CN108867852A - 具有自复位功能的腹板摩擦耗能式圆钢管混凝土柱-钢梁连接节点 - Google Patents

具有自复位功能的腹板摩擦耗能式圆钢管混凝土柱-钢梁连接节点 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有自复位功能的腹板摩擦耗能式圆钢管混凝土柱‑钢梁连接节点，包括圆钢管混凝土柱、H型钢梁、找平构件、槽钢腹板摩擦件、连接板及若干无粘结预应力钢绞线；找平构件扣合于圆钢管混凝土柱的侧面上，槽钢腹板摩擦件位于H型钢梁的腹板上，连接板固定于槽钢腹板摩擦件的端部，且连接板、找平构件及圆钢管混凝土柱之间固定连接，槽钢腹板摩擦件与H型钢梁的腹板之间滑动连接，H型钢梁上固定有横向加劲肋，各无粘结预应力钢绞线均依次穿过横向加劲肋、找平构件及圆钢管混凝土柱，并将H型钢梁与圆钢管混凝土柱压紧，该节点的抗震性能及自复位能力优良。

Description

具有自复位功能的腹板摩擦耗能式圆钢管混凝土柱-钢梁连 接节点
技术领域
本发明属于建筑结构技术领域，涉及一种具有自复位功能的腹板摩擦耗能式圆钢管混凝土柱-钢梁连接节点。
背景技术
钢结构因强度高、质量轻及良好的延性，在高层及超高层结构中得到了广泛的应用。然而，地震中钢结构梁柱焊接节点会出现大量脆性破坏，严重影响结构安全并给震后结构修复带来了极大不便。这使得人们重新审视并寻求更好的结构体系。目前，对于钢结构主要是通过引入预应力来实现结构自复位和震后恢复结构功能的目标。
毫无疑问，节点的构造对形成可靠的结构体系来说非常重要，尤其是大震灾害袭击时，因此提高节点的抗震性能很有意义。目前在实际工程中，钢管混凝土柱—钢梁连接节点主要包括铰接节点、半刚性节点、刚性连接节点三类，节点形式主要有柱贯通式节点、加强环式节点及端板螺栓连接节点形式。这些传统的节点形式在地震中主要通过塑性变形而不使结构发生倒塌，在地震过后这些传统的节点即使不发生断裂，也会产生较大的残余变形。过大的残余变形会导致结构在震后无法恢复到正常使用状态，不能满足继续使用的要求。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种具有自复位功能的腹板摩擦耗能式圆钢管混凝土柱-钢梁连接节点，解决了圆钢管混凝土柱表面预应力钢绞线难于锚固的问题。
为达到上述目的，本发明所述的具有自复位功能的腹板摩擦耗能式圆钢管混凝土柱-钢梁连接节点包括圆钢管混凝土柱、H型钢梁、找平构件、槽钢腹板摩擦件、连接板及若干无粘结预应力钢绞线；
找平构件扣合于圆钢管混凝土柱的侧面上，槽钢腹板摩擦件位于H型钢梁的腹板上，连接板固定于槽钢腹板摩擦件的端部，且连接板、找平构件及圆钢管混凝土柱之间固定连接，槽钢腹板摩擦件与H型钢梁的腹板之间滑动连接，H型钢梁上固定有横向加劲肋，各无粘结预应力钢绞线均依次穿过横向加劲肋、找平构件及圆钢管混凝土柱，并将H型钢梁与圆钢管混凝土柱压紧。
所述槽钢腹板摩擦件与H型钢梁的腹板之间设置有滑动片。
找平构件与连接板之间设置有垫板。
圆钢管混凝土柱与找平构件、垫板及连接板之间以及槽钢腹板摩擦件与H型钢梁的腹板之间均通过螺栓相连接。
H型钢梁中腹板上的螺栓孔均为椭圆形结构；槽钢腹板摩擦件的螺栓孔为圆形。
各无粘结预应力钢绞线分别位于槽钢腹板摩擦件的上下两侧。
各无粘结预应力钢绞线的两端均设置有锚具。
找平构件为槽钢。
H型钢梁上翼缘的上表面上及下翼缘的下表面上均设置有加强板，加强板焊接于H型钢梁的上下翼缘上。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的具有自复位功能的腹板摩擦耗能式圆钢管混凝土柱-钢梁连接节点在具体使用时，通过无粘结预应力钢绞线将H型钢梁与圆钢管混凝土柱压紧，使节点具备足够的抗弯刚度来满足正常使用要求。当地震作用达到一定程度时，槽钢腹板摩擦件和H型钢梁发生相对运动，通过槽钢腹板摩擦件与H型钢梁的腹板相互摩擦来耗散地震能量，从而避免或减少梁柱节点的破坏。地震过后，通过无粘结预应力钢绞线提供恢复力，使节点在震后恢复到初始状态，震后结构的残余变形较小，可继续使用。
附图说明
图1为本发明应用于组成框架结构体系的示意图；
图2为本发明的结构示意图；
图3为图2的俯视图；
图4为图2中1-1位置的剖视图；
图5为本发明中找平构件3的结构示意图。
图6为本发明的立体图。
其中，1为圆钢管混凝土柱、2为H型钢梁、3为找平构件、4为垫板、5为槽钢腹板摩擦件、6为高强螺栓、7为无粘结预应力钢绞线、8为横向加劲肋、9为加强板、10为连接板、11为滑动片、12为锚具。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参考图1至图5，本发明所述的具有自复位功能的腹板摩擦耗能式圆钢管混凝土柱-钢梁连接节点包括圆钢管混凝土柱1、H型钢梁2、找平构件3、槽钢腹板摩擦件5、连接板10及若干无粘结预应力钢绞线7；找平构件3扣合于圆钢管混凝土柱1的侧面上，槽钢腹板摩擦件5位于H型钢梁2的腹板上，连接板10固定于槽钢腹板摩擦件5的端部，且连接板10、找平构件3及圆钢管混凝土柱1之间固定连接，槽钢腹板摩擦件5与H型钢梁2的腹板之间滑动连接，H型钢梁2上固定有横向加劲肋8，各无粘结预应力钢绞线7均依次穿过横向加劲肋8、找平构件3及圆钢管混凝土柱1，并将H型钢梁2与圆钢管混凝土柱1压紧，其中，所述槽钢腹板摩擦件5与H型钢梁2的腹板之间设置有滑动片11；各无粘结预应力钢绞线7分别位于槽钢腹板摩擦件5的上下两侧；各无粘结预应力钢绞线7的两端均设置有锚具12。
找平构件3与连接板10之间设置有垫板4；圆钢管混凝土柱1与找平构件3、垫板4及连接板10之间以及槽钢腹板摩擦件5与H型钢梁2的腹板之间均通过螺栓相连接；H型钢梁2中腹板上的螺栓孔均为椭圆形；槽钢腹板摩擦件5的螺栓孔为圆形。
H型钢梁2上翼缘的上表面上及下翼缘的下表面上均设置有加强板9，加强板9焊接于H型钢梁2的上下翼缘上。
找平构件3为槽钢；圆钢管混凝土柱1的横截面为圆形，圆钢管的材料为普通强度等级钢材，混凝土可为普通混凝土或高性能混凝土。
所述垫板4为8mm厚的矩形钢板；滑动片11为2mm厚的黄铜片；加强板9为梯形结构。
另外，需要说明的是，为保证梁柱之间的接触性能及明确的力臂关系，在找平构件3与H型钢梁2之间设置8mm厚的垫板4，垫板4焊接在找平构件3的侧面。
本发明的工作原理为：当地震作用达到一定强度时，圆钢管混凝土柱1与H型钢梁2发生相对转动，H型钢梁2和圆钢管混凝土柱1脱开，此时通过槽钢腹板摩擦件5与H型钢梁2的腹板相互摩擦来消耗地震能量。在地震作用后，节点可以在无粘结预应力钢绞线7的作用下恢复至初始状态，残余变形较小。

Claims (9)

1.一种具有自复位功能的腹板摩擦耗能式圆钢管混凝土柱-钢梁连接节点，其特征在于，包括圆钢管混凝土柱(1)、H型钢梁(2)、找平构件(3)、槽钢腹板摩擦件(5)、连接板(10)及若干无粘结预应力钢绞线(7)；
找平构件(3)扣合于圆钢管混凝土柱(1)的侧面上，槽钢腹板摩擦件(5)位于H型钢梁(2)的腹板上，连接板(10)固定于槽钢腹板摩擦件(5)的端部，且连接板(10)、找平构件(3)及圆钢管混凝土柱(1)之间固定连接，槽钢腹板摩擦件(5)与H型钢梁(2)的腹板之间滑动连接，H型钢梁(2)上固定有横向加劲肋(8)，各无粘结预应力钢绞线(7)均依次穿过横向加劲肋(8)、找平构件(3)及圆钢管混凝土柱(1)将H型钢梁(2)与圆钢管混凝土柱(1)压紧。
2.根据权利要求1所述的具有自复位功能的腹板摩擦耗能式圆钢管混凝土柱-钢梁连接节点，其特征在于，所述槽钢腹板摩擦件(5)与H型钢梁(2)的腹板之间设置有滑动片(11)。
3.根据权利要求1所述的具有自复位功能的腹板摩擦耗能式圆钢管混凝土柱-钢梁连接节点，其特征在于，找平构件(3)与连接板(10)之间设置有垫板(4)。
4.根据权利要求3所述的具有自复位功能的腹板摩擦耗能式圆钢管混凝土柱-钢梁连接节点，其特征在于，圆钢管混凝土柱(1)与找平构件(3)、垫板(4)及连接板(10)之间以及槽钢腹板摩擦件(5)与H型钢梁(2)的腹板之间均通过螺栓相连接。
5.根据权利要求4所述的具有自复位功能的腹板摩擦耗能式圆钢管混凝土柱-钢梁连接节点，其特征在于，H型钢梁(2)中腹板上的螺栓孔为椭圆形结构；槽钢腹板摩擦件(5)的螺栓孔为圆形。
6.根据权利要求4所述的具有自复位功能的腹板摩擦耗能式圆钢管混凝土柱-钢梁连接节点，其特征在于，各无粘结预应力钢绞线(7)分别位于槽钢腹板摩擦件(5)的上下两侧。
7.根据权利要求1所述的具有自复位功能的腹板摩擦耗能式圆钢管混凝土柱-钢梁连接节点，其特征在于，各无粘结预应力钢绞线(7)的两端均设置有锚具(12)。
8.根据权利要求1所述的具有自复位功能的腹板摩擦耗能式圆钢管混凝土柱-钢梁连接节点，其特征在于，找平构件(3)为槽钢。
9.根据权利要求1所述的具有自复位功能的腹板摩擦耗能式圆钢管混凝土柱-钢梁连接节点，其特征在于，H型钢梁(2)上翼缘的上表面上及下翼缘的下表面上均设置有加强板(9)，加强板(9)焊接于H型钢梁(2)的上下翼缘上。
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