CN108729548A - 一种带两种弧形耗能元件的钢结构吊柱节点 - Google Patents

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Abstract

本发明属于钢结构装配式建筑领域，尤其是涉及钢结构连接中一种抗震耗能处理的带两种弧形耗能元件的钢结构吊柱节点。它包括钢梁或钢桁架弦杆、钢吊柱、钢吊柱加劲肋、钢梁或钢桁架弦杆加劲肋、钢梁或钢桁架弦杆贴板、第一弧形耗能元件、第二形耗能元件、摩擦型高强螺栓、端承型高强螺栓和嵌固件；钢梁或钢桁架弦杆与钢吊柱进行坡口焊接连接；在钢吊柱的两侧与第一弧形耗能元件通过摩擦型高强螺栓进行连接固定；钢梁或钢桁架弦杆的下端与第一弧形耗能元件通过钢梁或钢桁架弦杆贴板和端承型高强螺栓连接；第二形耗能元件通过嵌固件与第一弧形耗能元件连接固定。

Description

一种带两种弧形耗能元件的钢结构吊柱节点
技术领域
本发明属于钢结构装配式建筑领域，尤其是涉及钢结构连接中一种抗震耗能处理的带两种弧形耗能元件的钢结构吊柱节点。
背景技术
目前钢结构装配式建筑领域中为了充分发挥钢结构材料强度，有一些工程常采用吊柱结构，钢结构吊柱和大梁或桁架弦杆的连接直接采用柱端剖口焊，或者柱端扩大头坡口焊，这种处理的节点不仅安全系数低，而且在地震作用下延性不足，节点容易发生脆性破坏。
发明内容
本发明为了克服上述缺陷，目的在于提供一种带两种弧形耗能元件的钢结构吊柱节点，加强吊柱和大梁或桁架弦杆的连接强度，有效的实现“强节点弱构件“的设计原则，并且在地震作用下能够耗散足够的能量。
本发明为了实现上述目的，采用如下技术方案：
一种带两种弧形耗能元件的钢结构吊柱节点，它包括钢梁或钢桁架弦杆、钢吊柱、钢吊柱加劲肋、钢梁或钢桁架弦杆加劲肋、钢梁或钢桁架弦杆贴板、第一弧形耗能元件、第二形耗能元件、摩擦型高强螺栓、端承型高强螺栓和嵌固件；
钢梁或钢桁架弦杆与钢吊柱进行坡口焊接连接；
在钢吊柱的两侧与第一弧形耗能元件通过摩擦型高强螺栓进行连接固定；
钢梁或钢桁架弦杆的下端与第一弧形耗能元件通过钢梁或钢桁架弦杆贴板和端承型高强螺栓连接；
第二形耗能元件通过嵌固件与第一弧形耗能元件连接固定。
地震作用后，第二弧形耗能元件损坏后可以很方便更换耗能元件，如果第一弧形耗能元件也损坏，可将弧形耗能元件全部更换，螺栓连接后继续投入正常使用。
进一步的，钢梁或桁架弦杆在钢吊柱两侧翼缘处、弧形耗能元件起弧点和端点处焊接钢梁或钢桁架弦杆加劲肋加强；
钢吊柱在第一弧形耗能元件起弧点和端点处焊接钢吊柱加劲肋加强。
进一步的，钢吊柱截面采用H形截面或者箱形截面；钢梁或钢桁架弦杆采用H形截面或箱形截面。
进一步的，所述H形截面为H×B×Tw/Tf，所述箱形截面为H×B×T。
进一步的，第一弧形耗能元件与钢吊柱的翼缘等强，故其宽度与钢吊柱的翼缘等宽为B，厚度与钢吊柱的翼缘等厚为Tf或T，圆弧段直径D≥8d0；
d0为螺栓孔径，取摩擦型高强螺栓和端承型高强螺栓的较大孔径，平直段L≥D。
进一步的，钢梁或钢桁架弦杆贴板的宽度与钢吊柱的翼缘等宽为B，厚度与钢吊柱的翼缘等厚为Tf或T，长度与第一弧形耗能元件的平直段等长为L。
进一步的，第二弧形耗能元件的宽度与钢吊柱的翼缘等宽为B，厚度取第一弧形耗能元件的一半，既0.5Tf或0.5T，圆弧段直径和第一弧形耗能元件直径相同为D。
进一步的，嵌固件采用两根钢条组成，钢条长度为B，宽度为0.5T，厚度为0.25T，钢条间距为0.5T+1~2mm。
第一弧形耗能元件与钢吊柱翼缘等强连接，摩擦型螺栓预拉力采用公式P=1.11fyBT/（μn）计算（式中fy为钢材抗拉强度设计值，B为弧形耗能元件1的宽度与钢吊柱翼缘等宽，T为弧形耗能元件1的厚度与钢吊柱翼缘等厚，μ为摩擦面的抗滑移系数，n为摩擦型高强螺栓数量宜取偶数且大于等于4）；弧形耗能元件与钢梁或钢桁架弦杆连接，端承型螺栓预拉力采用公式P=1.25fyBT/n计算；查《钢结构设计规范》GB50017-2003表7.2.2-2可得出高强螺栓的型号，并且得出高强螺栓孔径d0。
本发明的有益效果如下：
本发明能够加强吊柱和大梁或桁架弦杆的连接强度，有效的实现“强节点弱构件“的设计原则，并且在地震作用下能够耗散足够的能量。地震作用后，耗能元件损坏后可以更换耗能元件，螺栓连接后继续投入正常使用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中第一弧形耗能元件的结构示意图；
图3为本发明中第二弧形耗能元件的结构示意图；
图4为本发明中钢梁或钢桁架弦杆贴板的结构示意图；
图5为本发明中摩擦型高强螺栓或端承型高强螺栓的结构示意图；
图6为本发明中嵌固件的结构示意图；
图7为本发明中钢吊柱、钢梁或钢桁架弦杆截面采用H形截面示意图；
图8为本发明中钢吊柱、钢梁或钢桁架弦杆截面采用箱形截面示意图。
具体实施方式
以下结合本附图实施对本发明作进一步详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围内。
一种带两种弧形耗能元件的钢结构吊柱节点，它包括钢梁或钢桁架弦杆1、钢吊柱2、钢吊柱加劲肋3、钢梁或钢桁架弦杆加劲肋4、钢梁或钢桁架弦杆贴板5、第一弧形耗能元件6、第二形耗能元件7、摩擦型高强螺栓8、端承型高强螺栓9和嵌固件10；
钢梁或钢桁架弦杆1与钢吊柱2进行坡口焊接连接；
在钢吊柱2的两侧与第一弧形耗能元件6通过摩擦型高强螺栓7进行连接固定；
钢梁或钢桁架弦杆1的下端与第一弧形耗能元件6通过钢梁或钢桁架弦杆贴板5和端承型高强螺栓8连接；
第二形耗能元件7通过嵌固件10与第一弧形耗能元件6连接固定。
钢梁或桁架弦杆1在钢吊柱2两侧翼缘处、弧形耗能元件6起弧点和端点处焊接钢梁或钢桁架弦杆加劲肋4加强；
钢吊柱2在第一弧形耗能元件6起弧点和端点处焊接钢吊柱加劲肋3加强。
地震作用后，第二弧形耗能元件损坏后可以很方便更换耗能元件，如果第一弧形耗能元件也损坏，可将弧形耗能元件全部更换，螺栓连接后继续投入正常使用。
钢吊柱2截面采用H形截面或者箱形截面；钢梁或钢桁架弦杆1采用H形截面或箱形截面。
所述H形截面为H×B×Tw/Tf，所述箱形截面为H×B×T。
第一弧形耗能元件6与钢吊柱2的翼缘等强，故其宽度与钢吊柱2的翼缘等宽为B，厚度与钢吊柱2的翼缘等厚为Tf或T，圆弧段直径D≥8d0；
d0为螺栓孔径，取摩擦型高强螺栓8和端承型高强螺栓9的较大孔径，平直段L≥D。
钢梁或钢桁架弦杆贴板5的宽度与钢吊柱2的翼缘等宽为B，厚度与钢吊柱2的翼缘等厚为Tf或T，长度与第一弧形耗能元件6的平直段等长为L。
第二弧形耗能元件7的宽度与钢吊柱2的翼缘等宽为B，厚度取第一弧形耗能元件6的一半，既0.5Tf或0.5T，圆弧段直径和第一弧形耗能元件6直径相同为D。
嵌固件10采用两根钢条组成，钢条长度为B，宽度为0.5T，厚度为0.25T，钢条间距为0.5T+1~2mm。
第一弧形耗能元件与钢吊柱翼缘等强连接，摩擦型螺栓预拉力采用公式P=1.11fyBT/（μn）计算（式中fy为钢材抗拉强度设计值，B为弧形耗能元件1的宽度与钢吊柱翼缘等宽，T为弧形耗能元件1的厚度与钢吊柱翼缘等厚，μ为摩擦面的抗滑移系数，n为摩擦型高强螺栓数量宜取偶数且大于等于4）；弧形耗能元件与钢梁或钢桁架弦杆连接，端承型螺栓预拉力采用公式P=1.25fyBT/n计算；查《钢结构设计规范》GB50017-2003表7.2.2-2可得出高强螺栓的型号，并且得出高强螺栓孔径d0。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种带两种弧形耗能元件的钢结构吊柱节点，其特征在于：它包括钢梁或钢桁架弦杆（1）、钢吊柱（2）、钢吊柱加劲肋（3）、钢梁或钢桁架弦杆加劲肋（4）、钢梁或钢桁架弦杆贴板（5）、第一弧形耗能元件（6）、第二形耗能元件（7）、摩擦型高强螺栓（8）、端承型高强螺栓（9）和嵌固件（10）；
钢梁或钢桁架弦杆（1）与钢吊柱（2）进行坡口焊接连接；
在钢吊柱（2）的两侧与第一弧形耗能元件（6）通过摩擦型高强螺栓（7）进行连接固定；
钢梁或钢桁架弦杆（1）的下端与第一弧形耗能元件（6）通过钢梁或钢桁架弦杆贴板（5）和端承型高强螺栓（8）连接；
第二形耗能元件（7）通过嵌固件（10）与第一弧形耗能元件（6）连接固定。
2.根据权利要求1所述的带两种弧形耗能元件的钢结构吊柱节点，其特征在于：
钢梁或桁架弦杆（1）在钢吊柱（2）两侧翼缘处、弧形耗能元件（6）起弧点和端点处焊接钢梁或钢桁架弦杆加劲肋（4）加强；
钢吊柱（2）在第一弧形耗能元件（6）起弧点和端点处焊接钢吊柱加劲肋（3）加强。
3.根据权利要求1所述的带两种弧形耗能元件的钢结构吊柱节点，其特征在于：钢吊柱（2）截面采用H形截面或者箱形截面；钢梁或钢桁架弦杆（1）采用H形截面或箱形截面。
4.根据权利要求3所述的带两种弧形耗能元件的钢结构吊柱节点，其特征在于：所述H形截面为H×B×Tw/Tf，所述箱形截面为H×B×T。
5.根据权利要求1所述的带两种弧形耗能元件的钢结构吊柱节点，其特征在于：第一弧形耗能元件（6）与钢吊柱（2）的翼缘等强，故其宽度与钢吊柱（2）的翼缘等宽为B，厚度与钢吊柱（2）的翼缘等厚为Tf或T，圆弧段直径D≥8d0；
d0为螺栓孔径，取摩擦型高强螺栓（8）和端承型高强螺栓（9）的较大孔径，平直段L≥D。
6.根据权利要求1所述的带两种弧形耗能元件的钢结构吊柱节点，其特征在于：钢梁或钢桁架弦杆贴板（5）的宽度与钢吊柱（2）的翼缘等宽为B，厚度与钢吊柱（2）的翼缘等厚为Tf或T，长度与第一弧形耗能元件（6）的平直段等长为L。
7.根据权利要求1所述的带两种弧形耗能元件的钢结构吊柱节点，其特征在于：第二弧形耗能元件（7）的宽度与钢吊柱（2）的翼缘等宽为B，厚度取第一弧形耗能元件（6）的一半，既0.5Tf或0.5T，圆弧段直径和第一弧形耗能元件（6）直径相同为D。
8.根据权利要求1所述的带两种弧形耗能元件的钢结构吊柱节点，其特征在于：嵌固件（10）采用两根钢条组成，钢条长度为B，宽度为0.5T，厚度为0.25T，钢条间距为0.5T+1~2mm。
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