CN111677110A - 一种自复位钢框架梁柱节点 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自复位钢框架梁柱节点，包括钢柱、横梁、高强拉杆和C型消能钢板；钢柱竖直布置；横梁的端头固定有端板；两根横梁对称布置在钢柱两侧，且端板与钢柱的侧壁贴合；高强拉杆的数量为多个，且水平穿过钢柱侧壁和两块端板，并通过高强螺母在其两端端头紧固；高强拉杆至少一端套设有顶紧在端板和高强螺母之间的碟型弹簧组；C型消能钢板的数量为多块，且对称布置在钢柱两侧，并位于横梁的底部，或者顶部和底部；C型消能钢板的两端分别与钢柱的侧壁和横梁的翼缘固定连接。本发明解决了地震后梁柱残余变形大的问题，使结构具有在震中消能、震后快速恢复使用功能的能力。

Description

一种自复位钢框架梁柱节点
技术领域
本发明涉及消能减震体系技术领域，更具体的说是涉及一种自复位钢框架梁柱节点。
背景技术
由于多发地震，以及现代化的安全标准对结构安全的日益重视，现有的梁柱节点结构趋向于选用消能自复位结构。自复位结构体系主要通过在结构中设置预应力装置，使结构自动恢复到初始位置，以减小残余位移。通过一些消能构件使结构各层层间变形趋于一致，结构损伤分布更均匀。而我们知道，传统的梁柱节点在每次地震中都会发生损伤和残余变形，有些弹性变形恢复的慢，更有可能产生不可恢复的塑性变形。
因此，研发一种可以在震中耗能且能控制结构变形，震后迅速实现梁柱自复位恢复其使用功能的节点结构，是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种自复位钢框架梁柱节点，旨在解决上述技术问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种自复位钢框架梁柱节点，包括：钢柱、横梁、高强拉杆和C型消能钢板；
所述钢柱竖直布置；
所述横梁的端头固定有端板；两根所述横梁对称布置在所述钢柱两侧，且所述端板与所述钢柱的侧壁贴合；
所述高强拉杆的数量为多个，且水平穿过所述钢柱侧壁和两块所述端板，并通过高强螺母在其两端端头紧固；所述高强拉杆至少一端套设有顶紧在所述端板和高强螺母之间的碟型弹簧组；
所述C型消能钢板的数量为多块，且对称布置在所述钢柱两侧，并位于所述横梁的底部，或者顶部和底部；所述C型消能钢板的两端分别与所述钢柱的侧壁和所述横梁的翼缘固定连接。
通过上述技术方案，在地震中，横梁发生摆动时，通过梁柱之间的C型消能钢板实现震中耗散地震能量；当横梁上下摆动时，连接梁柱的多组高强拉杆上的碟形弹簧组的形变增大，从而实现框架结构的震后快速自复位；最终实现梁柱节点的耗能与自复位功能，解决了地震后梁柱残余变形大的问题，使结构具有在震中消能、震后快速恢复使用功能的能力。
优选的，在上述一种自复位钢框架梁柱节点中，所述钢柱为工字钢、或方钢管、或钢管混凝土。能够扩大本发明结构的使用范围。
优选的，在上述一种自复位钢框架梁柱节点中，所述钢柱的两侧壁之间焊接固定有多块加劲肋，且所述加劲肋在所述高强拉杆之间和上下布置。提高钢柱侧壁的强度。
优选的，在上述一种自复位钢框架梁柱节点中，多块所述加劲肋的最高布置水平面与所述横梁的顶面平齐，最低布置水平面与所述横梁的底面平齐。既能够提高钢柱的强度，又能够提高钢柱和横梁连接的结构强度。
优选的，在上述一种自复位钢框架梁柱节点中，当所述钢柱为工字钢时，所述加劲肋与所述钢柱两侧的翼缘板和腹板焊接固定。能够有效提高钢柱翼缘的强度。
优选的，在上述一种自复位钢框架梁柱节点中，所述高强拉杆的一端套设有所述碟型弹簧组。
优选的，在上述一种自复位钢框架梁柱节点中，所述高强拉杆的两端均套设有所述碟型弹簧组。
碟型弹簧组的套设数量根据实际使用需求自定义套设，可以套设在高强拉杆的一端，也可以套设在两端。
优选的，在上述一种自复位钢框架梁柱节点中，所述C型消能钢板的数量为两块，且对称布置在所述钢柱两侧，并位于所述横梁的底部。
优选的，在上述一种自复位钢框架梁柱节点中，所述C型消能钢板的数量为四块，且对称布置在所述钢柱两侧，并位于所述横梁的顶部和底部。
C型消能钢板的设置数量根据实际使用需求自定义套设，可以仅固定在横梁的下方，也可以同时固定在横梁的下方和上方。
优选的，在上述一种自复位钢框架梁柱节点中，所述C型消能钢板的两端分别与所述钢柱的侧壁和所述横梁的翼缘焊接固定、或采用螺栓固定。C型消能钢板可以为易于更换维修的非永久连接，也可以是稳定的永久连接。
在实际使用中，C型消能钢板可以更换为能够限制梁柱产生相对转动的任意形状。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种自复位钢框架梁柱节点，具有以下有益效果：
1、本发明在横梁发生摆动时，通过梁柱之间的C型消能钢板实现震中耗散地震能量，也可以协助高强拉杆受剪从而提高结构的抗剪承载力；当横梁上下摆动时，连接梁柱的多组高强拉杆上的碟形弹簧组的形变增大，从而实现框架结构的震后快速自复位；最终实现梁柱节点的耗能与自复位功能，解决了地震后梁柱残余变形大的问题，使结构具有在震中消能、震后快速恢复使用功能的能力。
2、高强拉杆与碟形弹簧组安装在钢柱和横梁的翼缘内，使碟形弹簧组不外露。
3、C型消能钢板安装在横梁的下翼缘，不占大空间并且有效利用了空间。且C型消能构件的多种安装方法便于结构的维修与保护。
4、碟形弹簧组安装要求的施工精度低，易于安装。
5、C型消能钢板能协助高强拉杆受剪从而提高梁柱节点的抗剪承载力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明提供的实施例1的结构示意图；
图2附图为本发明提供的实施例2的结构示意图。
其中：
1-钢柱；
2-横梁；
3-高强拉杆；
4-碟形弹簧组；
5-高强螺母；
6-C型消能钢板；
7-螺栓；
8-加劲肋；
9-端板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
参见附图1，本发明实施例公开了一种自复位钢框架梁柱节点，包括：钢柱1、横梁2、高强拉杆3和C型消能钢板6；
钢柱1竖直布置；
横梁2的端头固定有端板9；两根横梁2对称布置在钢柱1两侧，且端板9与钢柱1的侧壁贴合；
高强拉杆3的数量为多个，且水平穿过钢柱1侧壁和两块端板9，并通过高强螺母5在其两端端头紧固；高强拉杆3的两端均套设有顶紧在端板9和高强螺母5之间的碟型弹簧组4；
C型消能钢板6的数量为两块，且对称布置在钢柱1两侧，并位于横梁2的底部；C型消能钢板6的两端分别与钢柱1的侧壁和横梁2的翼缘固定连接。
为了进一步优化上述技术方案，钢柱1为工字钢、或方钢管、或钢管混凝土。
为了进一步优化上述技术方案，钢柱1的两侧壁之间焊接固定有多块加劲肋8，且加劲肋8在高强拉杆3之间和上下布置。
为了进一步优化上述技术方案，多块加劲肋8的最高布置水平面与横梁2的顶面平齐，最低布置水平面与横梁2的底面平齐。
为了进一步优化上述技术方案，当钢柱1为工字钢时，加劲肋8与钢柱1两侧的翼缘板和腹板焊接固定。
为了进一步优化上述技术方案，高强拉杆3的两端均套设有碟型弹簧组4。
为了进一步优化上述技术方案，C型消能钢板6的数量为两块，且对称布置在钢柱1两侧，并位于横梁2的底部。
为了进一步优化上述技术方案，C型消能钢板6的两端分别与钢柱1的侧壁和横梁2的翼缘焊接固定、或采用螺栓固定。
本实施例的工作原理为：
地震时，横梁2发生摆动，通过横梁2和钢柱1之间的C型消能钢板6实现震时耗散地震能量，也可以协助高强拉杆3受剪从而提高结构的抗剪承载力；当横梁2上下摆动时，连接横梁2和钢柱1的多组高强拉杆3上的碟形弹簧组4的形变增大，从而实现框架结构的震后快速自复位；最终实现梁柱节点的耗能与自复位功能。
实施例2：
参见附图2，本实施例与实施例1的不同之处在于：
C型消能钢板6的数量为四块，且对称布置在钢柱1两侧，并位于横梁2的顶部和底部。
本实施例的其他结构和工作原理均与实施例1相同，在此不再赘述。
实施例3：
本实施例与实施例1的不同之处在于：
高强拉杆3仅一端套设有碟型弹簧组4。
本实施例的其他结构和工作原理均与实施例1相同，在此不再赘述。
实施例4：
本实施例与实施例2的不同之处在于：
高强拉杆3仅一端套设有碟型弹簧组4。
本实施例的其他结构和工作原理均与实施例2相同，在此不再赘述。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种自复位钢框架梁柱节点，其特征在于，包括：钢柱(1)、横梁(2)、高强拉杆(3)和C型消能钢板(6)；
所述钢柱(1)竖直布置；
所述横梁(2)的端头固定有端板(9)；两根所述横梁(2)对称布置在所述钢柱(1)两侧，且所述端板(9)与所述钢柱(1)的侧壁贴合；
所述高强拉杆(3)的数量为多个，且水平穿过所述钢柱(1)侧壁和两块所述端板(9)，并通过高强螺母(5)在其两端端头紧固；所述高强拉杆(3)至少一端套设有顶紧在所述端板(9)和高强螺母(5)之间的碟型弹簧组(4)；
所述C型消能钢板(6)的数量为多块，且对称布置在所述钢柱(1)两侧，并位于所述横梁(2)的底部，或者顶部和底部；所述C型消能钢板(6)的两端分别与所述钢柱(1)的侧壁和所述横梁(2)的翼缘固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种自复位钢框架梁柱节点，其特征在于，所述钢柱(1)为工字钢、或方钢管、或钢管混凝土。
3.根据权利要求1或2所述的一种自复位钢框架梁柱节点，其特征在于，所述钢柱(1)的两侧壁之间焊接固定有多块加劲肋(8)，且所述加劲肋(8)在所述高强拉杆(3)之间和上下布置。
4.根据权利要求3所述的一种自复位钢框架梁柱节点，其特征在于，多块所述加劲肋(8)的最高布置水平面与所述横梁(2)的顶面平齐，最低布置水平面与所述横梁(2)的底面平齐。
5.根据权利要求3所述的一种自复位钢框架梁柱节点，其特征在于，当所述钢柱(1)为工字钢时，所述加劲肋(8)与所述钢柱(1)两侧的翼缘板和腹板焊接固定。
6.根据权利要求1所述的一种自复位钢框架梁柱节点，其特征在于，所述高强拉杆(3)的一端套设有所述碟型弹簧组(4)。
7.根据权利要求1所述的一种自复位钢框架梁柱节点，其特征在于，所述高强拉杆(3)的两端均套设有所述碟型弹簧组(4)。
8.根据权利要求1所述的一种自复位钢框架梁柱节点，其特征在于，所述C型消能钢板(6)的数量为两块，且对称布置在所述钢柱(1)两侧，并位于所述横梁(2)的底部。
9.根据权利要求1所述的一种自复位钢框架梁柱节点，其特征在于，所述C型消能钢板(6)的数量为四块，且对称布置在所述钢柱(1)两侧，并位于所述横梁(2)的顶部和底部。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种自复位钢框架梁柱节点，其特征在于，所述C型消能钢板(6)的两端分别与所述钢柱(1)的侧壁和所述横梁(2)的翼缘焊接固定、或采用螺栓固定。
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