CN209277283U - 一种削弱型梁柱结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种削弱型梁柱结构，包括H型钢柱和H型钢梁；H型钢柱的翼缘与H型钢梁一端截面垂直固定连接，H型钢梁包括上部翼缘、腹板和下部翼缘，翼缘表面与水平面平行，H型钢梁靠近连接端部分设置有削弱区，削弱区位于H型钢梁的下部翼缘，位于削弱区区域的下部翼缘沿腹板向上部翼缘偏移，偏移距离小于H型钢梁的腹板宽度的一半。改善了传统节点的延性与抗震性能，也改善了削弱梁翼缘导致的梁平面外刚度减少的问题。

Description

一种削弱型梁柱结构

技术领域

本实用新型属于建筑钢结构领域，涉及一种削弱型梁柱结构。

背景技术

钢结构具有重量轻、强度高、整体刚性好、变形能力强等的优点，因此，在结构上得到了广泛的应用。但在1994年的北岭地震和1995年的阪神地震中，传统的钢框架梁柱节点出现了大量破坏。之后人们就开始进行了大量的试验研究，分析梁柱节点破坏的原因，以及如何提高节点安全性的措施。早在1990年，Plumier就提出了削弱梁截面来实现增强钢框架结构在循环荷载作用下的延性，使塑性铰远离脆弱的焊缝连接处，从而保证钢框架结构的安全，即RBS，从北岭地震与阪神地震之后，RBS才开始得到重视。1996年，Engelhardt等对RBS型节点进行了循环荷载试验的研究，结果表明RBS节点能大幅度提高节点的延性，具有优越的抗震性能。2010年，Pachoumis等采用循环荷载的试验以及有限元软件对RBS连接进行了分析，结果表明RBS连接具有很好的滞回性能，能有效的保护梁柱连接焊缝。王燕等对5个不同细部尺寸的RBS型连接与一种传统连接做了对比试验研究，结果表明RBS型连接的变形能力及耗能能力均高于传统节点，但是试验中观察到梁出现平面外失稳以及刚度减少的现象。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种削弱型梁柱结构，改善了传统节点的延性与抗震性能，也改善了削弱梁翼缘导致的梁平面外刚度减少的问题。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种削弱型梁柱结构，包括H型钢柱和H型钢梁；

所述H型钢柱的翼缘与H型钢梁一端截面垂直固定连接，H型钢梁包括上部翼缘、腹板和下部翼缘，翼缘表面与水平面平行，H型钢梁靠近连接端部分设置有削弱区，削弱区位于H型钢梁的下部翼缘，位于削弱区区域的下部翼缘沿腹板向上部翼缘偏移，偏移距离小于H型钢梁的腹板宽度的一半。

优选的，H型钢梁腹板的连接端一侧，其表面宽度方向的两端设置为内凹圆弧角。

优选的，H型钢柱腹板一侧竖直方向设置有补强板，补强板表面与腹板表面贴合；H型钢柱腹板两侧水平方向设置有加劲肋，每侧为两个，四个加劲肋分别与H型钢梁的两个翼缘水平方向持平。

进一步，H型钢柱、H型钢梁、补强板和加劲肋均采用焊接连接。

优选的，H型钢梁连接端与削弱区靠近连接端一侧的距离a为100mm～300mm。

优选的，削弱区水平方向长度b与H型钢梁的腹板宽度之比为0.17～0.21。

优选的，削弱区偏移距离c与H型钢梁的腹板宽度之比为1.0～1.12。

优选的，削弱区沿腹板表面的截面形状为三角形。

优选的，削弱区沿腹板表面的截面形状为圆弧状。

优选的，削弱区沿腹板表面的截面形状为梯形。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型在梁底部设置有削弱区，从而减少平面外刚度，有效的解决了梁的平面外失稳以及刚度减少的问题，改善了传统节点的延性与抗震性能，也改善了削弱梁翼缘导致的梁平面外刚度减少的问题，具有重要的社会和经济效益。

进一步，通过采用补强板和加劲肋，提高了抗震性能。

进一步，个部件通过采用焊接进行连接，进一步提高了抗震性能。

附图说明

图1是本实用新型三角形削弱区的主视图；

图2是本实用新型圆形削弱区的主视图；

图3是本实用新型梯形削弱区的主视图；

图4是本实用新型所述梁柱结构的俯视图。

其中：1-H型钢柱；2-补强板；3-加劲肋；4-H型钢梁；5-内凹圆弧角。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

本实用新型包括梁、柱、加劲肋3和补强板2四部分。梁与柱的连接采用焊接的形式，梁采用H型钢梁4，柱子采用H型钢柱1。补强板2的作用是加强节点域的刚度，只需要在柱子一侧焊接即可。加劲肋3共四个，分别在柱子两侧焊接，一侧两个，四个加劲肋3分别与梁的两个翼缘水平方向持平，加劲肋3的作用也是为了提高节点域的强度。梁腹板的连接端一侧，其表面宽度方向的两端设置为内凹圆弧角。所有的焊接工作均在工厂焊接完成。

如图1-3所示，梁底部设置有削弱区，本实施例采用三种不同的削弱形式，柱子结构不变，梁位于削弱区区域的下部翼缘沿腹板向上部翼缘偏移，不同之处在于偏移后的偏移形状不同，一种采用的三角形，一种采用的是弧形，一种采用的是梯形。地震作用时，钢框架梁柱的反弯点位置大约在构件中间，梁取半跨，柱上下各取层高的一半。所以在施加约束时，对试件柱的上下端施加X、Y和Z三个方向的固定约束，梁端截面的所有节点进行Y方向位移耦合，外力以位移的方式施加于耦合面的主节点上，并在梁靠近柱的位置施加平面外方向的约束，相当于梁的平面外约束。在荷载作用下，通过削弱的梁截面，使塑性铰远离脆弱的焊缝连接处，转移到梁削弱的部分，加强了结构在荷载作用下的耗能能力，同时也满足了强柱弱梁的原则。

H型钢梁4连接端与削弱区靠近连接端一侧的距离a为100mm～300mm，削弱区水平方向长度b与H型钢梁4的腹板宽度之比为0.17～0.21，削弱区偏移距离c与H型钢梁4的腹板宽度之比为1.0～1.12。

本实用新型优选的，梁尺寸为300mm×150mm，梁长为1500mm。柱子尺寸为200mm×200mm，柱子长为1400mm。补强板2的尺寸为176mm×500mm×8mm，补强板2与柱子通过焊接的形式进行连接。如图4所示，加劲肋3共有两种，一种是焊接在补强板上，尺寸为176mm×88mm×10mm，另一种是加劲肋焊接在柱子腹板上，尺寸为176mm×96mm×10mm。a为削弱区靠近连接端一侧距离柱子的距离，长度为100mm。b为削弱区的长度，长度为230mm。c为削弱部分的深度，即偏移量，长度为52mm。梁与柱的交界处，梁腹板连接端两侧分别设置有内凹圆弧角，内凹圆弧角的半径为35mm。

以上内容仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型权利要求书的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种削弱型梁柱结构，其特征在于，包括H型钢柱(1)和H型钢梁(4)；

所述H型钢柱(1)的翼缘与H型钢梁(4)一端截面垂直固定连接，H型钢梁(4)包括上部翼缘、腹板和下部翼缘，翼缘表面与水平面平行，H型钢梁(4)靠近连接端部分设置有削弱区，削弱区位于H型钢梁(4)的下部翼缘，位于削弱区区域的下部翼缘沿腹板向上部翼缘偏移，偏移距离小于H型钢梁(4)的腹板宽度的一半。

2.根据权利要求1所述一种削弱型梁柱结构，其特征在于，H型钢梁(4)腹板的连接端一侧，其表面宽度方向的两端设置为内凹圆弧角。

3.根据权利要求1所述一种削弱型梁柱结构，其特征在于，H型钢柱(1)腹板一侧竖直方向设置有补强板(2)，补强板(2)表面与腹板表面贴合；H型钢柱(1)腹板两侧水平方向设置有加劲肋(3)，每侧为两个，四个加劲肋(3)分别与H型钢梁(4)的两个翼缘水平方向持平。

4.根据权利要求3所述一种削弱型梁柱结构，其特征在于，H型钢柱(1)、H型钢梁(4)、补强板(2)和加劲肋(3)均采用焊接连接。

5.根据权利要求1所述一种削弱型梁柱结构，其特征在于，H型钢梁(4)连接端与削弱区靠近连接端一侧的距离a为100mm～300mm。

6.根据权利要求1所述一种削弱型梁柱结构，其特征在于，削弱区水平方向长度b与H型钢梁(4)的腹板宽度之比为0.17～0.21。

7.根据权利要求1所述一种削弱型梁柱结构，其特征在于，削弱区偏移距离c与H型钢梁(4)的腹板宽度之比为1.0～1.12。

8.根据权利要求1-7任意一项所述一种削弱型梁柱结构，其特征在于，削弱区沿腹板表面的截面形状为三角形。

9.根据权利要求1-7任意一项所述一种削弱型梁柱结构，其特征在于，削弱区沿腹板表面的截面形状为圆弧状。

10.根据权利要求1-7任意一项所述一种削弱型梁柱结构，其特征在于，削弱区沿腹板表面的截面形状为梯形。