杆18连接而成，第一连杆16与螺栓6连接，第二连杆18与槽钢2连接。

所述支撑杆为两根，两根支撑杆分别位于螺栓6的两端。

本实施例为最佳实施方式，槽钢依次贯穿垫板和连接板，垫板和连接板通过螺栓连接，螺栓上套有弹簧，垫板与钢柱通过拉簧连接，具有一定的缓冲作用，提高了槽钢的剪力，当地震强度较高时，螺栓受到的力就会通过拉簧的弹力有效转移释放，从而减小螺栓的受力，保护螺栓不受损伤；槽钢上套有圆环，圆环上设置有拉绳，圆环通过拉绳与钢柱连接，进一步提高了槽钢的剪力，从而有效保障螺栓强度；连接板与桁架弦杆之间设置有弹簧柱，弹簧柱一端与连接板连接，另一端与桁架弦杆连接，连接板与桁架弦杆之间形成弹性缓冲力，能够减小桁架弦杆所受应力；螺栓与连接板之间设置有“L”型连接条，“L”型连接条一端与螺栓连接，另一端与连接板连接，当发生较强震动时，“L”型连接条能够缓冲螺栓所受应力，保障螺栓稳定性；槽钢上连接有螺旋加强筋，能够增强整个槽钢的结构强度；作为一个完整的技术方案，具有良好的减震性，能够有效保护螺栓，从而延长整个节点构件的使用寿命。支撑杆为两根，两根支撑杆分别位于螺栓的两端，能够为螺栓提供均衡的弹性支撑力，利于保证螺栓平衡性，从而增强节点构件的稳定性。

Claims (1)

1.一种减震式钢结构节点构件，包括钢柱（1）、槽钢（2）、垫板（3）、连接板（4）和桁架弦杆（5），槽钢（2）的一端与钢柱（1）连接，另一端与桁架弦杆（5）连接，其特征在于：所述槽钢（2）依次贯穿垫板（3）和连接板（4），垫板（3）和连接板（4）通过螺栓（6）连接，所述螺栓（6）上套有弹簧（7），所述垫板（3）与钢柱（1）通过拉簧（8）连接，所述槽钢（2）上套有圆环（9），圆环（9）上设置有拉绳（10），所述圆环（9）通过拉绳（10）与钢柱（1）连接，所述连接板（4）与桁架弦杆（5）之间设置有弹簧柱（11），所述弹簧柱（11）一端与连接板（4）连接，另一端与桁架弦杆（5）连接，所述螺栓（6）与连接板（4）之间设置有“L”型连接条（19），“L”型连接条（19）一端与螺栓（6）连接，另一端与连接板（4）连接，所述槽钢（2）上连接有螺旋加强筋（20），所述槽钢（2）上开有凹槽（12），凹槽（12）内嵌有橡胶块（13），所述拉簧（8）与槽钢（2）之间设置有倒“U”型连接片（14），倒“U”型连接片（14）的开口端与槽钢（2）连接，闭合端与拉簧（8）连接，所述槽钢（2）上套有外护套（15），所述螺栓（6）与槽钢（2）之间设置有支撑杆，支撑杆依次由第一连杆（16）、压簧（17）和第二连杆（18）连接而成，第一连杆（16）与螺栓（6）连接，第二连杆（18）与槽钢（2）连接，所述支撑杆为两根，两根支撑杆分别位于螺栓（6）的两端。