CN106948477B - 一种斜交网格体系节点 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种新型的斜交网格体系节点，包括外节点板、内节点板、主加劲肋、次加劲肋以及围绕主加劲肋的多个矩形加劲肋。外节点板为中心设置圆形孔洞的六边形板件，主加劲肋为薄壁圆筒，穿过外节点板的圆形孔洞并与外节点板焊接。内节点板为圆形板件，焊接于主加劲肋内部，位于主加劲肋中心并与外节点板的中心重合。外节点板两侧各有一块次加劲肋，次加劲肋为圆环形板，焊接于主加劲肋内部，与内节点板平行。在外节点板两侧各焊接有八块矩形加劲肋，可与十字形截面的斜柱或工字型截面的横梁连接，适用于应用了屈曲约束构件的斜交网格结构。

Description

一种斜交网格体系节点

技术领域

本发明涉及一种高层建筑斜柱相交处的传力结构，尤其涉及一种斜交网格体系节点。

背景技术

近年来，斜交网格体系在高层建筑中的应用越来越广泛。斜交网格体系作为一种新兴的高层结构形式，除了具有新颖、灵活的美学效果，与传统框架筒体结构相比时也具有侧向刚度大、空间整体性好的特点。

但是，在斜交网格体系中，结构主要是通过斜柱的轴力作用来承担竖向荷载和水平荷载的。虽然为结构提供了更大的侧向刚度，但斜柱构件在轴向压力超过其屈曲承载力值时会迅速失去承载力造成结构破坏，即斜交网格体系无法利用斜柱构件屈服后的塑性变形能力继续承载，导致结构的延性较差，抗震性能不佳。同时，由于斜交网格结构节点处多根梁、柱构件同时相交，使得节点的构造和受力十分复杂，常规钢结构类型的节点各类板件连接处焊缝较密集，存在应力集中现象，也是影响结构力学性能的一个因素。

基于以上原因，如何防止斜交网格结构的斜柱构件屈曲失稳破坏，提高其塑性发展平台和剩余承载力成为了提高斜交网格结构抗震性能的一个有效思路。因此，利用屈曲约束构件改善斜交网格结构延性性能的方法得到了应用。

综上所述，研究一种适用于应用屈曲约束构件的斜交网格结构的节点，改善节点的力学性能和结构的延性及抗震性能是十分必要的。

发明内容

本发明涉及的节点正是基于应用了屈曲约束构件的斜交网格结构而提出的。在这类结构中，该节点能够与端部为十字形截面的屈曲约束构件直接连接，施工方便，传力通顺，更好的发挥了斜柱构件的屈曲后变形及承载能力。同时，本发明涉及的节点形式避免了各类板件汇聚于同一处而造成的焊缝集中问题，改善了结构节点处的受力缺陷。

为了解决现有的斜交网格体系延性的不足，本发明目的在于提供一种节点，不仅承载能力优于现有节点，延性也较现有节点有很大进步，同时能够完美适用于应用屈曲约束构件的斜交网格结构，有效改善斜交网格体系抗震性能不佳的缺点。

技术方案：

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种节点，包括外节点板、内节点板、主加劲肋、次加劲肋以及围绕主加劲肋的多个矩形加劲肋，所述外节点板为中心设置圆形孔洞的六边形板件，所述主加劲肋为薄壁圆筒，穿过所述外节点板的圆形孔洞并与所述外节点板焊接，所述主加劲肋关于所述外节点板对称，所述内节点板为圆形板，焊接于所述主加劲肋内部，位于所述主加劲肋中心并与所述外节点板中心重合。

本发明中，在所述外节点板两侧各有一块所述次加劲肋，所述次加劲肋为圆环形板，焊接于所述主加劲肋内部，两块所述次加劲肋将主加劲肋沿圆筒轴线方向长度分为1:4:1三部分，并与所述内节点板平行。

本发明中，在所述外节点板两侧各焊接有八块所述矩形加劲肋，所述矩形加劲肋另一边焊接于主加劲肋上，边缘与所述外节点板边缘对齐，并与所述外节点板垂直。进一步地，所述内节点板板厚与所述外节点板板厚之比为5:3，所述主加劲肋板厚与所述外节点板板厚之比为4:3；所述次加劲肋内径与外径之比为1:2；所述次加劲肋板厚与所述主加劲肋板厚相同；所述矩形加劲肋板厚与外节点板板厚相同。

本发明中，所述外节点板边缘与所述矩形加劲肋边缘形成十字形构造和工字形构造，可与十字形截面斜柱(屈曲约束构件)和工字型截面横梁连接。

通过以上技术方案，本发明具有以下效果：

本发明提供的斜交网格体系节点，主要由各类板件和加劲肋构成，成分简单节点重量小；节点可与端部为十字形截面的屈曲约束构件连接，便于实现屈曲约束技术在斜交网格结构中的应用，有助于改善结构的延性和抗震性能；斜柱或横梁传来的力直接传递到外节点板和矩形加劲肋，传力明确；外节点板和内节点板为主要受力构件，并设置主加劲肋和次加劲肋分担斜柱传来的力，内节点板为圆形，次加劲肋为环形，受力均匀，节点承载能力高，延性好，耗能性能好；整个节点构造简单，避免了施工焊缝的集中，便于制作，造价低，在斜交网格体系中有广阔的应用前景。

附图说明

图1为本发明斜交网格体系节点结构示意图；

图2为斜交网格体系节点俯视图；

图3为斜交网格体系节点侧视图；

图4为图1中A-A剖面的示意图；

图5为节点中组成部件外节点板的三向示意图；

其中：

1.外节点板

2.内节点板

3.主加劲肋

4.次加劲肋

5.矩形加劲肋

具体实施方式

以下结合附图进一步介绍本发明技术方案。

如图1所示，本发明提供一种斜交网格体系节点，包括外节点板1、内节点板2、主加劲肋3、次加劲肋4以及围绕主加劲肋的多个矩形加劲肋5。综合图1-3及图5所示，外节点板外1套于主加劲肋3上，并与主加劲肋3焊接。外节点板1两侧各有八个矩形加劲肋5，分别布置于主加劲肋3的外周，与外节点板1和主加劲肋3焊接，边缘与外节点板1边缘对齐，并与外节点板1垂直。

如图4所示，圆形内节点板2和两块环形次加劲肋4位于主加劲肋3内部，并与主加劲肋3焊接，内节点板2位于主加劲肋3中心并与外节点板1平行，两块次加劲肋4将主加劲肋3沿圆柱轴线方向长度分为1:4:1，并与内节点板2平行。

如图1所示，斜柱力传来后直接作用在外节点板1和矩形加劲肋5上，由于外节点板1的刚度较大，外节点板1分配到的力稍大于矩形加劲肋5。外节点板1将作用于其上的力传递给内节点板2，由于内节点板2承受两个方向传来的力，所以内节点板2厚度较大，保证其承载力与稳定性。矩形加劲肋5将作用于其上的力传递给主加劲肋3，再由主加劲肋3传递给环形次加劲肋4。内节点板2将作用于其上的力传递给外节点板1。次加劲肋4将作用于其上的力传递给主加劲肋3，再由主加劲肋3传递给矩形加劲肋5。外节点板1和矩形加劲肋5将作用于其上的力传递给斜柱。这样便完成了整个传力过程，整个节点传力路径明确，应力分布均匀，承载力大。

在往复荷载作用下，当节点处于弹性阶段时，主加劲肋3和两块次加劲肋4平行布置，刚度大。当往复荷载增加，外节点板1、矩形加劲肋5和主加劲肋3连接处及其附近区域首先进入塑性，进行能量耗散，内节点板2和环形加劲肋4仍处于弹性状态，保持足够的承载力。在地震作用下，节点外围进入塑性耗散地震能量，节点中心维持弹性保持承载能力，因此该节点具有很好的延性，抗震性能好。

本发明涉及节点构造的具体施工顺序如下：

(1)将主加劲肋3穿过外节点板1，使主加劲肋3相对于外节点板1对称，将主加劲肋3与外节点板1焊接；

(2)将内节点板2置于主加劲肋3内部，使内节点板2位于主加劲肋3中心，且与外节点板1平行，将内节点板2与主加劲肋3焊接；

(3)将两块次加劲肋4分别从外节点板1两侧布置在主加劲肋3内部，使其将主加劲肋3沿圆柱轴线方向长度分为1:4:1三部分，且与外节点板1平行，将次加劲肋4与主加劲肋3焊接；

(4)在外节点板1两侧各焊接八块矩形加劲肋5。

本发明提供的以上斜交网格体系节点，主要是由各类板件和加劲肋所组成，成分简单，节点重量小；斜柱或横梁传来的力直接传递到外节点板和矩形加劲肋，传力明确；内节点板为圆形，次加劲肋为环形，受力均匀，节点承载能力高，延性好，耗能性能好；整个节点构造简单，避免了焊缝的集中，便于制作，造价低。

Claims (3)

1.一种斜交网格体系节点，其特征在于，包括外节点板(1)、内节点板(2)、主加劲肋(3)、次加劲肋(4)以及围绕主加劲肋(3)的多个矩形加劲肋(5)，

所述外节点板(1)为中心设置圆形孔洞的六边形板件，

所述主加劲肋(3)为薄壁圆筒，穿过所述外节点板(1)的圆形孔洞并与所述外节点板(1)焊接，所述主加劲肋(3)关于所述外节点板(1)对称，

所述内节点板(2)为圆形板，焊接于所述主加劲肋(3)内部，与所述外节点板(1)共面且形心重合；

在所述外节点板(1)两侧各有一块所述次加劲肋(4)，所述次加劲肋(4)为圆环形板，焊接于所述主加劲肋(3)内部，两块所述次加劲肋(4)将所述主加劲肋(3)沿圆柱轴线方向长度分为1:4:1三部分；

在所述外节点板(1)两侧各焊接有八块所述矩形加劲肋(5)，所述矩形加劲肋(5)另一边焊接于主加劲肋(3)上，边缘与所述外节点板(1)边缘对齐且垂直于外节点板(1)的平面。

2.根据权利要求1所述 的斜交网格体系节点，其特征在于，所述外节点板(1)边缘与所述矩形加劲肋(5)边缘形成十字形构造和工字形构造，可与十字形截面的屈曲约束构件和工字型截面横梁连接。

3.根据权利要求1所述 的斜交网格体系节点，其特征在于，所述矩形加劲肋(5)板厚与外节点板(1)板厚相同。