CN109594789B - 一种可恢复功能的节点加固装置及加固方法 - Google Patents

一种可恢复功能的节点加固装置及加固方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可恢复功能的节点加固装置，包括多个节点托板，每个节点托板均包括呈L形连接的第一托板和第二托板，每个节点托板的第一托板和第二托板间均连接有可更换构件；任两个相邻的节点托板的第二托板的间均固接有角耗能板，且节点托板和角耗能板呈周向分布。本发明还公开一种可恢复功能的节点加固装置的加固方法。本发明一种可恢复功能的节点加固装置，可更换构件和角耗能板能够耗散大量的地震能量，从而保护框架节点不受到破坏或者只是受到微小的破坏，能够显著提高框架节点的地震耗能能力，震后只需要将损坏的可更换构件和角耗能板更换，本加固装置即可快速恢复功能。

Description

一种可恢复功能的节点加固装置及加固方法
技术领域
本发明属于结构工程技术领域，具体涉及一种可恢复功能的节点加固装置，本发明还涉及该装置的加固方法。
背景技术
地震作用具有复杂性，现代建筑具有使用人口众多、使用功能复杂、设计使用年限长的特点，而现代建筑结构抗震技术研究如开发新的结构体系、结构抗侧力构件、结构构件设计方法等“强化”结构的“抗震”思想已经没有办法满足国民日益增长的对于美好生活的需求。抗震设防目标也逐渐从“大震不倒”、保护生命安全方面的考虑, 向震后结构可以快速恢复功能的方向转变。为了实现该目标，建筑需要一种可以在地震之后迅速恢复功能的结构或构件。可更换构件是一种新型的结构或构件设计理念，它是将结构某部位强度削弱，或在该部位设置延性耗能构件，并与主体结构通过方便拆卸的装置连接。在地震作用下，可更换构件发生弹性或塑性变形，而其余部分保持弹性。可更换构件耗散大量地震能量，保护主体结构不受破坏或只受微小破坏，地震作用后若可更换构件发生过大变形或者破坏，只需更换新的可更换构件即可快速恢复结构功能。
节点是框架梁柱构件的重要连接部分，节点的失效意味着框架梁柱受力同时失效。国内外震害表明，钢筋混凝土框架节点在地震中造成不同程度的破坏，主要破坏形式为节点核心区剪切破坏和钢筋锚固破坏，严重的甚至引起整个框架发生倒塌。另外，框架节点发生地震破坏后，对其进行修复相对比较困难。但是目前罕有能够提高框架节点的抗震能力以及震后修复的结抗震技术。
发明内容
本发明的目的是提供一种可恢复功能的节点加固装置，能够提高框架节点的地震耗能能力，且该装置在强烈地震作用后可快速恢复功能。
本发明还提供了一种可恢复功能的节点加固装置的加固方法。
本发明所采用第一种技术方案是，一种可恢复功能的节点加固装置，包括多个节点托板，每个节点托板均包括呈L形连接的第一托板和第二托板，每个节点托板的第一托板和第二托板间均连接有可更换构件；任两个相邻的节点托板的第二托板间均固接有角耗能板，且节点托板和角耗能板呈周向分布。
本发明第一种技术方案的特点还在于：
包括四个节点托板和四个角耗能板，且每个角耗能板均呈L形。
每个节点托板的第一托板的内表面和第二托板的内表面上均固接有多腹板型钢，可更换构件的一端与第一托板上的多腹板型钢固接，可更换构件的另一端与第二托板上的多腹板型钢固接。
每个第一托板的外表面上均固接有两个托板肋板，且每个第一托板上的托板肋板相互平行。
每个第二托板的内表面上均固接有多个肋板，每个角耗能板的边缘处也均固接有耗能板肋板，任两个相邻的所述第二托板上的肋板和角耗能板上的耗能板肋板固接。
本发明采用的另一种技术方案是：
一种可恢复功能的节点加固装置的加固方法，具体按照下述步骤进行：
步骤1，将四个节点托板均固接在节点处，将四个第二托板均与柱固接，将四个第一托板均与不同的梁固接；
步骤2，在任两个相邻的第二托板间均固接角耗能板，使得节点托板和角耗能板呈周向分布；
步骤3，在每个节点托板的第二托板和第一托板间固接可更换构件。
步骤1具体按照下述步骤进行：
步骤1.1，将四个第一托板上的托板肋板均与不同的梁卡接；
步骤1.2，用素混凝土填充每个节点托板与梁之间的缝隙，并将边缘处的素混凝土清理干净；
步骤1.3，步骤1.2完成后，将每个节点托板均固接在节点处，将每个第二托板与柱固接，将每个第一托板均与不同的梁固接。
本发明采用的第二种技术方案的特点还在于：
相邻的第二托板上的肋板和角耗能板上的耗能板肋板通过螺栓固接。
步骤3具体按照下述步骤进行：
步骤3.1，在每个第一托板的内表面和每个第二托板的内表面上均固接多腹板型钢；
步骤3.2，在同一个节点托板上的第一托板和第二托板间连接可更换构件，其中可更换构件的一端与第一托板上的多腹板型钢固接，可更换构件的另一端与第二托板上的多腹板型钢固接。
每个角耗能板由普通钢材、形状记忆合金、低屈服点钢材或复合钢板制作。
本发明的有益效果是：
本发明一种可恢复功能的节点加固装置，可更换构件和角耗能板能够耗散大量的地震能量，从而保护框架节点不受到破坏或者只是受到微小的破坏，震后只需要将损坏的可更换构件更换即可，能够显著提高框架节点的地震耗能能力；
本发明一种可恢复功能的节点加固装置通过延缓框架节点塑性铰的出现来提高框架节点的地震耗能能力，不需像传统的节点加固方法一样通过穿透楼板来将节点包裹的方法来加强节点，可以大大减小施工难度；
本发明一种可恢复功能的节点加固装置中的部件均为工厂预制件，只需要在施工现场进行组装，能够显著提升施工效率；
本发明一种可恢复功能的节点加固装置的加固方法，操作简单，适合工业化连续生产。
附图说明
图1是本发明一种可恢复功能的节点加固装置的安装示意图；
图2是是本发明一种可恢复功能的节点加固装置的安装分解示意图；
图3是本发明一种可恢复功能的节点加固装置中节点托板的结构示意图；
图4是本发明一种可恢复功能的节点加固装置中角耗能板的结构示意图；
图5是本发明一种可恢复功能的节点加固装置多腹板型钢的结构示意图。
图中，1. 节点托板，2. 角耗能板，3. 第一托板，4. 第二托板，5. 可更换构件，6.多腹板型钢，7. 托板肋板，8. 耗能板肋板，9. 肋板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
一种可恢复功能的节点加固装置，如图1、图2和图3所示，包括四个节点托板1，每个节点托板1均包括呈L形连接的第一托板3和第二托板4，第一托板3和第二托板4上均预开有多个螺栓孔，每个第一托板3的外表面上均固接有两个托板肋板7，且每个第一托板3上的托板肋板7相互平行，每个第一托板3上的两个托板肋板7之间的距离与梁的宽度相等。每个第二托板4的内表面上均固接有四个平行的肋板9，一个托板肋板7与中间的一个肋板9一体成型，另一个托板肋板7也与中间的另一个肋板9也一体成型，每个第二托板4上的肋板9平行设置；
如图1、图2和图4所示，每个节点托板1的第一托板3的内表面和第二托板4的内表面上均固接有多腹板型钢6，每个多腹板型钢6均包括两个相对设置的钢板，两个钢板间垂直固接有多个腹板；多腹板型钢6的一个钢板与第一托板3或第二托板4固接；每个节点托板1的第一托板3和第二托板4间还固接有可更换构件5，可更换构件5的一端与第一托板3上的多腹板型钢6固接，可更换构件5的另一端与第二托板4上的多腹板型钢6固接；
如图1、图2和图5所示，任两个相邻的节点托板1的第二托板4间均固接有角耗能板2，每个角耗能板2的边缘处也均固接有耗能板肋板8，每个第二托板4上的肋板9和角耗能板2上的耗能板肋板8固接。
地震作用下，框架节点产生塑性铰，本发明一种可恢复功能的节点加固装置主要通过限制角位移型的可更换构件5来耗散地震能力，其余部分皆保持弹性。强烈地震作用下，可更换构件5剪切屈服发生大变形，其余部分保持弹性。强烈地震作用后，只需更换新的可更换构件5即可快速恢复结构功能。当可更换构件5破坏后，由具有极强耗能能力的角耗能板2来耗散地震能量，角耗能板2剪切屈服，而其余部分依然保持弹性。强烈地震作用后，只需更换新的角耗能板2和可更换构件5即可快速恢复结构功能。
托板肋板7和肋板9能够增强节点托板1的抗弯承载力和抗扭转承载力，耗能板肋板8能够增强角耗能板2的抗弯承载力和抗扭转承载力。
一种可恢复功能的节点加固装置的加固方法，，具体按照下述步骤进行：
步骤1，将四个节点托板1均固接在节点处，将四个第二托板4均与柱固接，将四个第一托板3均与不同的梁固接，具体按照下述步骤进行：
步骤1.1，将四个第一托板3上的托板肋板7均与不同的梁卡接；
步骤1.2，用素混凝土填充每个 节点托板1与梁之间的缝隙，并将边缘一处的素混凝土清理干净；
步骤1.3，步骤1.2完成后，将每个节点托板1均固接在节点处，将每个第二托板4与柱固接，将每个第一托板3均与不同的梁固接。
步骤2，在任两个相邻的第二托板4间均固接角耗能板2，使得节点托板1和角耗能板2呈周向分布，其中相邻的第二托板4上的肋板9和角耗能板2上的耗能板肋板8通过螺栓固接；
步骤3，在每个节点托板1的第二托板4和第一托板3间固接可更换构件5。
本发明一种可恢复功能的节点加固装置，可更换构件和角耗能板能够耗散大量的地震能量，从而保护框架节点不受到破坏或者只是受到微小的破坏，能够显著提高框架节点的地震耗能能力，震后只需要将损坏的可更换构件和角耗能板更换，本加固装置即可快速恢复功能；本发明一种可恢复功能的节点加固装置通过延缓框架节点塑性铰的出现来提高框架节点的地震耗能能力，不需像传统的节点加固方法一样通过穿透楼板来将节点包裹的方法来加强节点，可以大大减小施工难度；本发明一种可恢复功能的节点加固装置中的部件均为工厂预制件，只需要在施工现场进行组装，能够显著提升施工效率；本发明一种可恢复功能的节点加固装置的加固方法，操作简单，适合工业化连续生产。

Claims (4)

1.一种可恢复功能的节点加固装置，其特征在于，包括四个节点托板（1）和四个角耗能板（2），每个所述节点托板（1）均包括呈L形连接的第一托板（3）和第二托板（4），每个所述节点托板（1）的第一托板（3）和第二托板（4）间均连接有可更换构件（5）；任两个相邻的节点托板（1）的第二托板（4）间均固接有角耗能板（2），且每个所述角耗能板（2）均呈L形，且所述节点托板（1）和角耗能板（2）呈周向分布；
每个所述节点托板（1）的第一托板（3）的内表面和第二托板（4）的内表面上均固接有多腹板型钢（6），所述可更换构件（5）的一端与第一托板（3）上的多腹板型钢（6）固接，所述可更换构件（5）的另一端与第二托板（4）上的多腹板型钢（6）固接；
每个多腹板型钢（6）均包括两个相对设置的钢板，两个钢板间垂直固接有多个腹板；
每个所述第一托板（3）的外表面上均固接有两个托板肋板（7），且每个所述第一托板（3）上的托板肋板（7）相互平行；
每个所述第二托板（4）的内表面上均固接有多个肋板（9），每个所述角耗能板（2）的边缘处也均固接有耗能板肋板（8），任两个相邻的所述第二托板（4）上的肋板（9）和角耗能板（2）上的耗能板肋板（8）固接。
2.一种如权利要求1所述的可恢复功能的节点加固装置的加固方法，其特征在于，具体按照下述步骤进行：
步骤1，将四个节点托板（1）均固接在节点处，将四个第二托板（4）均与柱固接，将四个第一托板（3）均与不同的梁固接；
所述步骤1具体按照下述步骤进行：
步骤1.1，将四个第一托板（3）上的托板肋板（7）均与不同的梁卡接；
步骤1.2，用素混凝土填充每个节点托板（1）与梁之间的缝隙，并将边缘处的素混凝土清理干净；
步骤1.3，步骤1.2完成后，将每个节点托板（1）均固接在节点处，将每个第二托板（4）与柱固接，将每个第一托板（3）均与不同的梁固接；
步骤2，在任两个相邻的第二托板（4）间均固接角耗能板（2），使得节点托板（1）和角耗能板（2）呈周向分布；
步骤3，在每个节点托板（1）的第二托板（4）和第一托板（3）间固接可更换构件（5）；
所述步骤3具体按照下述步骤进行：
步骤3.1，在每个第一托板（3）的内表面和每个第二托板（4）的内表面上均固接多腹板型钢（6）；
步骤3.2，在同一个节点托板（1）上的第一托板（3）和第二托板（4）间连接可更换构件（5），其中可更换构件（5）的一端与第一托板（3）上的多腹板型钢（6）固接，可更换构件（5）的另一端与第二托板（4）上的多腹板型钢（6）固接。
3.根据权利要求2所述的一种可恢复功能的节点加固装置的加固方法，其特征在于，相邻的第二托板（4）上的肋板（9）和角耗能板（2）上的耗能板肋板（8）通过螺栓固接。
4.根据权利要求2所述的一种可恢复功能的节点加固装置的加固方法，其特征在于，每个所述角耗能板（2）由普通钢材、形状记忆合金、低屈服点钢材或复合钢板制作。
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