CN106567457B - 一种用于建筑钢结构的耗能梁柱节点 - Google Patents

一种用于建筑钢结构的耗能梁柱节点 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于建筑钢结构的耗能梁柱节点，由框架梁柱、T形连接件、粘滞摩擦阻尼器、小型工字钢连接件、金属耗能棒等构件组成。梁端的连接自上而下分别为上部T形连接件、框架梁、小型工字钢连接件、粘滞摩擦阻尼器、下部T形连接件，除了粘滞摩擦阻尼器与小型工字钢连接件、下部T形连接件之间是通过强力胶水粘接，其他均为高强螺栓连接；上、下部T形连接件通过高强螺栓与框架柱相连，金属耗能棒从框架梁的下翼缘整个贯穿至下部T形连接件，使用螺母固定。当水平地震力较小时，粘滞摩擦阻尼器能提供一定的抗侧移刚度；当水平地震力较大时，粘滞摩擦阻尼器各层发生相对滑动，带动金属耗能棒发生弯曲变形共同耗能，形成混合耗能体系。该耗能节点构造简单，耗能减震效果明显，且不占用额外空间，适用于各种连接位置。

Description

一种用于建筑钢结构的耗能梁柱节点
技术领域
本发明属于建筑钢结构抗震领域，具体涉及一种用于建筑钢结构的耗能梁柱节点，。
背景技术
近年来，地震防护工程中的被动控制技术因其较低的造价、显著的减震效果而在国内外土木工程中得到广泛应用，其中以消能减震技术最为常见。消能减震的方式主要分为两种：一种是通过结构构件自身变形耗能，即削弱部分梁区抗弯承载力，使得该区域最早出现塑性耗能，达到消能减震的目的。但由于这种方式主体结构出现塑性损伤区，为震后的修复带来极大的困难，同时这种结构震后的修复将带来巨大的经济损失。另一种是通过设置额外的消能减震装置来消散地震能量，常见的有金属阻尼器、粘滞阻尼器及调谐质量阻尼器等，这种方法虽然能克服第一种方法的缺点，但是这种方式会占用较大的空间，可能会影响建筑上的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于建筑钢结构的耗能梁柱节点，该节点能够有效的吸收地震能量，使得在地震作用下梁柱应力水平始终保持在弹性阶段，而在指定连接部件处出现塑性耗能区，便于震后修复，极大的减低了经济损失。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明提出的一种用于建筑钢结构的耗能梁柱节点，包括框架柱1、框架梁2、高强螺栓3、上部T形连接件4，小型工字钢连接件5、粘滞摩擦阻尼器6、下部T形连接件7、金属耗能棒8和加劲肋9，其中：上部T形连接件4、下部Ｔ形连接件7均为横向放置（翼缘竖直腹板水平）；粘滞摩擦阻尼器6有若干层，通过相邻的各层间粘滞摩擦阻尼器相对移动耗能；金属耗能棒8两端均有螺纹，用于拧螺母；上部T形连接件4的翼缘通过高强螺栓3与框架柱1翼缘相连，上部T形连接件4的腹板通过高强螺栓3与框架梁2的上翼缘相连；框架梁2的下翼缘通过高强螺栓3与小型工字钢连接件5的上翼缘连接，最上层的粘滞摩擦阻尼器6通过强力胶水与小型工字钢连接件5底部粘结成一体，最下层的粘滞摩擦阻尼器6通过强力胶水与下部T形连接件7的腹板粘结成一体，下部T形连接件7的翼缘通过高强螺栓3与框架柱1翼缘相连；金属耗能棒8自下而上依次穿过下部T形连接件7的腹板、粘滞摩擦阻尼器6、小型工字钢连接件5的腹板和框架梁2的下翼缘，金属耗能棒8两端通过螺母拧紧固定；框架柱(1)分别与上部T形连接件4的腹板、框架梁2的腹板、下部T形连接件7的腹板连接处布置加劲肋9，以防止结构发生屈曲。
本发明中，框架梁2端部与框架柱1翼缘之间留有一定的间隙。
本发明中，可通过调节粘滞摩擦阻尼器6的厚度来调控节点区阻尼大小。
本发明中，可以通过螺母控制金属耗能棒8中的预应力大小来满足不同抗震等级的耗能要求。
本发明中，当金属耗能棒8开始出现屈服时，框架梁2所承受的弯矩必须小于边缘屈服弯矩的70%。
本发明中，金属耗能棒8的直径与长度之比必须在0.2~0.3之间。
与现有的技术相比，本发明的优点如下：
1）当水平地震力较小时，粘滞摩擦阻尼器能提供一定的抗侧移刚度；当水平地震力较大时，粘滞摩擦阻尼器各层发生相对滑动，带动金属耗能棒发生弯曲变形共同耗能，形成混合耗能体系。
2）粘滞摩擦阻尼器能够在其各层发生相对位移后提供必要的恢复力，使得震后结构各构件的相对位置基本上能恢复到震前形态。
3）当水平地震力较大时，塑性变形只发生在金属耗能棒，框架梁柱则处于弹性状态，震后修复只需要更换金属耗能棒即可，能减少大量的经济损失。
4）该耗能节点构造简单，耗能减震效果明显，且不占用额外空间，适用于各种连接位置。
附图说明
图1为本发明一种用于建筑钢结构的耗能梁柱节点正立面图。
图2为本发明一种用于建筑钢结构的耗能梁柱节点俯视图。
图3为本发明一种用于建筑钢结构的耗能梁柱节点侧视图。
图4为本发明一种用于建筑钢结构的耗能梁柱节点A-A剖面图。
图中标号：1为框架柱，２为框架梁，３为高强螺栓，４为上部T形连接件，５为小型工字钢连接件，６为粘滞摩擦阻尼器，７为下部T形连接件，８为金属耗能棒，９为加劲肋。
具体实施方式
下面通过实施例结合附图进一步说明本发明。
实施例1：如图1~4所示，为本发明一种用于建筑钢结构的耗能梁柱节点实施例，包括框架柱1、框架梁2、高强螺栓3、上部T形连接件4，小型工字钢连接件5、粘滞摩擦阻尼器6、下部T形连接件7、金属耗能棒8、加劲肋9，其中两个T形连接件4、7都是横向放置（翼缘竖直腹板水平）；粘滞摩擦阻尼器6拥有多层，通过各层间相对移动耗能；金属耗能棒8两端均有螺纹，可拧螺母。具体连接：上部T形连接件4翼缘和腹板分别通过高强螺栓3与框架柱1翼缘和框架梁2上翼缘相连，同时，框架梁2的下翼缘也通过高强螺栓3与小型工字钢连接件5上翼缘连接，粘滞摩擦阻尼器6最上、下层通过强力胶水分别与小型工字钢连接件5底部及下部T形连接件7的腹板粘结成一体，下部T形连接件7的翼缘也同样通过高强螺栓3与框架柱1翼缘相连；金属耗能棒8从框架梁2的下翼缘整个贯穿至下部T形连接件7，拧紧两端的螺母固定位置。节点处布置一定的加劲肋9防止结构发生屈曲。

Claims (6)

1.一种用于建筑钢结构的耗能梁柱节点，包括框架柱（1）、框架梁（2）、高强螺栓（3）、上部T形连接件（4），小型工字钢连接件（5）、粘滞摩擦阻尼器（6）、下部T形连接件（7）、金属耗能棒（8）和加劲肋（9），其特征在于上部T形连接件（4）、下部Ｔ形连接件（7）均为横向放置；粘滞摩擦阻尼器（6）有若干层，通过相邻的各层间粘滞摩擦阻尼器相对移动耗能；金属耗能棒（8）两端均有螺纹，用于拧螺母；上部T形连接件（4）的翼缘通过高强螺栓（3）与框架柱（1）翼缘相连，上部T形连接件（4）的腹板通过高强螺栓（3）与框架梁（2）的上翼缘相连；框架梁（2）的下翼缘通过高强螺栓（3）与小型工字钢连接件（5）的上翼缘连接，最上层的粘滞摩擦阻尼器（6）通过强力胶水与小型工字钢连接件（5）底部粘结成一体，最下层的粘滞摩擦阻尼器（6）通过强力胶水与下部T形连接件（7）的腹板粘结成一体，下部T形连接件（7）的翼缘通过高强螺栓（3）与框架柱（1）翼缘相连；金属耗能棒（8）自下而上依次穿过下部T形连接件（7）的腹板、粘滞摩擦阻尼器（6）、小型工字钢连接件（5）的腹板和框架梁（2）的下翼缘，金属耗能棒（8）两端通过螺母拧紧固定；框架柱(1)分别与上部T形连接件（4）的腹板、框架梁（2）的腹板、下部T形连接件（7）的腹板连接处布置加劲肋（9），以防止结构发生屈曲。
2.根据权利要求1所述的一种用于建筑钢结构的耗能梁柱节点，其特征在于：框架梁（2）端部与框架柱（1）翼缘之间留有间隙。
3.根据权利要求1所述的一种用于建筑钢结构的耗能梁柱节点，其特征在于：通过调节粘滞摩擦阻尼器（6）的厚度来调控节点区阻尼大小。
4.根据权利要求1所述的一种用于建筑钢结构的耗能梁柱节点，其特征在于：通过螺母控制金属耗能棒（8）中的预应力大小来满足不同抗震等级的耗能要求。
5.根据权利要求1所述的一种用于建筑钢结构的耗能梁柱节点，其特征在于：当金属耗能棒（8）开始出现屈服时，框架梁（2）所承受的弯矩必须小于边缘屈服弯矩的70%。
6.根据权利要求1所述的一种用于建筑钢结构的耗能梁柱节点，其特征在于：金属耗能棒（8）的直径与长度之比必须在0.2~0.3之间。
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