CN106638991A - 一种装配式耗能梁柱节点 - Google Patents

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Abstract

一种装配式耗能梁柱节点，包括焊接于柱上的悬臂凸段、梁端凹口、橡胶垫块、螺栓连接副，所述悬臂凸段、梁端凹口、橡胶垫块通过螺栓连接副连为一体，所述悬臂凸段由上翼缘、下翼缘、腹板、端板及粘贴于上翼缘上表面与下翼缘下表面的摩擦元件构成，所述上翼缘、下翼缘、腹板焊接构成工字型截面，所述上翼缘、下翼缘与端板上开有圆形螺栓孔，所述梁端凹口由工字型截面梁的悬伸上翼缘、悬伸下翼缘、底板构成，所述悬伸上翼缘与悬伸下翼缘上开有腰形螺栓孔、底板上开有圆形螺栓孔。本发明能在地震或风灾中能自动复位、往复滑移而实现往复摩擦耗能，保证节点在整个灾害过程中拥有稳定高效的耗能能力、避免刚性节点脆性破坏，从而降低灾后的维修费用。

Description

一种装配式耗能梁柱节点
技术领域
本发明涉及一种建筑领域的耗能梁柱节点，具体地说是一种装配式耗能梁柱节点。
背景技术
框架结构梁柱节点刚性，具有较大的承载能力和抗侧刚度，是典型的多高层结构体系。而刚性节点使得结构在地震和风等动荷载作用下的耗能能力下降，强震或强风过程中容易出现脆性破坏。为了安全有效地抵抗强震和强风，降低地震和风灾作用于建筑结构的荷载峰值，也有转向使结构发生屈服的塑性设计思想。但对结构发生屈服的塑性设计思想，耗散地震和风灾输入建筑结构的能量也意味着结构自身的损伤，这就产生了一个问题：要恢复到结构发生损伤前的抗力水平，必须对所发生损伤的构件进行更换或加固，这样可能产生巨大的维修费用，同时在某些情况下会变得不具操作性；另外，对建筑结构的维修工作如果影响建筑使用会对公众心理带来较大的冲击，导致公众对建筑的安全产生怀疑。
发明内容
本发明的目的在于根据现有技术的不足，提出一种装配式耗能梁柱节点，在地震或风灾中，能自动复位、往复滑移而实现往复摩擦耗能，保证节点在整个灾害过程中拥有稳定高效的耗能能力，避免梁柱刚性节点强震或强风过程中的脆性破坏，从而降低灾后的维修费用，而且制作安装简单方便。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种装配式耗能梁柱节点，包括焊接于柱上的悬臂凸段、梁端凹口、橡胶垫块、螺栓连接副，所述悬臂凸段、梁端凹口、橡胶垫块通过螺栓连接副连为一体；所述焊接于柱上的悬臂凸段由上翼缘、下翼缘、腹板、端板及粘贴于上翼缘上表面与下翼缘下表面的摩擦元件构成，所述上翼缘、下翼缘、腹板焊接构成工字型截面，所述端板与上翼缘、下翼缘、腹板焊接连接，所述上翼缘、下翼缘与端板上开有圆形螺栓孔；所述梁端凹口由工字型截面梁的悬伸上翼缘、悬伸下翼缘、底板构成，所述悬伸上翼缘与悬伸下翼缘上开有腰形螺栓孔、底板上开有圆形螺栓孔。
进一步，所述橡胶垫块具有与所述悬臂凸段端板及所述梁端凹口底板相同的尺寸，并开有与所述端板与底板上相同的圆形螺栓孔。
进一步，所述螺栓连接副由螺栓、弹簧、垫圈、螺母构成。
进一步，所述摩擦元件为由粘弹性材料制成的摩擦元件。
安装时，将焊接于柱上的悬臂凸段伸入梁端凹口，悬臂凸段端板与梁端凹口底板之间隔有橡胶垫块，悬臂凸段上翼缘与梁端凹口悬伸上翼缘之间、下翼缘与悬伸下翼缘之间、悬臂凸段端板与橡胶垫块及梁端凹口底板之间分别用螺栓连接副连接。拧紧螺母后，所述悬臂凸段上翼缘与梁端凹口悬伸上翼缘之间、下翼缘与悬伸下翼缘之间产生压紧力，从而靠摩擦元件产生的摩擦力偶来抵抗梁端弯矩。在一般地震或风灾情况下，梁端弯矩小于摩擦元件提供的摩擦力偶，悬臂凸段与梁端凹口之间不会发生相对滑移，此时节点充当一般梁柱节点提供必要的抗弯刚度。结构承受强烈的地震作用或严重风灾时，梁端承受的弯矩超过摩擦元件提供的摩擦力偶，悬臂凸段上翼缘与梁端凹口悬伸上翼缘之间、下翼缘与悬伸下翼缘之间发生相对滑移而实现摩擦耗能，悬臂凸段端板与梁端凹口底板之间橡胶垫块的不均匀压缩使得梁端能绕悬臂凸段转动。框架因地震或风荷载作用来回摆动过程中，悬臂凸段上翼缘与梁端凹口悬伸上翼缘之间、下翼缘与悬伸下翼缘之间能自动复位、往复滑移而实现往复摩擦耗能。因此，本发明能保证节点在强震或强风过程中拥有稳定高效的往复耗能能力、避免梁柱刚性节点的脆性破坏，从而降低灾后的维修费用，而且制作安装简单方便。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为图1所示实施例的焊于柱上的悬臂凸段的结构示意图；
图3为图2所示焊于柱上的悬臂凸段的I-I方向视图；
图4为图2所示焊于柱上的悬臂凸段的II-II方向视图；
图5为图2所示焊于柱上的悬臂凸段的III-III剖面图；
图6为图1所示实施例的梁端凹口的结构示意图；
图7为图6所示梁端凹口的IV-IV方向视图；
图8为图6所示梁端凹口的V-V方向视图；
图9为图1所示实施例的橡胶垫块的结构示意图；
图10为图9所示橡胶垫块的VI-VI方向视图；
图11为图1所示实施例的螺栓连接副的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
参照图1-8，本实施例包括焊接于柱C上的悬臂凸段1、梁端凹口2、橡胶垫块3、螺栓连接副4构成，所述悬臂凸段1、梁端凹口2、橡胶垫块3通过螺栓连接副4连为一体；所述焊接于柱C上的悬臂凸段由上翼缘6、下翼缘7、腹板8、端板9及粘贴于上翼缘上表面与下翼缘下表面的摩擦元件5(由粘弹性材料制成)构成，所述上翼缘6、下翼缘7、腹板8焊接构成工字型截面，所述端板9与上翼缘6、下翼缘7、腹板8焊接连接，所述上翼缘6上开有圆形螺栓孔10、下翼缘7上开有圆形螺栓孔11、端板9上开有圆形螺栓孔12；所述梁端凹口2由工字型截面梁B的悬伸上翼缘13、悬伸下翼缘14、底板15构成，所述悬伸上翼缘13上开有腰形螺栓孔16、悬伸下翼缘14上开有腰形螺栓孔17，允许螺栓连接副在孔中滑动，所述底板15上开有圆形螺栓孔18。
参照图9-10，所述橡胶垫块3具有与所述悬臂凸段端板9及所述梁端凹口底板15相同的尺寸，并开有与所述端板9与底板15上相同的圆形螺栓孔19。
参照图11，所述螺栓连接副4由螺栓20、弹簧21、垫圈22、螺母23构成。
安装时，将焊接于柱C上的悬臂凸段1伸入梁端凹口2，所述悬臂凸段端板9与梁端凹口底板15之间隔有橡胶垫块3，所述悬臂凸段上翼缘6与梁端凹口悬伸上翼缘13之间、下翼缘7与悬伸下翼缘14之间、悬臂凸段端板9与橡胶垫块3及梁端凹口底板15之间分别用螺栓连接副4连接。拧紧螺母后，所述悬臂凸段上翼缘6与梁端凹口悬伸上翼缘13之间、下翼缘7与悬伸下翼缘14之间产生压紧力，从而靠所述摩擦元件5产生的摩擦力偶来抵抗梁端弯矩。在一般地震或风灾情况下，梁端弯矩小于所述摩擦元件5提供的摩擦力偶，所述悬臂凸段1与梁端凹口2之间不会发生相对滑移，此时节点充当一般梁柱节点提供必要的抗弯刚度。结构承受强烈的地震作用或严重风灾时，梁端承受的弯矩超过所述摩擦元件5提供的摩擦力偶，所述悬臂凸段上翼缘6与梁端凹口悬伸上翼缘13之间、下翼缘7与悬伸下翼缘14之间发生相对滑移而实现摩擦耗能，所述悬臂凸段端板9与梁端凹口底板15之间橡胶垫块3的不均匀压缩使得梁端能绕悬臂凸段1转动。特别地，框架因地震或风荷载作用来回摆动过程中，悬臂凸段上翼缘6与梁端凹口悬伸上翼缘13之间、下翼缘7与悬伸下翼缘14之间能自动复位、往复滑移而实现往复摩擦耗能。因此，本发明能保证节点在强震或强风过程中拥有稳定高效的往复耗能能力、避免梁柱刚性节点的脆性破坏，从而降低灾后的维修费用，而且制作安装简单方便。

Claims (4)

1.一种装配式耗能梁柱节点，其特征在于：包括焊接于柱上的悬臂凸段、梁端凹口、橡胶垫块、螺栓连接副，所述悬臂凸段、梁端凹口、橡胶垫块通过螺栓连接副连为一体，所述焊接于柱上的悬臂凸段由上翼缘、下翼缘、腹板、端板及粘贴于上翼缘上表面与下翼缘下表面的摩擦元件构成，所述上翼缘、下翼缘、腹板焊接构成工字型截面，所述端板与上翼缘、下翼缘、腹板焊接连接，所述上翼缘、下翼缘与端板上开有圆形螺栓孔，所述梁端凹口由工字型截面梁的悬伸上翼缘、悬伸下翼缘、底板构成，所述悬伸上翼缘与悬伸下翼缘上开有腰形螺栓孔、底板上开有圆形螺栓孔。
2.根据权利要求1所述的装配式耗能梁柱节点，其特征在于：所述橡胶垫块具有与所述悬臂凸段端板及所述梁端凹口底板相同的尺寸，并开有和所述端板与底板上相同的圆形螺栓孔。
3.根据权利要求1所述的装配式耗能梁柱节点，其特征在于：所述螺栓连接副由螺栓、弹簧、垫圈、螺母构成。
4.根据权利要求1所述的装配式耗能梁柱节点，其特征在于：所述摩擦元件为由粘弹性材料制成的摩擦元件。
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