CN207363023U - 一种震后可替换的耗能梁柱节点 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种震后可替换的耗能梁柱节点，该新型耗能梁柱节点包括钢框架工字型柱、工字型梁、耗能板、加强板、高强度螺栓、C形钢外套等结构构件。本实用新型放入耗能节点使钢框架梁柱节点的塑性变形仅发生在耗能装置处，而钢框架梁柱等主体结构构件始终保持在弹性范围内，震后没有发生破坏，从而实现震后只需替换破坏部位，结构便可以继续正常使用，震后钢结构框架易于修复，并且降低了震后钢框架需要花费的费用，经济适用，操作方便。

Description

一种震后可替换的耗能梁柱节点

技术领域

本实用新型属于工程结构耗能减震领域，涉及一种震后可替换的新型耗能梁柱节点。

背景技术

从以往的研究中发现，大部分研究者对于钢框架结构梁端削弱式节点和梁端加强式节点已经有了比较系统的研究，但是对于可替换构件的研究却很少。梁端削弱式节点和梁端加强式节点均可以成功地转移塑性铰，避免了梁柱节点的脆性断裂，然而震后梁柱等主体结构存在很大的残余变形，破坏构件很难替换，并且修复需要花费很高的费用。

发明内容

针对现有制备技术的缺陷和不足，本实用新型的目的是提供一种震后可替换的新型耗能梁柱节点，确保塑性铰先发生在新型耗能梁柱节点处，并且破坏部位方便替换。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案予以实现：

一种震后可替换的耗能梁柱节点，包括工字型钢柱和工字型钢梁，所述的工字型钢梁的一端与工字型钢柱的柱翼缘垂直固定连接，工字型钢梁由同规格的工字型短钢梁和工字型长钢梁拼接而成，

还包括耗能板和C型钢外套，所述的耗能板设于工字型短钢梁和工字型长钢梁的翼缘板的拼接处，所述的C型钢外套套设于耗能板上，所述的C型钢外套位于工字型短钢梁和工字型长钢梁的拼接处。

本是实用新型还具有如下区别技术特征：

所述的C型钢外套与耗能板之间的缝隙X满足下式：X≥X₁+X₂，其中，X₁为拼接处两段梁的转动引起的侧向位移，X₂为释放耗能板轴向压力下的泊松效应所预留的缝隙。

所述的C型钢外套的截面尺寸为：自由长度为耗能板的3/10～5/10，厚度与钢梁翼缘厚度一致，高度为耗能板的厚度、钢梁翼缘的厚度和缝隙X之和，中间预留开口长度为80～100mm。

所述的工字型短钢梁和工字型长钢梁的腹板通过加强板连接。

所述的加强板与工字型短钢梁、工字型长钢梁之间通过螺栓固定，所述的螺栓的采用屈服强度为640MPa，抗拉承载力为800MPa的8.8级M20高强度螺栓。

所述的耗能板焊接在工字型钢梁上。

所述的工字型钢柱上设有加劲肋，所述的加劲肋与工字型短钢梁的翼缘板平行。

工字型短钢梁和工字型长钢梁之间的缝隙取值为梁高的10％。

所述的耗能板的宽度为工字型长钢梁翼缘板宽的3/4～4/5，耗能板的厚度与钢梁翼缘厚度一致，长度为550～650mm。

加强板的厚度与工字型长钢梁翼板厚度一致，长度为工字型短钢梁长度的5/4～6/4。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)当地震发生时，本实用新型的节点进入弹性阶段，应力应变曲线迅速上升，在梁柱结构构件应力应变曲线没有达到弹塑性阶段之前，新型耗能节点处的耗能板已经达到塑性阶段，出现明显变形，耗散了能量，成功的转移了塑性铰并避免了梁柱连接处焊缝的脆性断裂。

(2)本实用新型的的C形钢外套可防止耗能板过早的发生弯曲破坏，同时C形钢外套可消耗一部分地震能量，起到了较好的耗能作用。

(3)震后钢框架修复时，只需要把节点处的耗能板、加强版，C形钢外套更换即可修复，节省了修复时间和成本。

附图说明

图1为本实用新型耗能梁柱节点的整体结构示意图。

图2为本实用新型耗能梁柱节点的整体结构正视图。

图3为C型钢外套的结构示意图。

附图中各标号的含义：1-工字型钢柱，2-工字型短钢梁，3-工字型长钢梁，4-耗能板，5-C型钢外套，6-加强板，7-螺栓；

(1-1)-加劲肋。

以下结合实施例对本实用新型的具体内容作进一步详细解释说明。

具体实施方式

以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例中，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。

如图1至图3所示，本实用新型的震后可替换的耗能梁柱节点，包括工字型钢柱1和工字型钢梁，所述的工字型钢梁的一端与工字型钢柱1的柱翼缘垂直固定连接，工字型钢梁由同规格的工字型短钢梁2和工字型长钢梁3拼接而成，工字型钢柱1上设有加劲肋1-1，加劲肋1-1与工字型短钢梁的翼缘板平行。还包括耗能板4和C型钢外套5，耗能板4设于工字型短钢梁2和工字型长钢梁3的翼缘板的拼接处，C型钢外套5套设于耗能板4上，C型钢外套5位于工字型短钢梁2和工字型长钢梁3的拼接处。

实施例1

本实施例中工字型梁柱材料取Q345钢，工字型柱的截面尺寸为HW350mm×350mm，腹板和翼缘的厚度分别为19mm和12mm,工字型梁的截面尺寸为HW250mm×250mm,腹板和翼缘的厚度分别为14mm和9mm,工字型梁柱连接用E50焊条，角焊缝高度为8mm的四面围焊。加劲肋采用Q235钢材，并且与工字型柱连接的方式为焊接，加劲肋具体尺寸采用长宽高为326mm×165mm×8mm，焊条采用E43焊条的四面围焊。拼接处两段梁之间的缝隙取值为梁高的10％即25mm。

本实施例中C型钢外套的截面尺寸为：长度为180mm,宽为270mm,高为41mm,中间预留开口长度为80mm，钢材厚度为8mm，如图3所示。

C型钢外套5与耗能板4之间的缝隙X满足下式：X≥X₁+X₂，其中，X₁为拼接处两段梁的转动引起的侧向位移，X₂为释放耗能板轴向压力下的泊松效应所预留的缝隙。

加强板6与工字型短钢梁、工字型长钢梁之间通过螺栓7固定，螺栓7的采用屈服强度为640MPa，抗拉承载力为800MPa的8.8级M20高强度螺栓，高强度螺栓的端距、栓距、边距、线距符合国家规范规定的取值即可。排列方式采用三纵四列的方式。加强板6的厚度与钢梁翼板厚度一致，长度为工字型短钢梁2长度的5/4～6/4。

耗能板4焊接在钢梁上，耗能板4在宽度和厚度截面处的截面面积小于1700mm2，以保证塑性铰发生在耗能板，而梁柱构件始终保持在弹性范围内。

Claims (10)

1.一种震后可替换的耗能梁柱节点，包括工字型钢柱(1)和工字型钢梁，所述的工字型钢梁的一端与工字型钢柱(1)的柱翼缘垂直固定连接，工字型钢梁由同规格的工字型短钢梁(2)和工字型长钢梁(3)拼接而成，

其特征在于：还包括耗能板(4)和C型钢外套(5)，所述的耗能板(4)设于工字型短钢梁(2)和工字型长钢梁(3)的翼缘板的拼接处，所述的C型钢外套(5)套设于耗能板(4)上，所述的C型钢外套(5)位于工字型短钢梁(2)和工字型长钢梁(3)的拼接处。

2.如权利要求1所述的震后可替换的耗能梁柱节点，其特征在于：所述的C型钢外套(5)与耗能板(4)之间的缝隙X满足下式：X≥X₁+X₂，其中，X₁为拼接处两段梁的转动引起的侧向位移，X₂为释放耗能板轴向压力下的泊松效应所预留的缝隙。

3.如权利要求1所述的震后可替换的耗能梁柱节点，其特征在于：所述的C型钢外套的截面尺寸为：自由长度为耗能板的3/10～5/10，厚度与钢梁翼缘厚度一致，高度为耗能板的厚度、钢梁翼缘的厚度和缝隙X之和，中间预留开口长度为80～100mm。

4.如权利要求1所述的震后可替换的耗能梁柱节点，其特征在于：所述的工字型短钢梁(2)和工字型长钢梁(3)的腹板通过加强板(6)连接。

5.如权利要求4所述的震后可替换的耗能梁柱节点，其特征在于：所述的加强板(6)与工字型短钢梁、工字型长钢梁之间通过螺栓(7)固定，所述的螺栓(7)的采用屈服强度为640MPa，抗拉承载力为800MPa的8.8级M20高强度螺栓。

6.如权利要求1所述的震后可替换的耗能梁柱节点，其特征在于：所述的耗能板(4)焊接在工字型钢梁上。

7.如权利要求1所述的震后可替换的耗能梁柱节点，其特征在于：所述的工字型钢柱(1)上设有加劲肋(1-1)，所述的加劲肋(1-1)与工字型短钢梁的翼缘板平行。

8.如权利要求1所述的震后可替换的耗能梁柱节点，其特征在于：工字型短钢梁(2)和工字型长钢梁(3)之间的缝隙取值为梁高的10％。

9.如权利要求1所述的震后可替换的耗能梁柱节点，其特征在于：所述的耗能板(4)的宽度为工字型长钢梁(3)翼缘板宽的3/4～4/5，耗能板的厚度与钢梁翼缘厚度一致，长度为550～650mm。

10.如权利要求1所述的震后可替换的耗能梁柱节点，其特征在于：加强板(6)的厚度与工字型长钢梁翼板厚度一致，长度为工字型短钢梁(2)长度的5/4～6/4。