CN109723145A - 含全长约束无焊型防屈曲耗能组件的铰支钢框架节点 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含全长约束无焊型防屈曲耗能组件的铰支钢框架节点，包括框架柱、耗能组件、框架梁、第三和第四约束板。耗能组件包括侧板、第一和第二核心板；侧板可拆卸地固定在框架柱上，第一和第二核心板沿长度方向均依次相连地设有柱侧端板、耗能段和梁侧端板；第一和第二核心板上下间隔水平相对地设置且柱侧端板固定在侧板上；框架梁包括第一和第二约束板；第一和第三约束板分别间隙地叠设在第一核心板的上下两侧且可拆卸地固定，以全长约束第一核心板；第二和第四约束板间隙地叠设在第二核心板的上下两侧且可拆卸地固定，以全长约束第二核心板；第一、第二、第三和第四约束板沿前后方向均设有锯齿对接开缝。该节点抗震能力强，震后修复快。

Description

含全长约束无焊型防屈曲耗能组件的铰支钢框架节点

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，尤其是涉及一种含可更换屈曲约束耗能板的铰支钢框架节点。

背景技术

地震自古以来便是对人类危害极大的自然灾害之一，给人类的社会带来了巨大损失。对于建筑来说，如果在设计之初就没有考虑到震后可修复对策，那么很可能严重影响该建筑灾后的应急和正常使用。因此，如何设计出一种可恢复功能结构、构件或者连接节点，在震后能最快速地恢复其正常使用功能，已成为可持续发展工程结构抗震的重要研究方向之一。

1994年的Northridge地震以及1995年的Kobe地震中，大量钢框架全焊接或栓焊混合等梁柱刚性连接节点发生脆性破坏，灾害表明传统钢结构节点构造不能提供设计所期望的延性。震后研发的传统全焊接或栓焊混合节点也依然存在焊接工作量较大、工艺复杂、现场焊接质量难以保证等缺点。

此外，现行使用的屈曲约束支撑，由于端部不能被较好的约束住，因此容易在端部发生屈曲。在地震破坏时，破坏大多发生在核心部的焊接部位，产生脆性破坏。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种含全长约束无焊缝型防屈曲耗能支撑的铰支钢框架节点，该节点抗震能力强，减少了焊缝的脆性破坏，地震后可以通过简单更换防屈曲耗能支撑的方式对结构进行快速修复。

根据本发明实施例的含全长约束无焊型防屈曲耗能组件的铰支钢框架节点，包括：

框架柱；

耗能组件，所述耗能组件包括侧板、第一核心板和第二核心板；所述侧板竖向设置，所述第一核心板和第二核心板沿长度方向均依次相连地设有柱侧端板、耗能段和梁侧端板；所述第一核心板和所述第二核心板上下间隔水平相对地设置且所述第一核心板的所述柱侧端板和所述第二核心板的所述柱侧端板固定在所述侧板上；所述侧板可拆卸地固定在所述框架柱上；

框架梁，所述框架梁包括第一横梁板、第二横梁板和腹板，所述第一横梁板包括相连的第一约束板和第一翼板，所述第二横梁板包括相连的第二约束板和第二翼板，所述腹板连接在所述第一翼板和所述第二翼板之间；

第三约束板和第四约束板，所述第一约束板和所述第三约束板分别间隙地叠设在所述第一核心板的上下两侧，且所述第一约束板、所述第一核心板和所述第三约束板可拆卸地固定，以全长约束所述第一核心板；所述第二约束板和所述第四约束板间隙地叠设在所述第二核心板的上下两侧，且所述第二约束板、所述第二核心板和所述第四约束板可拆卸地固定，以全长约束所述第二核心板；所述第一约束板、所述第二约束板、所述第三约束板和所述第四约束板沿前后方向均设有锯齿对接开缝。

根据本发明实施例的含全长约束无焊型防屈曲耗能组件的铰支钢框架节点，耗能组件的第一核心板通过第一约束板和第三约束板实现全长约束，第二核心板通过第二约束板和第四约束板实现全长约束，也就是说，第一核心板和第二核心板的柱侧端板、耗能段和梁侧端板均能被较好地约束住。由于全长约束的原因，核心耗能部分与整个支撑形成整体，地震作用下，与现有屈曲约束支撑相比，可避免柱侧端板和梁侧端板发生屈曲，使结构呈现出更好的滞回性能，第一核心板和第二核心板不会屈曲失稳，使得耗能段先于整体结构中其它构件及部件发生屈服并利用塑性滞回耗散地震能量，可使第一核心板和第二核心板在拉压变形下更好地发挥耗能能力，提高了结构整体的抗震能力。同时框架柱、耗能组件、框架梁、第三约束板和第四约束板之间采用可拆卸的固定方式，例如采用螺栓固定，实现全长无焊，减少了焊缝对构件耗能能力所带来的影响，即减少了脆性破坏能力，保证了防屈曲耗能支撑具有较大的延性和耗能能力，并且增加屈曲约束耗能组件耗能能力，保持了框架空间灵活性的优点，同时具有优异的抗震性能和功能可恢复性，地震后可以通过简单更换防屈曲耗能支撑的方式对结构进行快速修复，震后修复效率得到了提高、修复代价显著降低。

根据本发明实施例的含全长约束无焊型防屈曲耗能组件的铰支钢框架节点，由于第一约束板、第二约束板、第三约束板和第四约束板沿前后方向均设有锯齿对接开缝，由此，当节点转动，框架梁某侧受压时，第一约束板或第三约束板上的锯齿对接开缝段产生闭合趋势，通过锯齿咬合对接有利于第一约束板或第三约束板可以相对或背对运动第一核心板受压时，其发生侧向弯曲与第一约束板或第三约束板接触，第一约束板和第三约束板限制了第一核心板的耗能段的侧向位移，使其发生多波屈曲，避免发生整体屈曲，进而使第一核心板的耗能段整个长度范围内均能达到屈服，因此，第一核心板受压时会受到两侧的约束板即第一约束板和第三约束板的约束，第一核心板受压时也只会屈服不会屈曲，拉压变形的延性基本相等且较大，其力-位移曲线基本对称，且屈服后其强度不会有下降的趋势，滞回曲线饱满、稳定，低周疲劳性能较好；同理，第二约束板和第四约束板上的锯齿对接开缝段产生闭合趋势，通过锯齿咬合对接约束第二约束板和第四约束板不发生平面外位移，第二核心板受压时，其发生侧向弯曲与第二约束板或第四约束板接触，第二约束板和第四约束板限制了第二核心板的耗能段的侧向位移，使其发生多波屈曲，避免发生整体屈曲，进而使第二核心板的耗能段整个长度范围内均能达到屈服，因此，第二核心板受压时会受到两侧的约束板即第二约束板和第四约束板的约束，第二核心板受压时也只会屈服不会屈曲，拉压变形的延性基本相等且较大，其力-位移曲线基本对称，且屈服后其强度不会有下降的趋势，滞回曲线饱满、稳定，低周疲劳性能较好。

根据本发明的一个实施例，所述第一约束板的左端部分、所述第一核心板的所述柱侧端板和所述第三约束板的左端部分可拆卸地固定，所述第一约束板的右端部分、所述第二核心板的所述梁侧端板和所述第三约束板的右端部分可拆卸地固定，所述第一约束板和所述第三约束板在沿长度方向上且在前后两侧可拆卸地固定；所述第二约束板的左端部分、所述第二核心板的所述柱侧端板和所述第四约束板的左端部分可拆卸地固定，所述第二约束板的右端部分、所述第二核心板的所述梁侧端板和所述第四约束板的右端部分可拆卸地固定，所述第二约束板和所述第四约束板在沿长度方向上且在前后两侧位置可拆卸地固定。

根据本发明的一个实施例，还包括填充板，所述第一约束板与所述第一核心板之间、所述第三约束板与所述第一核心板之间、所述第二约束板与所述第二核心板之间及所述第四约束板与所述第二核心板之间均可拆卸地填充有所述填充板，以使所述第一核心板的所述耗能段与所述第一约束板和所述第三约束板之间均保持间隙，且所述第二核心板的所述耗能段与所述第二约束板和所述第四约束板之间均保持间隙。

根据本发明进一步的实施例，还包括多个第一连接件和多个第二连接件；所述第一约束板、所述第三约束板及位于所述第一约束板与所述第三约束板之间的填充板上在前后两侧位置分别设有多个相互对应的第一滑孔，所述第二约束板、所述第四约束板及位于所述第二约束板与所述第四约束板之间的填充板上在前后两侧位置分别设有多个相互对应的第二滑孔；多个所述第一连接件分别相应地穿过多个相互对应的所述第一滑孔，以将所述第一约束板、所述第三约束板及位于所述第一约束板与所述第三约束板之间的填充板可拆卸地固定；多个所述第二连接件分别相应地穿过多个相互对应的所述第二滑孔，以将所述第二约束板、所述第四约束板及位于所述第二约束板与所述第四约束板之间的填充板可拆卸地固定。

根据本发明进一步的实施例，所述第一约束板、所述第三约束板、所述第二约束板和所述第四约束板的外侧面上分别可拆卸地固定有第一盖板、第三盖板、第二盖板和第四盖板，以分别盖住所述第一约束板、所述第三约束板、所述第二约束板和所述第四约束板上的所述锯齿对接开缝。

根据本发明再进一步的实施例，还包括多个第三连接件和多个第四连接件；所述第一盖板、所述第三盖板、所述第一约束板、所述第三约束板及位于所述第一约束板与所述第三约束板之间的填充板上在前后两侧位置分别设有多个相互对应的第三滑孔，所述第二盖板、所述第四盖板、所述第二约束板、所述第四约束板及位于所述第二约束板与所述第四约束板之间的填充板上在前后两侧位置分别设有多个相互对应的第四滑孔；多个所述第三连接件分别相应地穿过多个相互对应的所述第三滑孔，以将所述第一盖板、所述第三盖板、所述第一约束板、所述第三约束板及位于所述第一约束板与所述第三约束板之间的填充板可拆卸地固定；多个所述第四连接件分别相应地穿过多个相互对应的所述第四滑孔，以将所述第二盖板、所述第四盖板、所述第二约束板、所述第四约束板及位于所述第二约束板与所述第四约束板之间的填充板可拆卸地固定。

根据本发明再进一步的实施例，还包括填充块；所述第一盖板、所述第三盖板、所述第二盖板和所述第四盖板在前后方向上分别设有前翼缘和后翼缘，所述第一盖板的所述前翼缘与所述第三盖板的所述前翼缘之间、所述第一盖板的所述后翼缘与所述第三盖板的所述后翼缘之间、所述第二盖板的所述前翼缘与所述第四盖板的所述前翼缘之间及所述第二盖板的所述后翼缘与所述第四盖板的所述后翼缘之间均填充有所述填充块且可拆卸地固定。

根据本发明再进一步的实施例，所述第一盖板的所述前翼缘和所述后翼缘、所述第三盖板的所述前翼缘和所述后翼缘均与所述第一滑孔在前后方向上对应；所述第二盖板的所述前翼缘和所述后翼缘、所述第四盖板的所述前翼缘和所述后翼缘均与所述第二滑孔在前后方向上对应。

根据本发明的一些实施例，还包括第五连接件；所述耗能组件还包括第一耳板，所述第一耳板设有第一通孔，所述第一耳板在竖直面上固定在所述侧板上且位于所述第一核心板与所述第二核心板之间；所述框架梁还包括第二耳板，所述第二耳板设有第二通孔，所述第二耳板在竖直面上与所述腹板固定且位于所述第一约束板与所述第二约束板之间；所述第一耳板与所述第二耳板配合以使所述第一通孔和所述第二通孔对应，所述第五连接件穿过所述第一通孔和所述第二通孔，以将所述第一耳板和所述第二耳板可拆卸地固定。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或是通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一个实施例的含全长约束无焊型防屈曲耗能组件的铰支钢框架节点的立体图。

图2是本发明一个实施例的含全长约束无焊型防屈曲耗能组件的铰支钢框架节点的爆炸图。

图3是图2中的框架柱的立体示意图。

图4是图2中的耗能组件的立体示意图。

图5是图2中的框架梁的立体示意图。

图6是图2中的第三约束板和第四约束板的立体示意图。

图7是图2中的填充板和填充块的立体示意图。

图8是图2中的第一盖板、第二盖板、第三盖板和第四盖板的立体示意图。

附图标记：

铰支钢框架节点100

框架柱1

耗能组件2 第一核心板21 第二核心板22 侧板23 柱侧端板24 耗能段25

梁侧端板26 第一耳板27 第一通孔271

框架梁3 第一横梁板31 第一约束板311 第一翼板312 第二横梁板32

第二约束板321 第二翼板322 腹板33 锯齿对接开缝340

第二耳板35 第二通孔351

第三约束板41 第四约束板42 填充板51 填充块52

第一滑孔61 第二滑孔62 第三滑孔61’ 第四滑孔62’

第一盖板71 第二盖板72 第三盖板73 第四盖板74 前翼缘75 后翼缘76

螺栓8

具体实施方式

下面详细介绍本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例行的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考图1至图8来描述根据本发明实施例的含全长约束无焊型防屈曲耗能组件2的铰支钢框架节点100。

如图1至图8所示，根据本发明实施例的含全长约束无焊型防屈曲耗能组件2的铰支钢框架节点100，包括框架柱1、耗能组件2、框架梁3、第三约束板41和第四约束板42。其中，耗能组件2包括侧板23、第一核心板21和第二核心板22；侧板23竖向设置，第一核心板21和第二核心板22沿长度方向均依次相连地设有柱侧端板24、耗能段25和梁侧端板26；第一核心板21和第二核心板22上下间隔水平相对地设置且第一核心板21的柱侧端板24和第二核心板22的柱侧端板24固定在侧板23上；侧板23可拆卸地固定在框架柱1上。框架梁3包括第一横梁板31、第二横梁板32和腹板33，第一横梁板31包括相连的第一约束板311和第一翼板312，第二横梁板32包括相连的第二约束板321和第二翼板322，腹板33连接在第一翼板312和第二翼板322之间。第一约束板311和第三约束板41分别间隙地叠设在第一核心板21的上下两侧，且第一约束板311、第一核心板21和第三约束板41可拆卸地固定，以全长约束第一核心板21；第二约束板321和第四约束板42间隙地叠设在第二核心板22的上下两侧，且第二约束板321、第二核心板22和第四约束板42可拆卸地固定，以全长约束第二核心板22；第一约束板311、第二约束板321、第三约束板41和第四约束板42沿前后方向均设有锯齿对接开缝340。

具体而言，耗能组件2包括侧板23、第一核心板21和第二核心板22。其中，侧板23竖向设置，且可拆卸地固定在框架柱1上，例如，在框架柱1上设置柱侧螺栓8孔，在侧板23上设置侧板螺栓8孔，使用螺栓8穿过柱侧螺栓8孔和侧板螺栓8孔将侧板23固定在框架上。第一核心板21和第二核心板22沿长度方向均依次相连地设有柱侧端板24、耗能段25和梁侧端板26，在地震作用下，耗能段25发生轴向的拉压变形，其先于节点整体结构中其它构件及部件发生屈服并利用塑性滞回耗散地震能量。第一核心板和第二核心板上下间隔水平同方向设置且第一核心板21的柱侧端板24和第二核心板22的柱侧端板24固定在侧板23上，例如第一核心板的柱侧端板和第二核心板22的柱侧端板24可以通过可拆卸的方式固定侧板23上，由此，该耗能组件2有利于与框架梁3进行匹配连接。

框架梁3包括第一横梁板31、第二横梁板32和腹板33。其中，第一横梁板31包括相连的第一约束板311和第一翼板312，第二横梁板32包括相连的第二约束板321和第二翼板322，腹板33连接在第一翼板312和第二翼板322之间。在第一横梁板31和第二横梁板32上直接设置第一约束板311和第二约束板321上，有利于将框架梁3与耗能组件2连接固定起来，同时，还有利于约束第一核心板21和第二核心板22。

第一约束板311和第三约束板41分别间隙地叠设在第一核心板21的上下两侧，且第一约束板311、第一核心板21和第三约束板41可拆卸地固定，以全长约束第一核心板21。例如，第一约束板311与第一核心板21保持一定间隙叠设在第一核心板21的下侧面上，第三约束板41与第一核心板21保持一定间隙叠设在第一核心板21的上侧面上，同时，第一约束板311的左端部分、第一核心板21的柱侧端板24和第三约束板41的左端部分采用螺栓8连接，第一约束板311的右端部分、第二核心板22的梁侧端板26和第三约束板41的右端部分采用螺栓8连接，第一约束板311和第三约束板41在沿长度方向上且在前后两侧采用螺栓8连接，从而实现第一核心板21的全长约束无焊。第二约束板321和第四约束板42间隙地叠设在第二核心板22的上下两侧，且第二约束板321、第二核心板22和第四约束板42可拆卸地固定，以全长约束第二核心板22。例如，第二约束板321与第二核心板22保持一定间隙叠设在第一核心板21的上侧面上，第四约束板42与第二核心板22保持一定间隙叠设在第二核心板22的下侧面上，同时，第二约束板321的左端部分、第二核心板22的柱侧端板24和第四约束板42的左端部分采用螺栓8连接，第二约束板321的右端部分、第二核心板22的梁侧端板26和第四约束板42的右端部分采用螺栓8连接，第二约束板321和第四约束板42在沿长度方向上且在前后两侧位置采用螺栓8连接。从而实现第二核心板22的全长约束无焊。

第一约束板311、第二约束板321、第三约束板41和第四约束板42沿前后方向均设有锯齿对接开缝340。由此，当框架梁某侧(类似屈曲约束支撑)受压时，第一约束板311或第三约束板41上的锯齿对接开缝340段产生闭合趋势，通过锯齿咬合对接有利于第一约束板311或第三约束板41可以相对或背对运动，第一核心板21受压时，其发生侧向弯曲与第一约束板311或第三约束板41接触，第一约束板311和第三约束板41限制了第一核心板21的耗能段25的侧向位移，使其发生多波屈曲，避免发生整体屈曲，进而使第一核心板21的耗能段25整个长度范围内均能达到屈服，因此，第一核心板21受压时会受到两侧的约束板即第一约束板311和第三约束板41的约束，第一核心板21受压时也只会屈服不会屈曲，拉压变形的延性基本相等且较大，其力-位移曲线基本对称，且屈服后其强度不会有下降的趋势，滞回曲线饱满、稳定，低周疲劳性能较好；同理，第二约束板321和第四约束板42上的锯齿对接开缝340段产生闭合趋势，通过锯齿咬合对接有利于第二约束板321和第四约束板42可以相对或背对运动，第二核心板22受压时，其发生侧向弯曲与第二约束板321或第四约束板42接触，第二约束板321和第四约束板42限制了第二核心板22的耗能段25的侧向位移，使其发生多波屈曲，避免发生整体屈曲，进而使第二核心板22的耗能段25整个长度范围内均能达到屈服，因此，第二核心板22受压时会受到两侧的约束板即第二约束板321和第四约束板42的约束，第二核心板22受压时也只会屈服不会屈曲，拉压变形的延性基本相等且较大，其力-位移曲线基本对称，且屈服后其强度不会有下降的趋势，滞回曲线饱满、稳定，低周疲劳性能较好。根据本发明实施例的含全长约束无焊型防屈曲耗能组件2的铰支钢框架节点100，耗能组件2的第一核心板21通过第一约束板311和第三约束板41实现全长约束，第二核心板22通过第二约束板321和第四约束板42实现全长约束，也就是说，第一核心板21和第二核心板22的柱侧端板24、耗能段25和梁侧端板26均能被较好地约束住。由于全长约束的原因，核心耗能部分与整个支撑形成整体，地震作用下，与现有屈曲约束支撑相比，可避免柱侧端板24和梁侧端板26发生屈曲，使结构呈现出更好的滞回性能，第一核心板21和第二核心板22不会屈曲失稳，使得耗能段25先于整体结构中其它构件及部件发生屈服并利用塑性滞回耗散地震能量，可使第一核心板21和第二核心板22在拉压变形下更好地发挥耗能能力，提高了结构整体的抗震能力。同时框架柱1、耗能组件2、框架梁3、第三约束板41和第四约束板42之间采用可拆卸的固定方式，例如采用螺栓8固定，实现全长无焊，减少了焊缝对构件耗能能力所带来的影响，即减少了焊缝脆性破会，保证了防屈曲耗能支撑具有较大的延性和耗能能力，并且增加屈曲约束耗能组件2耗能能力，保持了框架空间灵活性的优点，同时具有优异的抗震性能和功能可恢复性，地震后可以通过简单更换防屈曲耗能支撑的方式对结构进行快速修复，震后修复效率得到了提高、修复代价显著降低。

根据本发明的一个实施例，第一约束板311的左端部分、第一核心板21的柱侧端板24和第三约束板41的左端部分可拆卸地固定，第一约束板311的右端部分、第二核心板22的梁侧端板26和第三约束板41的右端部分可拆卸地固定，第一约束板311和第三约束板41在沿长度方向上且在前后两侧可拆卸地固定；第二约束板321和第四约束板42间隙地叠设在第二核心板22的上下两侧，且第二约束板321的左端部分、第二核心板22的柱侧端板24和第四约束板42的左端部分可拆卸地固定，第二约束板321的右端部分、第二核心板22的梁侧端板26和第四约束板42的右端部分可拆卸地固定，第二约束板321和第四约束板42在沿长度方向上且在前后两侧位置可拆卸地固定。由此，实现第一核心板21和第二核心板22的全长约束无焊。

优选的，第一约束板311的左端部分、第一核心板21的柱侧端板24和第三约束板41的左端部分采用螺栓8连接，第一约束板311的右端部分、第二核心板22的梁侧端板26和第三约束板41的右端部分采用螺栓8连接，第一约束板311和第三约束板41在沿长度方向上且在前后两侧采用螺栓8连接；第二约束板321的左端部分、第二核心板22的柱侧端板24和第四约束板42的左端部分采用螺栓8连接，第二约束板321的右端部分、第二核心板22的梁侧端板26和第四约束板42的右端部分采用螺栓8连接，第二约束板321和第四约束板42在沿长度方向上且在前后两侧位置采用螺栓8连接。

根据本发明的一个实施例，还包括填充板51，第一约束板311与第一核心板21之间、第三约束板41与第一核心板21之间、第二约束板321与第二核心板22之间及第四约束板42与第二核心板22之间均可拆卸地填充有填充板51，以使第一核心板21的耗能段25与第一约束板311和第三约束板41之间均保持间隙，且第二核心板22的耗能段25与第二约束板321和第四约束板42之间均保持间隙。由此，通过第一核心板21、第一约束板311、第三约束板41、位于第一约束板311与第一核心板21之间的填充板51及位于第三约束板41与第一核心板21之间的填充板51共同形成第一核心板21的类似屈曲约束支撑，通过第二核心板22、第二约束板321、第四约束板42、位于第二约束板321与第二核心板22之间的填充板51及位于第四约束板42与第二核心板22之间的填充板51共同形成第二核心板22的类似屈曲约束支撑。

根据本发明进一步的实施例，还包括多个第一连接件和多个第二连接件；第一约束板311、第三约束板41及位于第一约束板311与第三约束板41之间的填充板51上在前后两侧位置分别设有多个相互对应的第一滑孔61，第二约束板321、第四约束板42及位于第二约束板321与第四约束板42之间的填充板51上在前后两侧位置分别设有多个相互对应的第二滑孔62；多个第一连接件(例如第一连接件为螺栓8)分别相应地穿过多个相互对应的第一滑孔61，以将第一约束板311、第三约束板41及位于第一约束板311与第三约束板41之间的填充板51固定；多个第二连接件(例如第二连接件为螺栓8)分别相应地穿过多个相互对应的第二滑孔62，以将第二约束板321、第四约束板42及位于第二约束板321与第四约束板42之间的填充板51固定。由此，当第一核心板21和第二核心板22由于地震作用发生变形时，使得类似屈曲约束支撑在缩短或伸长时，在第一约束板311和第三约束板41约束第一核心板21的平面外变形及第二约束板321和第四约束板42约束第二核心板22的同时，通过各部件的滑动摩擦可以消耗一定地震能量。

根据本发明进一步的实施例，第一约束板311、第三约束板41、第二约束板321和第四约束板42的外侧面上分别设有第一盖板71、第三盖板73、第二盖板72和第四盖板74，以分别盖住第一约束板311、第三约束板41、第二约束板321和第四约束板42上的锯齿对接开缝340。由此，通过第一盖板71、第三盖板73、第一约束板311和第三约束板41共同形成对第一核心板21的约束机制，第一盖板71和第三盖板73可以分别防止第一约束板311和第三约束板41发生平面外移；通过第二盖板72、第四盖板74、第二约束板321和第四约束板42共同形成对第二核心板22的约束机制，第二盖板72和第四盖板74可以分别防止第二约束板321和第三约束板42发生平面外移。

根据本发明再进一步的实施例，还包括多个第三连接件和多个第四连接件；第一盖板71、第三盖板73、第一约束板311、第三约束板41及位于第一约束板311与第三约束板41之间的填充板51上在前后两侧位置分别设有多个相互对应的第三滑孔61’，第二盖板72、第四盖板74、第二约束板321、第四约束板42及位于第二约束板321与第四约束板42之间的填充板51上在前后两侧位置分别设有多个相互对应的第四滑孔62’；多个第三连接件(例如第三连接件为螺栓8)分别相应地穿过多个相互对应的第三滑孔61’，以将第一盖板71、第三盖板73、第一约束板311、第三约束板41及位于第一约束板311与第三约束板41之间的填充板51固定；多个第四连接件(例如第四连接件为螺栓8)分别相应地穿过多个相互对应的第四滑孔62’，以将第二盖板72、第四盖板74、第二约束板321、第四约束板42及位于第二约束板321与第四约束板42之间的填充板51固定。由此，在地震时，第三连接件和第四连接件与盖板发生相对滑动发生摩擦过程中，也可消耗一定的地震能量。

根据本发明再进一步的实施例，还包括填充块52；第一盖板71、第三盖板73、第二盖板72和第四盖板74在前后方向上分别设有前翼缘75和后翼缘76，第一盖板71的前翼缘75与第三盖板73的前翼缘75之间、第一盖板71的后翼缘76与第三盖板73的后翼缘76之间、第二盖板72的前翼缘75与第四盖板74的前翼缘75之间及第二盖板72的后翼缘76与第四盖板74的后翼缘76之间均填充有填充块52且可拆卸地固定(例如采用螺栓8固定)。通过填充块52，将第一盖板71的前翼缘75与第三盖板73的前翼缘75之间、第一盖板71的后翼缘76与第三盖板73的后翼缘76之间、第二盖板72的前翼缘75与第四盖板74的前翼缘75之间及第二盖板72的后翼缘76与第四盖板74的后翼缘76之间填实支撑起来。优选的，第一盖板71的前翼缘75和后翼缘76、第三盖板73的前翼缘75和后翼缘76均与第一滑孔61在前后方向上对应；第二盖板72的前翼缘75和后翼缘76、第四盖板74的前翼缘75和后翼缘76均与第二滑孔62在前后方向上对应。由此，更好地约束第一核心板21和第二核心板22。

根据本发明的一些实施例，还包括第五连接件；耗能组件2还包括第一耳板27，第一耳板27设有第一通孔271，第一耳板27在竖直面上固定在侧板23上且位于第一核心板21与第二核心板22之间；框架梁3还包括第二耳板35，第二耳板35设有第二通孔351，第二耳板35在竖直面上与腹板33固定且位于第一约束板311与第二约束板321之间；第一耳板27与第二耳板35配合以使第一通孔271和第二通孔351对应，第五连接件穿过第一通孔271和第二通孔351，以将第一耳板27和第二耳板35固定。第五连接件可以为螺栓8，通过设置第五连接件将第一耳板27和第二连接耳板连接，从而将框架梁3和耗能部件进一步连接，增加框架和耗能部件连接的可靠性，同时，地震时，第一耳板27、第二耳板35和第五连接件之间存在一定的摩擦力，可利用摩擦力消耗地震力，进一步提高本发明铰支钢框架节点100的耗能能力。

根据本发明的一些实施例，耗能段25在前后方向上的宽度尺寸小于左端板和右端板在前后方向上的宽度尺寸。由此，在发生地震时，耗能段25可以优先于节点整体结构中其它构件及部件发生屈服并利用塑性滞回耗散地震能量。

下面介绍一下本发明实施例的铰支钢框架节点100的有益效果：

第一、保持框架节点空间灵活性，建筑空间利用率大，不影响美观。

根据本发明实施例的铰支钢框架节点100，屈曲约束耗能部件可通过螺栓8与框架柱1和铰支框架梁3连接成整体，屈曲约束耗能部件的核心板(即第一核心板21和第二核心板22)和约束板(即第一约束板311和第三约束板41、第二约束板321和第四约束板42)均可与框架梁3的翼板(即第一翼板312和第二翼板322)平行设置，屈曲约束耗能部件的侧板23与框架柱1平行设置，核心板、约束板和侧板23的厚度均较小，并未在框架转角斜向布置耗能部件，因此，本发明实施例的铰支钢框架节点100基本不占用其他建筑空间，保持了传统框架节点空间灵活性，建筑空间利用率大，并符合传统的审美观。

第二、可采用全螺栓8实现可拆卸连接，符合建筑工业化要求。

本发明实施例的铰支钢框架节点100中屈曲约束耗能部件、约束板、填充部件均是由不同板材组成，可以利用成熟的机械制造工艺，对各个部件采用工业化方式生产，且螺栓8更容易批量化生产。经理论、试验及计算分析之后，可以总结常用的规格参数，形成各板材、螺栓8和部件的标准化设计和应用，对实现这种结构的工业化建造和节省震后修复时间具有突出的意义。因此，可将本发明的框架节点中的各部件制成标准元件，便于工业化生产与应用。

第三、抗震性能较好。

(1)全长约束、无焊缝，整体性更强。

本发明实施例提出的核心板(即第一核心板21和第二核心板22)全长约束，核心耗能部分与整个支撑形成整体，在地震的作用下，该支撑不会发生屈曲变形，使结构体现出更好的滞回性能；核心板(即第一核心板21和第二核心板22)无焊缝，可有效避免由于不良焊缝使核心板在焊缝处变脆弱、易断裂的影响，提高了核心板的耗能能力。

(2)延性较大、滞回性能稳定，低周疲劳性能较好。

由于屈曲约束耗能部件的上下一对核心板(即第一核心板21和第二核心板22)经历的是轴向拉压变形，核心板(即第一核心板21和第二核心板22)受压时会受到上下侧的约束板(即第一约束板311和第三约束板41、第二约束板321和第四约束板42)，核心板(第一核心板21和第二核心板22)受压时也只会屈服不会屈曲，拉压变形的延性基本相等且较大，其力-位移曲线基本对称，滞回曲线饱满、稳定，低周疲劳性能较好。

(3)屈服与摩擦联合耗能，耗能能力较强。

屈曲约束耗能部件的核心板(即第一核心板21和第二核心板22)的滞回曲线饱满，耗能能力较强，此外，第一耳板27、第二耳板35和第五连接件之间存在一定的摩擦力，可利用摩擦力消耗地震力，进一步提高本发明铰支钢框架节点100的耗能能力。

(4)容易更换，震后功能可恢复性好。

地震作用下，采用本发明实施例的铰支钢框架节点100损伤集中在核心板(即第一核心板21和第二核心板22)的耗能段25上，而其它主要构件并不发生明显损伤，震后只需要更换屈曲约束耗能部件即可恢复结构的功能。

(5)受力与损伤机制明确，结构损伤集中。

根据本发明实施例的铰支钢框架节点100，其在地震作用下，屈曲约束耗能部件中核心板(即第一核心板21和第二核心板22)发生轴向拉压变形，核心板(即第一核心板21和第二核心板22)的耗能段25先于其它构件及部件发生屈服并利用塑性滞回耗散地震能量，使得地震作用下塑性行为集中在梁端，而作为主要承重构件的板、梁、柱本身不会发生塑性变形。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨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，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种含全长约束无焊型防屈曲耗能组件的铰支钢框架节点，其特征在于，包括：

框架柱；

耗能组件，所述耗能组件包括侧板、第一核心板和第二核心板；所述侧板竖向设置，所述第一核心板和第二核心板沿长度方向均依次相连地设有柱侧端板、耗能段和梁侧端板；所述第一核心板和所述第二核心板上下间隔水平相对地设置且所述第一核心板的所述柱侧端板和所述第二核心板的所述柱侧端板固定在所述侧板上；所述侧板可拆卸地固定在所述框架柱上；

框架梁，所述框架梁包括第一横梁板、第二横梁板和腹板，所述第一横梁板包括相连的第一约束板和第一翼板，所述第二横梁板包括相连的第二约束板和第二翼板，所述腹板连接在所述第一翼板和所述第二翼板之间；

第三约束板和第四约束板，所述第一约束板和所述第三约束板分别间隙地叠设在所述第一核心板的上下两侧，且所述第一约束板、所述第一核心板和所述第三约束板可拆卸地固定，以全长约束所述第一核心板；所述第二约束板和所述第四约束板间隙地叠设在所述第二核心板的上下两侧，且所述第二约束板、所述第二核心板和所述第四约束板可拆卸地固定，以全长约束所述第二核心板；所述第一约束板、所述第二约束板、所述第三约束板和所述第四约束板沿前后方向均设有锯齿对接开缝。

2.根据权利要求1所述的含全长约束无焊型防屈曲耗能组件的铰支钢框架节点，其特征在于，所述第一约束板的左端部分、所述第一核心板的所述柱侧端板和所述第三约束板的左端部分可拆卸地固定，所述第一约束板的右端部分、所述第二核心板的所述梁侧端板和所述第三约束板的右端部分可拆卸地固定，所述第一约束板和所述第三约束板在沿长度方向上且在前后两侧可拆卸地固定；所述第二约束板的左端部分、所述第二核心板的所述柱侧端板和所述第四约束板的左端部分可拆卸地固定，所述第二约束板的右端部分、所述第二核心板的所述梁侧端板和所述第四约束板的右端部分可拆卸地固定，所述第二约束板和所述第四约束板在沿长度方向上且在前后两侧位置可拆卸地固定。

3.根据权利要求1所述的含全长约束无焊型防屈曲耗能组件的铰支钢框架节点，其特征在于，还包括填充板，所述第一约束板与所述第一核心板之间、所述第三约束板与所述第一核心板之间、所述第二约束板与所述第二核心板之间及所述第四约束板与所述第二核心板之间均可拆卸地填充有所述填充板，以使所述第一核心板的所述耗能段与所述第一约束板和所述第三约束板之间均保持间隙，且所述第二核心板的所述耗能段与所述第二约束板和所述第四约束板之间均保持间隙。

4.根据权利要求3所述的含全长约束无焊型防屈曲耗能组件的铰支钢框架节点，其特征在于，还包括多个第一连接件和多个第二连接件；所述第一约束板、所述第三约束板及位于所述第一约束板与所述第三约束板之间的填充板上在前后两侧位置分别设有多个相互对应的第一滑孔，所述第二约束板、所述第四约束板及位于所述第二约束板与所述第四约束板之间的填充板上在前后两侧位置分别设有多个相互对应的第二滑孔；多个所述第一连接件分别相应地穿过多个相互对应的所述第一滑孔，以将所述第一约束板、所述第三约束板及位于所述第一约束板与所述第三约束板之间的填充板可拆卸地固定；多个所述第二连接件分别相应地穿过多个相互对应的所述第二滑孔，以将所述第二约束板、所述第四约束板及位于所述第二约束板与所述第四约束板之间的填充板可拆卸地固定。

5.根据权利要求3所述的含全长约束无焊型防屈曲耗能组件的铰支钢框架节点，其特征在于，所述第一约束板、所述第三约束板、所述第二约束板和所述第四约束板的外侧面上分别可拆卸地固定有第一盖板、第三盖板、第二盖板和第四盖板，以分别盖住所述第一约束板、所述第三约束板、所述第二约束板和所述第四约束板上的所述锯齿对接开缝。

6.根据权利要求5所述的含全长约束无焊型防屈曲耗能组件的铰支钢框架节点，其特征在于，还包括多个第三连接件和多个第四连接件；所述第一盖板、所述第三盖板、所述第一约束板、所述第三约束板及位于所述第一约束板与所述第三约束板之间的填充板上在前后两侧位置分别设有多个相互对应的第三滑孔，所述第二盖板、所述第四盖板、所述第二约束板、所述第四约束板及位于所述第二约束板与所述第四约束板之间的填充板上在前后两侧位置分别设有多个相互对应的第四滑孔；多个所述第三连接件分别相应地穿过多个相互对应的所述第三滑孔，以将所述第一盖板、所述第三盖板、所述第一约束板、所述第三约束板及位于所述第一约束板与所述第三约束板之间的填充板可拆卸地固定；多个所述第四连接件分别相应地穿过多个相互对应的所述第四滑孔，以将所述第二盖板、所述第四盖板、所述第二约束板、所述第四约束板及位于所述第二约束板与所述第四约束板之间的填充板可拆卸地固定。

7.根据权利要求6所述的含全长约束无焊型防屈曲耗能组件的铰支钢框架节点，其特征在于，还包括填充块；所述第一盖板、所述第三盖板、所述第二盖板和所述第四盖板在前后方向上分别设有前翼缘和后翼缘，所述第一盖板的所述前翼缘与所述第三盖板的所述前翼缘之间、所述第一盖板的所述后翼缘与所述第三盖板的所述后翼缘之间、所述第二盖板的所述前翼缘与所述第四盖板的所述前翼缘之间及所述第二盖板的所述后翼缘与所述第四盖板的所述后翼缘之间均填充有所述填充块且可拆卸地固定。

8.根据权利要求7所述的含全长约束无焊型防屈曲耗能组件的铰支钢框架节点，其特征在于，所述第一盖板的所述前翼缘和所述后翼缘、所述第三盖板的所述前翼缘和所述后翼缘均与所述第一滑孔在前后方向上对应；所述第二盖板的所述前翼缘和所述后翼缘、所述第四盖板的所述前翼缘和所述后翼缘均与所述第二滑孔在前后方向上对应。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的含全长约束无焊型防屈曲耗能组件的铰支钢框架节点，其特征在于，还包括第五连接件；所述耗能组件还包括第一耳板，所述第一耳板设有第一通孔，所述第一耳板在竖直面上固定在所述侧板上且位于所述第一核心板与所述第二核心板之间；所述框架梁还包括第二耳板，所述第二耳板设有第二通孔，所述第二耳板在竖直面上与所述腹板固定且位于所述第一约束板与所述第二约束板之间；所述第一耳板与所述第二耳板配合以使所述第一通孔和所述第二通孔对应，所述第五连接件穿过所述第一通孔和所述第二通孔，以将所述第一耳板和所述第二耳板可拆卸地固定。