CN110145036A - 钢结构主体装配式连接结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钢结构主体装配式连接结构，包括预埋钢梁、中间钢梁、翼缘盖板、腹板盖板及前置缓冲板。翼缘盖板上设有薄弱结构，使得其在承受一定的作用力时相对翼缘盖板的其他位置提前发生变形或者断裂。腹板盖板与中间钢梁匹配的一侧设有与腹板上的圆孔A相对应的条形孔。前置缓冲板上设有圆孔B。中间钢梁上的螺栓的螺杆能够穿过圆孔A、条形孔及圆孔B，而将腹板盖板、前置缓冲板、腹板固定连接。前置缓冲板的中部设有弯曲部a，装配后弯曲部a对应在两钢梁相对接位置。本专利的实施方案能有效解决钢结构建筑抗震能力相对较弱，抗震结构占用空间大、施工操作相对困难的问题。

Description

钢结构主体装配式连接结构

技术领域

本发明涉及钢结构建筑领域，具体涉及钢结构主体装配式节点的连接结构，该种连接结构在钢结构建筑领域能够被广泛应用。

背景技术

在建筑领域，装配式钢结构因其形成的建筑框架具有质量轻、强度高、抗震性能好、施工速度快、节能环保等优点，而成为建筑业发展的热点方向。在装配式钢结构中，柱梁连接节点是装配式钢结构的重要组成部分，其对于建筑结构的整体受力性能具有重要影响。

传统的钢结构建筑中，柱梁连接节点采用在混凝土立柱上预先设置一段预埋钢梁，然后通过焊接或者螺栓连接的方式，在预埋钢梁的端部装配中间钢梁的连接结构形式。近年来，以采用被动耗能阻尼器为代表的减震技术得到了很大发展。已有的研发成果集中在节点上，但是现有的被动式耗能阻尼器的体积一般较大，不能很好地满足使用要求。

亟需研发一种适用于钢结构的连接结构，使其在正常使用条件下连接结构是刚性的，而在遇到地震时，依靠该连接结构能按照可靠的滞回特性传动震能，地震停止后又能表现为刚性行为，提高结构的抗倒塌能力，且最好使得施工难度低，占用空间小，在大地震作用下损伤较小，能提供中、大震后的可修复功能。

发明内容

针对钢结构建筑抗震能力相对较弱，抗震结构占用空间大、施工操作相对困难的问题，本发明提供了一种钢结构主体装配式连接结构。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种钢结构主体装配式连接结构，包括设有预埋钢梁的混凝土立柱、与预埋钢梁的端部对接的中间钢梁、螺栓地连接在两钢梁对接处的翼缘外端面上的翼缘盖板、螺栓地连接在两钢梁对接处的腹板两侧面上的腹板盖板以及螺栓地连接在两钢梁对接处且设在所述腹板盖板的板面上的前置缓冲板，该前置缓冲板能够被相对地设置在腹板盖板的板面内侧或者外侧，或者在腹板盖板的板面内侧及外侧同时设置。

所述翼缘盖板上对应于两钢梁对接处的位置设有薄弱结构，该薄弱结构能够使得所述翼缘盖板在承受到一定的作用力时相对翼缘盖板的其他位置提前发生变形或者断裂。

所述腹板盖板与所述中间钢梁匹配的一侧上设有能够与腹板上设有的圆孔A相对应的条形孔，另一侧设置有与相对侧腹板上的圆孔A相对应的圆孔，该条形孔的长度方向与钢梁的长度方向一致。所述前置缓冲板上设有能够与腹板上的圆孔A相对应的圆孔B。

安装在所述中间钢梁上的螺栓的螺杆能够穿过腹板上的圆孔A、腹板盖板上的条形孔及前置缓冲板上的圆孔B，而将腹板盖板、前置缓冲板、腹板相固定连接，且使得螺栓的螺杆穿设在所述条形孔靠近所述预埋钢梁的一侧。

所述前置缓冲板的中部设有在所述腹板盖板的板面宽度方向上延伸的弯曲部a，且装配后使该弯曲部a对应在两钢梁相对端间形成的间隙位置。

部分实施例中，于所述翼缘盖板上所设置的薄弱结构具体位于所述翼缘盖板的侧壁面中部。如以下实施例：

所述薄弱结构为，于所述翼缘盖板的侧壁面中部设置的槽壁呈弧面的凹槽。

所述薄弱结构为，于所述翼缘盖板的侧壁面中部设置的应力槽。

所述翼缘盖板的侧壁面中部设有侧凸台；所述薄弱结构为，于所述侧凸台的壁面中部设置的应力槽。

部分实施例中，所述腹板盖板的中部设有向所述腹板一侧延伸的弯曲部，且所述腹板上设有为所述弯曲部实施让位的缺口；所述弯曲部a对应在所述弯曲部的外侧。

部分实施例中，所述腹板盖板的中部设有向所述腹板一侧延伸的弯曲部；所述弯曲部a对应在所述弯曲部的内侧，且端面上设有容纳所述弯曲部的凹槽。

部分实施例中，：所述前置缓冲板朝向所述腹板盖板的端面上分布设有点状凸起。

本发明的有益效果是：本专利的实施方案，有效解决了钢结构建筑抗震能力相对较弱，抗震结构占用空间大、施工操作相对困难的问题。所提供的钢梁连接结构，使其在正常使用条件下连接结构是刚性的，而在遇到地震时，依靠该连接结构能按照可靠的滞回特性传动震能，地震停止后又能表现为刚性行为，提高结构的抗倒塌能力，且施工难度低，占用空间小，在大地震作用下损伤较小，能提供中、大震后的可修复功能。

附图说明

图1为本专利实施方案的一种结构示意图。

图2为本专利实施方案中，翼缘盖板的实施结构一示意图。

图3为本专利实施方案中，翼缘盖板的实施结构二示意图。

图4为本专利实施方案中，翼缘盖板的实施结构三示意图。

图5为本专利实施方案的另一种结构示意图。

图6为本专利实施方案的第三种结构示意图。

图中：1混凝土立柱，2预埋钢梁，3中间钢梁，4翼缘，5腹板，51圆孔A，6翼缘盖板，61薄弱结构，61a凹槽，61b应力槽，611侧凸台，7腹板盖板，71条形孔，72弯曲部，8前置缓冲板，81弯曲部a，82圆孔B，83点状凸起

具体实施方式

说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“前”、“后”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1至图6所示的一种钢结构主体装配式连接结构，包括设有预埋钢梁2的混凝土立柱1、与预埋钢梁2的端部对接的中间钢梁3、螺栓地连接在两钢梁2、3相对接处的翼缘4外端面上的翼缘盖板6、螺栓地连接在两钢梁2、3相对接处的腹板5两侧面上的腹板盖板7以及螺栓地连接在两钢梁2、3相对接处且设在所述腹板盖板7的板面上的前置缓冲板8。两钢梁2、3均呈H型，配置有螺栓的位置，除非特别说明，形状均为圆孔。翼缘盖板6、腹板盖板7及前置缓冲板8上设置的与螺栓相对应的孔，除非特别说明形状亦均为圆孔。

所述翼缘盖板6上，对应于两钢梁2、3对接处的位置设有薄弱结构61，该薄弱结构61能够使得所述翼缘盖板6在承受到一定的作用力时相对翼缘盖板6的其他位置提前发生变形或者断裂。

所述腹板盖板7与所述中间钢梁3相匹配的一侧上设有能够与腹板5上设有的圆孔A51相对应的条形孔71，该条形孔71的长度方向与钢梁2、3的长度方向一致。所述前置缓冲板8上设有能够与腹板5上的圆孔A51相对应的圆孔B82。

安装在所述中间钢梁3上的螺栓的螺杆能够穿过腹板5上的圆孔A51、腹板盖板7上的条形孔71及前置缓冲板8上的圆孔B82，而将腹板盖板7、前置缓冲板8、腹板5三者相固定连接，且使得螺栓的螺杆穿设在所述条形孔71靠近所述预埋钢梁2的一侧，即螺栓杆对应在条形孔的中部偏预埋钢梁2的一侧。

所述前置缓冲板8的中部设有在所述腹板盖板7的板面宽度方向上延伸的弯曲部a81，且装配后使该弯曲部a81对应在两钢梁2、3相对端间形成的间隙位置。

图1所示的前置缓冲板8上形成的弯曲部a81使得前置缓冲板8整体呈“几”字形，而且图示的实施例中，每个腹板盖板7的外端面上配置有一对前置缓冲板8，该两个前置缓冲板8上的弯曲部a81的弯曲方向相反。所述弯曲部a81可为如图所示的一道弯曲的结构，还可在其他具体实施方案中设置的具有多道弯曲循环的结构。

图5和图6中所示的前置缓冲板8上的弯曲部a的弯曲方向一致，而且方向一致时优选如图示的朝上侧方向弯曲的实施结构。该两图中的对应每个腹板盖板7端面的前置缓冲板8个数为三个，且图5中前置缓冲板8相对设置在腹板盖板7的外端面上，图6中前置缓冲板8相对设置在腹板盖板7的内端面与腹板的端面之间。

在本专利的实施方案下，翼缘盖板6与两个钢梁2、3的翼缘4通过螺栓固定，与该处固定翼缘盖板6的翼缘上的通孔为圆孔，圆孔的内径与螺杆的外径相适应，也即可采用现有技术手段或说常规手段中螺栓与孔的配合形式。腹板盖板7、前置缓冲盖板8对应在预埋钢梁2腹板5部分的一段上设置的与螺栓匹配的孔为圆孔，这样腹板盖板7、前置缓冲盖板8通过螺栓固定在预埋钢梁2的腹板5上后，相对预埋钢梁2的腹板5不会沿纵向(钢梁长度方向)形成有大的游动行程。

所述前置缓冲板8对应在中间钢梁3腹板5部分的一段上设置的与螺栓匹配的孔为圆孔，腹板盖板7对应在中间钢梁3腹板5部分的一段上设置的与螺栓匹配的孔为条形孔71。这样腹板盖板7、前置缓冲板8通过螺栓固定在中间钢梁3的腹板5上后，地震未发生时，相对中间钢梁3的腹板5静止，当发生地震时，翼缘盖板6的薄弱结构61部分会出现塑性变形，使得两钢梁2、3的相对端之间产生相对移动，会使得中间钢梁3通过其上设置的螺栓驱使前置缓冲板8产生拉伸弹性变形，而因为螺栓是与中间钢梁上的条形孔61配合的，相对条形孔的两端端面具有一定的间距，所以一般震动作用下，依靠连接结构形成的可靠的滞回特性传动震能，不会促使腹板盖板7产生塑性变形。所以本专利方案下，地震发生时能够借助翼缘盖板6和前置缓冲板8的塑性变形，吸收震能，减小地震对建筑钢梁结构的破坏，避免钢梁的梁体受到较大的拉伸，而使得楼板断裂。其有助于提高钢结构建筑的抗震能力，而且该种抗震结构还具有占用空间小、施工操作简单、快捷的优点。

受到强烈的地震作用，使得翼缘盖板6的薄弱结构61部分断裂时，能借助螺栓与条形孔71之间存在的游动间距，以及前置缓冲板8的弯曲部a81有一定的拉伸变形行程，延缓过大的震动作用力作用到腹板5上，避免对腹板5与腹板盖板7之间的连接结构形成剧烈冲击，且最终能够依靠前置缓冲板8和腹板盖板7的双重塑性变形实施吸能、抗震，有助于规避强震作用下钢结构倒塌的可能，提升钢结构建筑的的安全性能。震损后直接更换梁体节点连接处的连接部件即可，有助于使得震后修复工作能够顺利进行。

部分实施方案中，所述前置缓冲板8上设置的弯曲部a的最小宽度最好不小于前置缓冲板8的宽度。

如图6所示的实施方案，其前置缓冲板8被设置在腹板5与腹板盖板7之间，还能够在前置缓冲板8产生拉伸弹性变形的过程中，借助形变与摩擦作用吸收震能。

为有效规避前置缓冲板8与腹板盖板7之间接触面间的相对摩擦力过大，对前置缓冲板8的拉伸变形行程阻碍，如图6所示，在所述前置缓冲板8朝向所述腹板盖板7的端面上分布设有点状凸起83。该点状凸起83的端面可为平面或弧面。该点状凸起83的主体可为柱形、球形或条形。

如图6所示，为进一步提升本专利实施方案的抗震能力及抗倒塌能力，所述腹板盖板的中部设有向腹板一侧延伸的弯曲部72。所述腹板5的端部设有为所述弯曲部72实施让位的缺口。安装后所述弯曲部72与所述弯曲部a81的位置对应，即，弯曲部72对应在两钢梁2、3腹板相对端间形成的间隙位置，并延伸至腹板5上设置的让位用的缺口内。此种实施方案下，虽然受腹板厚度的限制，弯曲部72的弯曲结构延伸长度不会太大，显然小于弯曲部a81的弯曲结构延伸长度，但其能够在前置缓冲板8的拉伸抗震末期，同时出现拉伸弹性变形，而与前置缓冲板8同步借助滞回特性传动震能，使得抗震能力进一步提高，不会轻易使腹板盖板7出现塑性变形，使得抗倒塌能力显著提高。

如图5所示，设置有弯曲部72时，前置缓冲板8一般设置在腹板盖板7的外部。如图6所示，腹板盖板7上没有设置弯曲部72时，前置缓冲板8能够设置在腹板盖板7的外部或内部，甚至在内、外各有设置。

如图2至图4所示，所述翼缘盖板6上设置的薄弱结构61为设置在翼缘盖板6侧面中部的凹槽61a(又如图1、图6)或者应力槽61b(又如图5)。图4在所述翼缘盖板6的侧面中部设置了侧凸台611，应力槽61b设置在该侧凸台611侧面的中部。图4的结构能够保证翼缘盖板6本身的板面刚性。

上述实施方式仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。本发明还有许多方面可以在不违背总体思想的前提下进行改进，对于熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，可对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种钢结构主体装配式连接结构，其包括预埋钢梁、中间钢梁、螺栓地连接在两钢梁对接处的翼缘盖板和腹板盖板，其特征在于：还包括螺栓地连接在两钢梁对接处且设在所述腹板盖板的板面上的前置缓冲板；

所述翼缘盖板上，对应于两钢梁对接处的位置设有薄弱结构，该薄弱结构能够使得所述翼缘盖板在承受一定的作用力时相对翼缘盖板的其他位置提前发生变形或者断裂；

所述腹板盖板与所述中间钢梁匹配的一侧上设有能够与腹板上设有的圆孔A相对应的条形孔，该条形孔的长度方向与钢梁的长度方向一致；

所述前置缓冲板上设有能够与腹板上的圆孔A相对应的圆孔B；

安装在所述中间钢梁上的螺栓的螺杆能够穿过腹板上的圆孔A、腹板盖板上的条形孔及前置缓冲板上的圆孔B，而将腹板盖板、前置缓冲板、腹板相固定连接，且使得螺栓的螺杆穿设在所述条形孔靠近所述预埋钢梁的一侧；

所述前置缓冲板的中部设有在所述腹板盖板的板面宽度方向上延伸的弯曲部a，且装配后使该弯曲部a对应在两钢梁相对端间形成的间隙位置。

2.根据权利要求1所述的钢结构主体装配式连接结构，其特征在于：于所述翼缘盖板上所设置的薄弱结构具体位于所述翼缘盖板的侧壁面中部。

3.根据权利要求2所述的钢结构主体装配式连接结构，其特征在于：所述薄弱结构为，于所述翼缘盖板的侧壁面中部设置的槽壁呈弧面的凹槽。

4.根据权利要求2所述的钢结构主体装配式连接结构，其特征在于：所述薄弱结构为，于所述翼缘盖板的侧壁面中部设置的应力槽。

5.根据权利要求2所述的钢结构主体装配式连接结构，其特征在于：所述翼缘盖板的侧壁面中部设有侧凸台；所述薄弱结构为，于所述侧凸台的壁面中部设置的应力槽。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的钢结构主体装配式连接结构，其特征在于：所述腹板盖板的中部设有向所述腹板一侧延伸的弯曲部，且所述腹板上设有为所述弯曲部实施让位的缺口；所述弯曲部a对应在所述弯曲部的外侧。

7.根据权利要求6所述的钢结构主体装配式连接结构，其特征在于：所述前置缓冲板朝向所述腹板盖板的端面上分布设有点状凸起。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的钢结构主体装配式连接结构，其特征在于：所述腹板盖板的中部设有向所述腹板一侧延伸的弯曲部；所述弯曲部a对应在所述弯曲部的内侧，且端面上设有容纳所述弯曲部的凹槽。

9.根据权利要求8所述的钢结构主体装配式连接结构，其特征在于：所述前置缓冲板朝向所述腹板盖板的端面上分布设有点状凸起。

10.根据权利要求1至5中任一项所述的钢结构主体装配式连接结构，其特征在于：所述前置缓冲板朝向所述腹板盖板的端面上分布设有点状凸起。