CN107514057A - 一种角钢槽钢连接耗能梁柱节点 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种角钢槽钢连接耗能梁柱节点，包括柱、梁端、上下两个连接角钢、左右两个焊接于柱上的连接槽钢，所述焊接于柱上的连接槽钢与梁端通过连接螺栓连接为一体；所述柱、梁端、连接角钢通过连接螺栓连接为一体；所述梁端由上翼缘、下翼缘、腹板构成，所述上翼缘、下翼缘、腹板上都开有长圆孔，允许连接螺栓在孔中滑动。本发明主要通过构件之间的相互摩擦滑动提供耗能能力，震后节点通过构件复位和重新拧紧螺栓来修复结构，具有构造简单、实用性强、高耗能、震后损伤小、便于修复等优点。

Description

一种角钢槽钢连接耗能梁柱节点
技术领域
本发明属于梁柱节点技术领域，具体涉及一种用于建筑钢结构领域的角钢槽钢连接耗能梁柱节点，尤其适用于对抗震耗能有较高要求的钢框架结构。
背景技术
梁柱节点是钢结构体系的重要组成部分，是钢结构设计中的关键问题之一。梁柱节点受力复杂，其作用是在梁和柱之间传递剪力和弯矩，因此它的性能好坏对结构的承载能力、变形能力和稳定性有较大的影响。从以往的经验来看，钢框架梁柱焊接节点发生了严重的损坏，特别是节点域处的焊缝，许多都出现了脆性破坏。美国学者为了改变这种现状，提出了一些改进钢结构节点的方法，其中包括通过改进焊接工艺、补强措施(加腋或盖板)和削弱措施(RBS)，其主要的目的就是让塑性铰外移。然而这种让梁截面塑性铰外移的方法使得震后的修复工作变得复杂，修复费用也十分昂贵。因此，采用角钢栓接的半刚性节点又被再次广泛关注，这类节点利用角钢的塑性变形来耗能，从而可以避免主体结构构件(梁、柱)发生塑性损伤。与刚性节点相比，这种半刚性节点具有变形能力强、延性好和耗能能力强的优点。但是普通角钢节点是通过角钢的屈服来进行耗能的，这既给震后的修复带来困难，又会造成国民经济的巨大损失，因此这种通过结构构件发生塑性变形来耗能的方式十分不经济。
发明内容
发明目的:本发明的目的在于针对上述现有技术存在的问题和不足，提出一种角钢槽钢连接耗能梁柱节点，本发明主要通过构件之间的相互摩擦滑动来耗能，不会使结构构件产生较大的塑性损伤，同时也方便震后修复。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种新型角钢连接摩擦耗能的钢框架梁柱节点，包括柱、梁端、上下两个连接角钢、左右两个焊接于柱上的连接槽钢，所述焊接于柱上的连接槽钢与梁端通过连接螺栓连接为一体；所述柱、梁端、连接角钢通过连接螺栓连接为一体；所述梁端由上翼缘、下翼缘、腹板构成，所述上翼缘、下翼缘、腹板上都开有长圆孔，允许连接螺栓在孔中滑动；所述连接角钢、焊接于柱上的连接槽钢都开有圆形螺栓孔。
进一步，所述连接角钢与梁端上下翼缘的接触面、焊接于柱上的连接槽钢与梁端腹板的接触面均为摩擦处理面，用于为连接角钢与梁端上下翼缘、焊接于柱上的连接槽钢与梁端腹板的相对滑动提供摩擦阻力。
进一步，所述连接角钢处设置加劲肋，其目的是使连接角钢与梁端上下翼缘发生相对滑动之前连接角钢不发生屈服破坏。
使用时，将梁端起吊至安装位置，梁端腹板插入两个已焊接于柱的连接槽钢中间，使用连接螺栓将梁端与焊接于柱的连接槽钢连接在一起，并使用连接螺栓将柱与梁端通过上下两个连接角钢连接在一起。拧紧螺母施加一定的预紧力后，所述梁端上下翼缘与连接角钢之间、梁端腹板与焊接于柱的连接槽钢之间产生压紧力，从而靠构件之间的摩擦力偶来抵抗梁端弯矩。在一般受力情况下，由于螺栓预应力的作用，梁端上下翼缘与连接角钢、梁端腹板与焊接于柱的连接槽钢之间的摩擦力将限制各个接触面之间的相对滑动，此时梁端的位移主要来自于梁端自身的变形，节点充当一般梁柱节点提供必要的抗弯刚度。当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构件之间摩擦力提供的摩擦力偶，接触面之间开始产生相对滑动，节点开始以梁端的下翼缘与柱的接触处为支点进行转动。这一过程中主要由梁端上翼缘与连接角钢、梁端腹板与焊接于柱的连接槽钢这两对接触面之间的滑动摩擦达到耗能的效果，节点进入摩擦耗能阶段。因此，本发明显著减少了地震或风灾中节点处的塑性变形，具有构造简单、实用性强、高耗能、震后损伤小、便于修复等优点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2为图1所示实施例的焊于柱上的连接槽钢的结构示意图；
图3为图2所示焊于柱上的连接槽钢的A-A方向视图；
图4为图2所示焊于柱上的连接槽钢的B-B方向视图；
图5为图1所示实施例的梁端的结构示意图；
图6为图5所示梁端的C-C方向视图；
图7为图5所示梁端的D-D方向视图；
图8为图1所示实施例的连接角钢的结构示意图；
图9为图8所示连接角钢的E-E方向视图；
图10为本发明受力后的变形示意图。
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至图7所示，本实施例包括柱1、梁端2、上下两个连接角钢3、左右两个焊接于柱上的连接槽钢4构成；所述焊接于柱上的连接槽钢4与梁端2 通过连接螺栓5连接为一体；所述柱1、梁端2、连接角钢3通过连接螺栓6连接为一体；所述梁端2由上翼缘12、下翼缘13、腹板14构成，所述上翼缘12 上开有长圆孔10、下翼缘13上开有长圆孔11、腹板14上开有长圆孔9，允许连接螺栓在孔中滑动；所述连接角钢3开有圆形螺栓孔15；所述焊接于柱上的连接槽钢4开有圆形螺栓孔7。
参照图8、图9所示，连接角钢3中部设置加劲肋16，避免连接角钢3在发生构件之间的相对滑动之前发生屈服破坏。
将梁端2起吊至安装位置，梁端腹板14插入两个已焊接于柱的连接槽钢4 中间，使用连接螺栓5将梁端2与焊接于柱连接槽钢4连接在一起，并使用连接螺栓6将柱1与梁端2通过上下两个连接角钢3连接在一起。拧紧螺母施加一定的预紧力后，所述梁端上翼缘12、下翼缘13与连接角钢3之间、梁端腹板 14与焊接于柱的连接槽钢4之间产生压紧力，从而靠构件之间的摩擦力偶来抵抗梁端弯矩。在一般受力情况下，由于螺栓预应力的作用，梁端上翼缘12、下翼缘13与连接角钢3、梁端腹板14与焊接于柱的连接槽钢4之间的摩擦力将限制各个接触面之间的相对滑动，此时梁端的位移主要来自于梁自身的变形，节点充当一般梁柱节点提供必要的抗弯刚度。当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构件之间摩擦力提供的摩擦力偶，接触面之间开始产生相对滑动，节点开始以梁端2的下翼缘13与柱1的接触处Z为支点进行转动，这一过程中主要由梁端上翼缘12与连接角钢3、梁端腹板14与焊接于柱的连接槽钢4这两对接触面之间的的滑动摩擦达到耗能的效果，节点进入摩擦耗能阶段。节点受力后的变形如图10所示。因此，本发明显著减少了地震或风灾中节点处的塑性变形，具有构造简单、实用性强、高耗能、震后损伤小、便于修复等优点。

Claims (3)

1.一种角钢槽钢连接耗能梁柱节点，其特征在于：包括柱、梁端、上下两个连接角钢、左右两个焊接于柱上的连接槽钢；所述焊接于柱上的连接槽钢与梁端通过连接螺栓连接为一体；所述柱、梁端、连接角钢通过连接螺栓连接为一体；所述梁端由上翼缘、下翼缘、腹板构成，所述上翼缘、下翼缘、腹板上都开有长圆孔，允许连接螺栓在孔中滑动；所述连接角钢、焊接与柱上的连接槽钢都开有圆形螺栓孔。
2.根据权利要求1所述的一种角钢槽钢连接耗能梁柱节点，其特征在于：所述连接角钢与梁端上下翼缘的接触面、焊接于柱上的连接槽钢与梁端腹板的接触面均为摩擦处理面，用于为连接角钢与梁端上下翼缘、焊接于柱上的连接槽钢与梁端腹板的相对滑动提供摩擦阻力。
3.根据权利要求1所述的一种角钢槽钢连接耗能梁柱节点，其特征在于：所述连接角钢处设置加劲肋，其目的是使连接角钢与梁端上下翼缘发生相对滑动之前连接角钢不发生屈服破坏。
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