CN114382177A - 装配式建筑用钢结构抗震节点 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及钢结构技术领域，尤其是涉及一种装配式建筑用钢结构抗震节点，其包括竖向设置的钢柱和水平设置的钢梁，钢柱的侧壁上固定连接有两个呈上下分布的承载板，两个承载板相对的侧壁上均固定连接有两个弹性板，同一承载板上的两个弹性板之间具有夹角且夹角的开口朝向另外的承载板设置，钢梁的端部位于两个承载板之间，钢梁的顶部和底部均设置有顶撑件，一个顶撑件对应一个承载板，顶撑件用于顶撑对应承载板上的两个弹性板相对的侧壁。本申请具有提高钢结构节点处抗震性能的优点。
Description
技术领域
本发明涉及钢结构技术领域，尤其是涉及一种装配式建筑用钢结构抗震节点。
背景技术
钢结构由于具有轻质高强、材质均匀、施工安装便捷、建设周期短等优点被广泛应用于高层建筑、大跨建筑和工业建筑中，目前对于钢结构建筑结构的抗震性能要求较高，尤其是高层和超高层建筑的抗震问题更为突出。
目前，钢结构的节点处大多采用焊接的方式实现连接，但是由于焊接为刚性连接，因此焊接处的塑性变形能力较差，极易导致节点处因变形不足而过早发生断裂破坏，存在明显不足。
发明内容
为了提高钢结构节点处的抗震性能，本申请提供一种装配式建筑用钢结构抗震节点。
本申请提供的一种装配式建筑用钢结构抗震节点采用如下的技术方案：
一种装配式建筑用钢结构抗震节点，包括竖向设置的钢柱和水平设置的钢梁，所述钢柱的侧壁上固定连接有两个呈上下分布的承载板，两个所述承载板相对的侧壁上均固定连接有两个弹性板，同一所述承载板上的两个所述弹性板之间具有夹角且夹角的开口朝向另外的所述承载板设置，所述钢梁的端部位于两个所述承载板之间，所述钢梁的顶部和底部均设置有顶撑件，一个所述顶撑件对应一个所述承载板，所述顶撑件用于顶撑对应所述承载板上的两个所述弹性板相对的侧壁。
通过采用上述技术方案，当钢结构发生震动时，钢梁通过顶撑件能够迫使弹性板发生弯曲形变。当钢结构结束震动后，弹性板的形变力能够推动钢梁实现复位。钢梁和钢珠通过上述承载板和弹性板实现柔性连接，柔性连接提高了钢梁与钢柱连接节点处的抗震性能。
可选的，所述弹性板垂直于所述钢梁，同一所述承载板上的两个所述弹性板相背的侧壁上均设置有固定板，所述承载板相对所述钢梁长度方向的两侧均开有供所述固定板穿过的让位口，所述承载板相对所述让位口的侧壁上开有伸缩槽，所述伸缩槽内滑移有顶撑在所述固定板上的伸缩板，所述伸缩板与所述伸缩槽的槽底之间顶撑有压簧，两个所述承载板之间设有封堵件，所述封堵件、所述固定板、所述伸缩板和所述弹性板围合出空腔，所述空腔内填充有填料。
通过采用上述技术方案，弹性板发生形变时，能够带动固定板移动，固定板对伸缩板施压，伸缩板受压向伸缩槽内移动，但始终与固定板紧贴，封堵件、固定板、弹性板和伸缩板对形成空腔内的填料实现挤压，由于填料具有一定的体积，因此当填料受压至无法继续被压缩时，弹性板至最大形变，进而对弹性板的最大形变程度实现限定，减小了节点震动时，钢梁与钢柱脱离的可能性。
可选的，所述封堵件包括分别位于所述弹性板两端的封堵板，所述封堵板与两个所述承载板均固定连接，所述封堵板与所述固定板的端部、所述封堵板与所述弹性板的端部均紧贴。
通过采用上述技术方案，封堵板将两个承载板连接，以此使得两个承载板能够相互作用，减小了承载板受力时，其与钢柱的连接处发生弯曲形变甚至断裂的可能性。
可选的，所述承载板相对所述伸缩槽槽底的位置设置有多个导向柱，所述导向柱朝向所述伸缩板设置，所述伸缩板滑动套设在所述导向柱上，所述压簧在每个所述导向柱上至少套设有一个。
通过采用上述技术方案，导向柱对伸缩板的伸缩运动起导向作用，另外还能对压簧的形变过程实现约束，以此减小了压簧在形变过程中发生倾斜歪扭的可能性，有利于提高压簧对伸缩板的顶撑效果。
可选的，所述钢柱相对所述承载板的一侧还设置有两个三角斜撑，两个所述承载板位于两个所述三角斜撑之间，所述一个三角斜撑对应一个所述承载板且与其连接。
通过采用上述技术方案，三角斜撑能够对承载板起支撑作用，进一步减小了承载板受力发生形变的可能性。
可选的，所述填料为橡胶块，所述橡胶块上开有多个气孔。
通过采用上述技术方案，受压时，橡胶块发生形变，气孔内的空气被逐渐挤出空腔，直至橡胶块将空腔填满，此时弹性板达到最大形变程度。当使用橡胶块作为填料时，弹性板的最大形变限定为固定大小，以此有利于工人更好的控制弹性板的最大形变程度。
可选的，两个所述承载板相对的侧壁上分别连接有限位板，所述限位板抵触于所述钢梁，所述限位板与所述钢梁抵触的侧壁呈水平设置。
通过采用上述技术方案，两个承载板上的限位板配合，能够对钢梁实现限位，当钢梁安装至两个承载板之间时，限位板的抵触作用，能够使得钢梁保持水平。
可选的，所述限位板与所述承载板、所述三角斜撑与所述承载板均可拆卸连接。
通过采用上述技术方案，当钢结构节点处发生震动时，三角斜撑和限位板可能会因震动而发生形变，工人能够拆卸三角斜撑和限位板并进行更换或者修复。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.当钢结构发生震动时，钢梁通过顶撑件能够迫使弹性板发生弯曲形变。当钢结构结束震动后，弹性板的形变力能够推动钢梁实现复位。钢梁和钢珠通过上述承载板和弹性板实现柔性连接，柔性连接提高了钢梁与钢柱连接节点处的抗震性能；
2.弹性板发生形变时带动固定板移动，固定板向伸缩槽的槽底推动伸缩板，封堵件、固定板、弹性板和伸缩板配合对形成空腔内的填料实现挤压，由于填料具有一定的体积，因此当填料受压至无法继续被压缩时，弹性板至最大形变，进而对弹性板的最大形变程度实现限定，减小了节点震动时，钢梁与钢柱脱离的可能性；
3.受压时，橡胶块发生形变，气孔内的空气被逐渐挤出空腔，直至橡胶块将空腔填满，此时弹性板达到最大形变程度。当使用橡胶块作为填料时，弹性板的最大形变限定为固定大小，以此有利于工人更好的控制弹性板的最大形变程度。
附图说明
图1是本申请实施例的结构示意图。
图2是本申请实施例中承载板、弹性板、固定板、顶撑件之间位置关系的结构示意图。
图3是本申请实施例中承载板、弹性板、固定板之间位置关系的剖视图。
图4是图3中A部分的放大图。
附图标记说明：1、钢柱；2、钢梁；31、承载板；311、让位口；312、伸缩槽；32、弹性板；33、顶撑件；4、固定板；5、伸缩板；6、压簧；7、封堵板；8、导向柱；9、三角斜撑；10、橡胶块；101、气孔；11、限位板。
具体实施方式
以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种装配式建筑用钢结构抗震节点。参照图1，装配式建筑用钢结构抗震节点包括竖向设置的钢柱1和水平设置的钢梁2，钢柱1与钢梁2均为工字钢且通过连接组件实现柔性连接。
参照图1和图2，连接组件包括两个焊接在钢柱1上的承载板31，两个承载板31呈上下分布且均水平设置。
两个承载板31相对侧壁上分别焊接有两个弹性板32，同一承载板31上的两个弹性板32之间具有夹角且夹角的开口朝向另外的承载板31设置，钢梁2的端部放置于两个承载板31之间，弹性板32垂直于钢梁2且由金属制成。
钢梁2的顶部和底部均设置有顶撑件33，一个顶撑件33对应一个承载板31，顶撑件33平行于对应承载板31上的弹性板32，顶撑件33的纵截面呈伞型设置，顶撑件33用于顶撑对应承载板31上的两个弹性板32相对的侧壁。
当钢梁2的端部通过顶撑件33顶撑于两个承载板31之间时，顶撑件33同时与对应的两个弹性板32接触。
由于弹性板32具有弹性，当建筑发生震动时，钢梁2带动顶撑件33对弹性板32施力，弹性板32受力发生形变。当震动结束后，弹性板32的形变会自动恢复，以此对钢梁2和顶撑件33实现复位。
以此通过上述的方式，钢梁2与钢柱1柔性连接，柔性连接提高了钢梁2与钢柱1连接节点处的抗震性能。
参照图1，两个承载板31相对的侧壁上分别设置有呈“L”型的限位板11，限位板11用于抵触钢梁2，限位板11与钢梁2抵触的侧壁呈水平设置。
两个承载板31上的限位板11配合，能够对钢梁2实现限位，当钢梁2安装至两个承载板31之间时，限位板11的抵触作用，能够使得钢梁2保持水平。
当钢梁2发生震动时，可能会使得限位板11发生形变，为此限位板11与承载板31栓接，工人能够对损坏的限位板11实现更换或者修补。
参照图2、图3和图4，当钢梁2的震动程度较大时，弹性板32的形变程度也较大，这就导致钢梁2的端部可能会从两个承载板31之间脱离，为此需要对弹性板32的最大形变程度进行限定。
参照图2、图3和图4，同一承载板31上的两个弹性板32相背的侧壁上均焊接有固定板4，承载板31相对钢梁2长度方向的两侧均开有供固定板4穿过的让位口311。
承载板31相对让位口311的侧壁上开有伸缩槽312，伸缩槽312内滑移有顶撑在固定板4上的伸缩板5，伸缩板5与伸缩槽312的槽底之间顶撑有压簧6。
伸缩板5、固定板4和弹性板32相互平行且对应的端部齐平，伸缩板5与让位口311长度方向的侧壁紧贴。
两个承载板31之间还焊接有封堵件，封堵件为分别位于弹性板32两端的封堵板7，封堵板7与固定板4的端部、封堵板7与弹性板32的端部均紧贴。
两端封堵板7、固定板4、伸缩板5和弹性板32配合，能够围合出空腔，空腔内填充有填料。
参照图2、图3和图4，当弹性板32受力发生形变时，能够带动固定板4在让位口311内发生形变，固定板4向伸缩槽312的槽底挤压伸缩板5，以此封堵板7、固定板4、伸缩板5和弹性板32围合出空腔的体积逐渐减小。
空腔内的空气在挤压的作用下被逐渐排出，但是由于填料具有一定管的体积，当空腔被填料填满时，弹性板32便无法再继续发生形变，以此能够对弹性板32的最大形变程度实现限定。
当钢梁2结束震动且弹性板32恢复形变时，外界的空气通过缝隙能够重新进入上述的空腔内。另外，压簧6能够推动伸缩板5重新伸出伸缩槽312。
封堵板7不仅能够用于封堵形成空腔，而且通过其与两个承载板31的焊接，使得两个承载板31能够相互作用，以此减小钢梁2震动时，承载板31受力导致其与钢柱1的焊接处发生形变的可能性。
参照图2、图3和图4，承载板31相对伸缩槽312槽底的位置一体成型有多个导向柱8，导向柱8朝向伸缩板5设置，伸缩板5滑动套设在导向柱8上，压簧6在每个导向柱8上至少套设有一个。
参照图1，在伸缩槽312内设置导向柱8，一方面导向柱8能够对伸缩板5的滑移运动起导向作用，另外一方面能够对压簧6实现约束，减小了压簧6受压时发生倾斜歪扭的可能性，有利于提高压簧6对伸缩板5的顶撑效果。
参照图2、图3和图4，填料可以为多颗块状的陶瓷(图中未示出)，由于陶瓷为固定形状且相对自由，其受压时姿势可能不同，因此弹性板32的最大形变限定存在一定的变化区间。另外，当陶瓷受到的挤压力过大时，容易产生破碎。
填料还可以为橡胶块10，橡胶块10上开有多个气孔101。橡胶块10由橡胶制成，因此能够发生一定的形变。当钢梁2不发震动时，橡胶块10在空腔内呈自然舒展状态。
受压时，橡胶块10发生形变，气孔101内的空气被逐渐挤出空腔，直至橡胶块10将空腔填满，此时弹性板32达到最大形变程度。当使用橡胶块10作为填料时，弹性板32的最大形变限定为固定大小，以此有利于工人更好的控制弹性板32的最大形变程度。
参照图1，钢柱1相对承载板31的一侧还栓接有两个三角斜撑9，两个三角斜撑9呈上下分布，两个承载板31位于两个三角斜撑9之间，一个三角斜撑9对应一个承载板31且与其栓接。
三角斜撑9能够对承载板31起支撑作用，进一步减小承载板31受力发生形变的可能性。另外，当三角斜撑9受震动而形变后，工人能够拆卸三角斜撑9进行更换或者修补。
本申请实施例一种装配式建筑用钢结构抗震节点的实施原理为：
当节点处发生震动时，钢梁2通过顶撑件33迫使弹性板32发生形变，弹性板32通过固定板4向伸缩槽312的槽底方向推动伸缩板5，以此对空腔内的橡胶块10实现挤压，橡胶块10受压发生形变，气孔101内的空气通过缝隙被挤出空腔。当橡胶块10填满空腔时，弹性板32无法再发生形变。当节点处结束震动后，弹性板32通过其自身的形变力推动钢梁2实现复位，压簧6推动伸缩板5重新伸出伸缩槽312。通过上述连接组件实现钢柱1和钢梁2的柔性连接，以此提高了钢结构节点处的抗震性能。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种装配式建筑用钢结构抗震节点，包括竖向设置的钢柱(1)和水平设置的钢梁(2)，其特征在于：所述钢柱(1)的侧壁上固定连接有两个呈上下分布的承载板(31)，两个所述承载板(31)相对的侧壁上均固定连接有两个弹性板(32)，同一所述承载板(31)上的两个所述弹性板(32)之间具有夹角且夹角的开口朝向另外的所述承载板(31)设置，所述钢梁(2)的端部位于两个所述承载板(31)之间，所述钢梁(2)的顶部和底部均设置有顶撑件(33)，一个所述顶撑件(33)对应一个所述承载板(31)，所述顶撑件(33)用于顶撑对应所述承载板(31)上的两个所述弹性板(32)相对的侧壁。
2.根据权利要求1所述的装配式建筑用钢结构抗震节点，其特征在于：所述弹性板(32)垂直于所述钢梁(2)，同一所述承载板(31)上的两个所述弹性板(32)相背的侧壁上均设置有固定板(4)，所述承载板(31)相对所述钢梁(2)长度方向的两侧均开有供所述固定板(4)穿过的让位口(311)，所述承载板(31)相对所述让位口(311)的侧壁上开有伸缩槽(312)，所述伸缩槽(312)内滑移有顶撑在所述固定板(4)上的伸缩板(5)，所述伸缩板(5)与所述伸缩槽(312)的槽底之间顶撑有压簧(6)，两个所述承载板(31)之间设有封堵件，所述封堵件、所述固定板(4)、所述伸缩板(5)和所述弹性板(32)围合出空腔，所述空腔内填充有填料。
3.根据权利要求2所述的装配式建筑用钢结构抗震节点，其特征在于：所述封堵件包括分别位于所述弹性板(32)两端的封堵板(7)，所述封堵板(7)与两个所述承载板(31)均固定连接，所述封堵板(7)与所述固定板(4)的端部、所述封堵板(7)与所述弹性板(32)的端部均紧贴。
4.根据权利要求2所述的装配式建筑用钢结构抗震节点，其特征在于：所述承载板(31)相对所述伸缩槽(312)槽底的位置设置有多个导向柱(8)，所述导向柱(8)朝向所述伸缩板(5)设置，所述伸缩板(5)滑动套设在所述导向柱(8)上，所述压簧(6)在每个所述导向柱(8)上至少套设有一个。
5.根据权利要求1所述的装配式建筑用钢结构抗震节点，其特征在于：所述钢柱(1)相对所述承载板(31)的一侧还设置有两个三角斜撑(9)，两个所述承载板(31)位于两个所述三角斜撑(9)之间，所述一个三角斜撑(9)对应一个所述承载板(31)且与其连接。
6.根据权利要求2所述的装配式建筑用钢结构抗震节点，其特征在于：所述填料为橡胶块(10)，所述橡胶块(10)上开有多个气孔(101)。
7.根据权利要求5所述的装配式建筑用钢结构抗震节点，其特征在于：两个所述承载板(31)相对的侧壁上分别连接有限位板(11)，所述限位板(11)抵触于所述钢梁(2)，所述限位板(11)与所述钢梁(2)抵触的侧壁呈水平设置。
8.根据权利要求7所述的装配式建筑用钢结构抗震节点，其特征在于：所述限位板(11)与所述承载板(31)、所述三角斜撑(9)与所述承载板(31)均可拆卸连接。
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