CN106013467A - 一种可更换组合钢板耗能钢结构梁柱节点 - Google Patents

一种可更换组合钢板耗能钢结构梁柱节点 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种可更换组合钢板耗能钢结构梁柱节点，包括钢柱(1)，柱端短梁段(2)，耳板(3)，销轴(4)，主梁(5)和上、下组合钢板(6)，所述钢柱(1)与柱端短梁段(2)的一端连接，主梁(5)与柱端短梁段(2)通过耳板(3)及销轴(4)形成铰接连接，上、下组合钢板(6)与柱端短梁段(2)及主梁(1)紧固连接形成整体。本发明节点受力合理明确，能够实现在罕遇地震作用下，结构的变形和耗能集中在组合钢板上，仅组合钢板进入塑性耗能，其余部分和结构主体处于弹性范围，地震作用后，可以通过更换组合钢板(6)实现结构整体功能的快速恢复。

Description

一种可更换组合钢板耗能钢结构梁柱节点
技术领域
本发明属于建筑结构技术领域，涉及一种可更换组合钢板耗能钢结构梁柱节点。
背景技术
钢结构具有强度高、自重轻、抗震性能好、施工速度快、地基费用省、占用面积小、工业化程度高、外形美观等一系列优点，与混凝土结构相比具有环保的和可再次利用的优点，也是易于产业化的结构类型。梁与柱之间的连接节点是保证梁与柱协同工作、形成结构整体的关键部件。尽管近些年梁柱节点有了很大的优化和改进，表现出了优越的抗震性能，但是由于其抗震设计思想是基于框架梁中形成塑性铰提供结构所需延性，实际结构在地震作用后修复相当困难。
带有可更换构件的结构体系是指将结构某部位强度削弱，或在该部位设置延性耗能构件，将削弱部位或耗能构件设置为可更换构件，并与主体结构通过方便拆卸的装置连接。在地震作用下，结构将破坏集中于可更换构件，通过延性可更换构件发生塑性变形，耗散地震输入能量，保护主体结构不受破坏或只受微小破坏，地震作用后只需更换耗能构件即可恢复结构功能，是结构抗震设计的一个理想的新方向。
目前诸多学者在框架结构体系梁柱节点处设置了各种形式的可更换构件，但研究主要集中在将梁柱连接件设为可更换构件或在梁柱节点处设置可更换阻尼器，这些形式的可更换构件一方面耗能能力不足，另一方面很难实现将结构的变形和破坏集中于可更换构件。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种可更换组合钢板耗能钢结构梁柱节点。能够实现在罕遇地震作用下，结构的变形和耗能集中在本发明节点上，仅组合钢板进入塑性耗能，其余部分和结构主体处于弹性范围，地震作用后，可以通过更换组合钢板实现结构整体功能的快速恢复。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种可更换组合钢板耗能钢结构梁柱节点，包括钢柱(1)，柱端短梁段(2)，耳板(3)，销轴(4)，主梁(5)和上、下组合钢板(6)，所述钢柱(1)与柱端短梁段(2)的一端连接，主梁(5)与柱端短梁段(2)通过耳板(3)及销轴(4)形成铰接连接，上、下组合钢板(6)与柱端短梁段(2)及主梁(1)紧固连接形成整体。
本发明还具有如下特征：
1、所述钢柱(1)根据结构设计要求选择截面类型。
2、在所述钢柱(1)上、其与柱端短梁段(2)的连接处相对应位置设置有水平加劲肋板(7)，其高度与柱端短梁段(2)的高度相对应。
3、所述柱端短梁段(2)为实心铁块(13)，在靠近耳板(3)一端与主梁平行的四个面攻取内螺纹(8)。
4、所述柱端短梁段(2)为H型钢，设置有与主梁平行的竖直侧面板(9)及与主梁垂直的端板(10)，在靠近耳板一端与主梁平行的四个面钻取螺栓孔(11)。
5、所述主梁(5)为H型钢(14)，设置有与主梁平行的竖直侧面板(9)及与主梁垂直的端板(10)，在靠近耳板一端与主梁平行的四个面钻取螺栓孔(11)。
6、所述的组合钢板(6)的截面形状为U型或L型，两侧均钻取螺栓孔通过高强螺栓(12)分别与柱端短梁段和主梁紧固连接。
由于采用了上述方案，本发明的有益效果是：
1.受力合理明确，结构竖向荷载由销轴承受，组合钢板仅传递弯矩并提供转动刚度；
2.结构在大震作用下的破坏模式可控，能够实现在罕遇地震作用下，结构的变形和耗能集中在组合钢板上，仅组合钢板进入塑性耗能，其余部分和结构主体处于弹性范围；
3.组合钢板作为主要变形耗能构件，耗能能力强，且经济；
4.组合钢板作为可更换构件，通过高强螺栓连接，构造简单，更换方便，地震作用后可通过更换组合钢板实现结构功能的快速恢复。
附图说明
图1为本发明实施例节点组装示意图。
图2为本发明实施例组装完成节点前视图。
图3为本发明实施例组装完成节点俯视图。
图4为本发明实施例组装完成节点右视图。
图5为本发明实施例中钢柱前视图。
图6为本发明实施例中钢柱俯视图。
图7为本发明实施例中柱端短梁段前视图。
图8为本发明实施例中柱端短梁段俯视图。
图9为本发明实施例中主梁前视图。
图10为本发明实施例中主梁俯视图。
图11为本发明实施例中组合钢板前视图。
图12为本发明实施例中组合钢板俯视图。
图13为本发明实施例中组合钢板右视图。
其中，1、钢柱；2、柱端短梁段；3、耳板；4、销轴；5、主梁；6、组合钢板；7、水平加劲肋版；8、内螺纹；9、侧面板；10、端板；11、螺栓孔；12、高强螺栓；13、实心柱端短梁段；14、主梁用H型钢；15、钢柱用H型钢。
具体实施方式
下面结合附图所示实施例对本发明进一步说明。
实施例1
如图1-13所示，一种可更换组合钢板耗能钢结构梁柱节点，包括钢柱1，柱端短梁段2，耳板3，销轴4，主梁5和上、下组合钢板6，钢柱1与柱端短梁段2的一端通过焊接连接，主梁5与柱端短梁段2通过耳板3及销轴4形成铰接连接，上、下组合钢板6通过高强螺栓12与柱端短梁段2及主梁5紧固连接形成整体。
钢柱1根据结构设计要求自主选择截面类型，本实例选用H型钢，在所述钢柱1上、其与柱端短梁段2的连接处相对应位置设置有多个水平加劲肋板7，其高度与柱端短梁段2的高度相对应
柱端短梁段2本实例选用实心铁块13，在靠近耳板3一端与主梁5平行的四个面攻取内螺纹8。
主梁5为H型钢，设置有与主梁5平行的竖直侧面板9及与主梁5垂直的端板10，在靠近耳板3一端与主梁5平行的四个面钻取螺栓孔11。
上、下组合钢板6的截面形状本实例选用U型6，两侧均钻取螺栓孔11通过高强螺栓12分别与柱端短梁段2和主梁5紧固连接。
具体施工时，钢柱1、柱端短梁段2、耳板3、销轴4、主梁5、组合钢板6均可在工厂预制并完成相关焊接连接工作，现场只需在完成销轴4连接后，采用高强螺栓12将组合钢板6与主梁5和柱端短梁段2紧固连接，至此该梁柱节点装配完成。
实施例2
本实施例的结构与实施例1基本相同，其不同之处在于柱端短梁段2为H型钢，设置有与主梁平行的竖直侧面板9及与主梁垂直的端板10，在靠近耳板一端与主梁平行的四个面钻取螺栓孔11。上、下组合钢板6的截面形状本实例选用L型。

Claims (7)

1.一种可更换组合钢板耗能钢结构梁柱节点，包括钢柱(1)，柱端短梁段(2)，耳板(3)，销轴(4)，主梁(5)和上、下组合钢板(6)，其特征在于：所述钢柱(1)与柱端短梁段(2)的一端连接，主梁(5)与柱端短梁段(2)通过耳板(3)及销轴(4)形成铰接连接，上、下组合钢板(6)与柱端短梁段(2)及主梁(1)紧固连接形成整体。
2.根据权利要求1所述的一种可更换组合钢板耗能钢结构梁柱节点，其特征在于：所述钢柱(1)根据结构设计要求选择截面类型。
3.根据权利要求1所述的一种可更换组合钢板耗能钢结构梁柱节点，其特征在于：在所述钢柱(1)上、其与柱端短梁段(2)的连接处相对应位置设置有水平加劲肋板(7)，其高度与柱端短梁段(2)的高度相对应。
4.根据权利要求1所述的一种可更换组合钢板耗能钢结构梁柱节点，其特征在于：所述柱端短梁段(2)为实心铁块(13)，在靠近耳板(3)一端与主梁平行的四个面攻取内螺纹(8)。
5.根据权利要求1所述的一种可更换组合钢板耗能钢结构梁柱节点，其特征在于：所述柱端短梁段(2)为H型钢，设置有与主梁平行的竖直侧面板(9)及与主梁垂直的端板(10)，在靠近耳板一端与主梁平行的四个面钻取螺栓孔(11)。
6.根据权利要求1所述的一种可更换组合钢板耗能钢结构梁柱节点，其特征在于：所述主梁(5)为H型钢(14)，设置有与主梁平行的竖直侧面板(9)及与主梁垂直的端板(10)，在靠近耳板一端与主梁平行的四个面钻取螺栓孔(11)。
7.根据权利要求1所述的一种可更换组合钢板耗能钢结构梁柱节点，其特征在于：所述的组合钢板(6)的截面形状为U型或L型，两侧均钻取螺栓孔通过高强螺栓(12)分别与柱端短梁段和主梁紧固连接。
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