CN111058533A - 一种摩擦耗能型装配式梁柱连接节点 - Google Patents

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Abstract

一种摩擦耗能型装配式梁柱连接节点，包括H型钢柱和H型钢梁，所述H型钢梁的上翼缘、下翼缘均通过翼缘连接件与H型钢柱的柱翼缘相连接，所述H型钢梁两侧的梁腹板均通过腹板连接件与H型钢柱的柱翼缘相连接，所述H型钢梁、下翼缘连接件和腹板连接件均通过多套高强螺栓分别与H型钢柱、H型钢梁相连接，所述梁腹板上的其他螺栓孔为水平向的长圆螺栓孔，与下翼缘盖板相连接的下翼缘连接件上的螺栓孔为水平向的长圆螺栓孔。本发明利用各部件的摩擦耗能来削弱地震对节点产生的变形和损伤，维持主体结构的相对稳定，也有利于震后修复；同时，此装配式的节点可提高现场的施工效率，减少对主体结构的施工时间。

Description

一种摩擦耗能型装配式梁柱连接节点
技术领域
本发明涉及一种建筑结构工程技术领域，尤其涉及一种摩擦耗能型装配式梁柱连接节点。
背景技术
传统高强螺栓连接梁柱节点中，通过高强螺栓紧固连接，当发生地震时，构件整体的延性不足，能量只能通过螺栓的破坏以及杆件的屈服甚至断裂、破坏来耗散能量的，构件整体延性不足，因此无法保证构件整体结构的极限承载能力，从而需要更换整个结构，造成大量的维修、再造费用。传统梁柱全焊接节点中，梁上下翼缘及腹板与柱现场施焊，该形式的节点延性差，地震中容易发生脆性破坏，且需现场施焊，大大影响了施工速度与质量，不适于装配式钢结构中，同时由于焊接面积大，容易产生较大的残余应力，影响节点的受力性能。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出摩擦耗能型装配式梁柱连接节点，具体技术方案为：
一种摩擦耗能型装配式梁柱连接节点，包括H型钢柱和H型钢梁，所述H型钢梁的梁上翼缘通过上翼缘连接件与H型钢柱的柱翼缘相连接，H型钢梁的梁下翼缘通过下翼缘连接件与H型钢柱的柱翼缘相连接，所述H型钢梁两侧的梁腹板均通过腹板连接件与H型钢柱的柱翼缘相连接，所述H型钢梁、下翼缘连接件和腹板连接件均通过多套高强螺栓分别与H型钢柱、H型钢梁相连接；所述梁上翼缘、上翼缘连接件、柱翼缘、腹板连接件均开设与高强螺栓相匹配的标准螺栓孔，所述梁腹板上最上端的螺栓孔为所述标准螺栓孔，梁腹板上的其他螺栓孔为水平向的长圆螺栓孔；所述下翼缘连接件的底面设置有与其相匹配的下翼缘盖板，所述下翼缘盖板通过高强螺栓与下翼缘连接件、梁下翼缘相连接，与下翼缘盖板相连接的下翼缘连接件上的螺栓孔为水平向的长圆螺栓孔。
进一步地，所述梁下翼缘与下翼缘连接件之间、下翼缘连接件与下翼缘盖板之间均设置有垫片。
进一步地，所述垫片为黄铜垫片。
进一步地，所述上翼缘连接件、下翼缘连接件和腹板连接件均为角钢。
进一步地，所述柱翼缘通过所述角钢与H型钢梁的端侧面设置有一定间隙。
进一步地，所述间隙的宽度不小于高强螺栓在所述长圆螺栓孔内向一侧滑移的距离。
进一步地，所述H型钢柱上设置有分别与所述角钢的水平连接部分相平齐的加劲肋。
有益效果：
本发明利用各部件的摩擦耗能来削弱地震对节点产生的变形和损伤，维持主体结构的相对稳定，也有利于震后修复；同时，此装配式的节点可提高现场的施工效率，减少对主体结构的施工时间。
附图说明
图1为本发明的整体示意图。
图2为本发明的正视图。
图3为本发明的梁腹板螺栓孔示意图。
图4为本发明的局部放大图。
图中：1H型钢梁，11梁上翼缘，12上翼缘连接件，13梁下翼缘，14下翼缘连接件，15梁腹板，16腹板连接件，2H型钢柱，21柱翼缘，3高强螺栓，4标准螺栓孔，5长圆螺栓孔，6加劲肋，7黄铜垫片，8下翼缘盖板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步描述：
如图1、图2所示，一种摩擦耗能型装配式梁柱连接节点，包括H型钢柱2和H型钢梁1，所述H型钢梁1的梁上翼缘11通过上翼缘连接件12与H型钢柱2的柱翼缘21相连接，H型钢梁1的梁下翼缘13通过下翼缘连接件14与H型钢柱2的柱翼缘21相连接，所述H型钢梁1两侧的梁腹板15均通过腹板连接件16与H型钢柱2的柱翼缘21相连接，所述H型钢梁1、下翼缘连接件14和腹板连接件16均通过多套高强螺栓3分别与H型钢柱2、H型钢梁1相连接。所述节点采用装配式安装，通过工厂焊接、工地现场栓接，有效避免现场焊接作业，避免产生较大的残余应力，所述H型钢柱2安装于基础上；H型钢柱2在H型钢梁1处设置有加劲肋6，所述加劲肋6分别与上翼缘连接件12和下翼缘连接件14的水平连接部分平齐，可防止H型钢柱2的柱翼缘21产生局部屈曲。
如图3所示，所述梁上翼缘11、上翼缘连接件12、柱翼缘21、腹板连接件16均开设与高强螺栓3相匹配的标准螺栓孔4；所述梁腹板15上最上端的螺栓孔为所述标准螺栓孔4，梁腹板15上的标准螺栓孔4为H型钢梁1的转动中心，梁腹板15上的其他螺栓孔为水平向的长圆螺栓孔5。当H型钢梁1承受荷载时，H型钢梁1将绕所述转动中心产生转动，H型钢梁1的梁腹板15与腹板连接件16之间产生相对位移，由于两者在滑动时产生摩擦力，约束梁腹板15与腹板连接件16之间的相对滑动，消耗能量；同时，通过调整高强螺栓3的预紧力，可以使梁腹板15和腹板连接件16在屈服前的静摩擦力达到最大值，从而使H型钢梁1不会因为应力过大发生塑性变形，耗散大荷载作用下的能量。上翼缘连接件12与梁翼缘上连接的高强螺栓3能提供较大的刚性约束，其与腹板连接件16协同工作，共同约束H型钢梁1的梁上翼缘11的发生较大变形，保证梁上翼缘11的稳定，使得楼板不会因局部变形过大而发生破坏。
如图4所示，所述下翼缘连接件14的底面设置有与其相匹配的下翼缘盖板8，所述下翼缘盖板8通过高强螺栓3与下翼缘连接件14、梁下翼缘13相连接，与下翼缘盖板8相连接的下翼缘连接件14上的螺栓孔为水平向的长圆螺栓孔5；所述梁下翼缘13与下翼缘连接件14之间、下翼缘连接件14与下翼缘盖板8之间均设置有垫片。相对于传统的节点均采用螺栓标准开孔的形式，下翼缘连接件14上开设长圆螺栓孔5，在H型钢梁1受到荷载作用时，此处的连接结构可滑移的位移较大，是主要耗能区域；随着荷载增大，滑移位移增大，高强螺栓3倾斜，进而拉动下翼缘盖板8滑动，从而能够很好耗散能量。所述梁下翼缘13、下翼缘连接件14、下翼缘盖板8之间设置的垫片，可以提高摩擦滞回耗能的稳定性，最大程度地削弱震后结构中出现的塑性变形和损伤；同时，减小摩擦面的磨损以及长时间的接触造成接触面材料相互侵蚀的问题。在震后修复中，如果垫片产生磨损，仅需更换黄铜垫片7；或者松动、更换高强螺栓3，即可恢复到震前的连接强度，修复方便快捷。
本实施例中，所述垫片为黄铜垫片7。所述上翼缘连接件12、下翼缘连接件14和腹板连接件16均为角钢；所述柱翼缘21通过所述角钢与H型钢梁1的端侧面设置有一定间隙，所述间隙的宽度不小于高强螺栓3在所述长圆螺栓孔5内向一侧滑移的距离。
在强震作用下，所述节点的破坏顺序应为高强螺栓3破坏先于下翼缘盖板8和钢柱屈服变形，从而在震后仅需更换螺栓，无需更换钢柱或者整体推倒重建，达到低损甚至无损的效果。

Claims (7)

1.一种摩擦耗能型装配式梁柱连接节点，包括H型钢柱和H型钢梁，所述H型钢梁的梁上翼缘通过上翼缘连接件与H型钢柱的柱翼缘相连接，H型钢梁的梁下翼缘通过下翼缘连接件与H型钢柱的柱翼缘相连接，所述H型钢梁两侧的梁腹板均通过腹板连接件与H型钢柱的柱翼缘相连接，所述H型钢梁、下翼缘连接件和腹板连接件均通过多套高强螺栓分别与H型钢柱、H型钢梁相连接，其特征在于：所述梁上翼缘、上翼缘连接件、柱翼缘、腹板连接件均开设与高强螺栓相匹配的标准螺栓孔，所述梁腹板上最上端的螺栓孔为所述标准螺栓孔，梁腹板上的其他螺栓孔为水平向的长圆螺栓孔；所述下翼缘连接件的底面设置有与其相匹配的下翼缘盖板，所述下翼缘盖板通过高强螺栓与下翼缘连接件、梁下翼缘相连接，与下翼缘盖板相连接的下翼缘连接件上的螺栓孔为水平向的长圆螺栓孔。
2.根据权利要求1所述的一种摩擦耗能型装配式梁柱连接节点，其特征在于：所述梁下翼缘与下翼缘连接件之间、下翼缘连接件与下翼缘盖板之间均设置有垫片。
3.根据权利要求2所述的一种摩擦耗能型装配式梁柱连接节点，其特征在于：所述垫片为黄铜垫片。
4.根据权利要求1所述的一种摩擦耗能型装配式梁柱连接节点，其特征在于：所述上翼缘连接件、下翼缘连接件和腹板连接件均为角钢。
5.根据权利要求4所述的一种摩擦耗能型装配式梁柱连接节点，其特征在于：所述柱翼缘通过所述角钢与H型钢梁的端侧面设置有一定间隙。
6.根据权利要求5所述的一种摩擦耗能型装配式梁柱连接节点，其特征在于：所述间隙的宽度不小于高强螺栓在所述长圆螺栓孔内向一侧滑移的距离。
7.根据权利要求4所述的一种摩擦耗能型装配式梁柱连接节点，其特征在于：所述H型钢柱上设置有分别与所述角钢的水平连接部分相平齐的加劲肋。
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