CN214996502U - 一种利用软钢阻尼耗能的装配式钢结构节点连接结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种利用软钢阻尼耗能的装配式钢结构节点连接结构，属于装配式钢结构抗震与新型材料阻尼耗能减震技术领域，包括设置在立柱和横梁之间的短梁，短梁一端与立柱固定连接，另一端通过屈服点小于横梁和立柱的软钢耗能构件与横梁可拆卸连接，以使震后损伤出现在软钢耗能构件上。本实用新型耗能能力强，损伤位置可控，震后损伤件容易更换，解决了现有技术中钢结构节点连接塑性铰外移后出现的结构构件本身发生损伤、耗能能力弱、损伤控制较难实现以及震后损伤维修费用高的问题。
Description
技术领域
本实用新型属于装配式钢结构抗震与新型材料阻尼耗能减震技术领域，涉及一种利用软钢阻尼耗能的装配式钢结构节点连接结构。
背景技术
在建筑结构的抗震设计中，“强柱弱梁”、“强节点弱构件”的抗震设计原则是结构设计需要保证的合理破坏模式。钢结构中即控制结构在合理的部位和结构构件发生损伤，在结构构件层面，在地震中要保证结构发生破坏时梁的破坏要先于柱子的破坏，在损伤的部位层面，希望在梁端部形成塑性铰，而不是梁与柱子的节点连接部位发生损伤。
然而，这种预期的钢结构破坏模式在北岭地震以及神户地震中均未能很好的实现，导致整体结构均需要拆除，而为了在钢结构中实现这种整体破坏模式，为了避免梁柱连接部位的脆性断裂，不走加强柱子的路线，采用的方法主要是将塑性变形区域从易发生脆性断破坏的梁柱连接部位转移到离梁柱连接部位一定距离的梁段内，可以反过来引导梁产生塑性铰，出现了很多的经过改进的钢结构节点类型，主要分为以下两类：梁端削弱型连接节点和梁端加强型连接节点。但是，不管是梁端削弱型改进节点还是梁端加强型改进节点均存在共同的缺陷：塑性铰是可以从梁柱连接部位转移到梁上，但是梁构件本身会发生损伤，损伤后基本不可更换，维修费用增加显著；且削弱或者增强均与梁本身的刚度有关，设计较难把控，损伤控制存在较大困难。
实用新型内容
有鉴于此，本申请的目的在于提供一种利用软钢阻尼耗能的装配式钢结构节点连接结构，以解决现有技术中钢结构节点连接塑性铰外移后出现的结构构件本身发生损伤的问题。
为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种利用软钢阻尼耗能的装配式钢结构节点连接结构，包括设置在立柱和横梁之间的短梁，短梁一端与立柱固定连接，另一端通过屈服点小于横梁和立柱的软钢耗能构件与横梁可拆卸连接，以使震后损伤出现在软钢耗能构件上。
可选地，横梁呈工字型。
可选地，所述短梁与横梁的横截面一致且一端与横梁对齐，软钢耗能构件包括设置在短梁与横梁相接处两侧且呈工字型的第一软钢耗能件，第一软钢耗能件的翼板与短梁和横梁的翼板可拆卸连接，第一软钢耗能件的腹板与短梁和横梁的腹板相接处设有与其可拆卸连接的呈L型的第二软钢耗能件。
可选地，立柱呈工字型，立柱对应于短梁的位置设有立柱加劲肋。
可选地，所述立柱加劲肋包括分别与短梁两翼板共面设置的两块呈片状的加劲肋。
可选地，所述立柱加劲肋与立柱之间的连接方式为焊接连接。
可选地，所述第一软钢耗能件通过第一紧固件与短梁或横梁连接，第二软钢耗能件通过第二紧固件与短梁或横梁连接。
可选地，所述第一紧固件与第二紧固件为高强度螺栓。
可选地，所述短梁与立柱之间的连接方式为焊接连接。
本实用新型的有益效果在于：通过在立柱与横梁之间设置软钢耗能构件，使震后损伤远离梁柱连接部位，有利于震后更换连接构件，且耗能能力强，节点连接损伤可控，修复成本可控，经济性好，解决了现有技术中钢结构节点连接塑性铰外移后出现的结构构件本身发生损伤，耗能能力弱，损伤控制较难实现，以及震后损伤维修费用高的问题。
本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作优选的详细描述，其中：
图1为本实用新型节点连接结构的主视图；
图2为本实用新型节点连接结构的俯视图；
图3为本实用新型节点连接结构的侧视图。
附图标记：立柱1、短梁2、紧固件3、横梁4、第二软钢耗能件5、第一软钢耗能件6、立柱加劲肋7。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本实用新型的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
参阅图1～图3，一种利用软钢阻尼耗能的装配式钢结构节点连接结构，包括设置在立柱1和横梁4之间的短梁2，短梁2一端与立柱1固定连接，另一端通过屈服点小于横梁4和立柱1的软钢耗能构件与横梁4可拆卸连接，以使震后损伤出现在软钢耗能构件上。其中，短梁2与立柱1之间的连接方式优选焊接连接。
本实用新型的横梁4优选工字型，短梁2与横梁4的横截面一致且一端与横梁4对齐，软钢耗能构件包括设置在短梁2与横梁4相接处两侧且呈工字型的第一软钢耗能件6，第一软钢耗能件6位于短梁2和横梁4的上下两翼板之间且与其垂直布置，第一软钢耗能件6的翼板与短梁2和横梁4的翼板紧贴且通过紧固件3与其可拆卸连接，第一软钢耗能件6的腹板与短梁2和横梁4的腹板相接处设有呈L型的第二软钢耗能件5，第二软钢耗能件5与短梁2和横梁4之间通过紧固件3可拆卸连接，短梁2的另一端与立柱1焊接连接。
本实用新型的软钢耗能构件采用建筑用低屈服点的软钢制作，其中，呈工字型的第一软钢耗能件6主要承受弯矩，用于抗弯与耗能，呈L型的第二软钢耗能件5主要是传递剪力，用于抗剪与耗能。本实用新型在控制出现塑性铰的部位采用软钢阻尼消耗地震能量，使震后损伤远离梁柱连接部位，出现在软钢连接构件上，进而使主体结构的梁柱构件保持弹性，有利于震后更换连接构件，保证结构的整体安全性，且连接构件的更换快捷易操作，节点连接损伤可控，修复成本可控。
本实用新型的立柱1可为工字型，立柱1对应于短梁2的位置设有与其固定连接的立柱加劲肋7，立柱加劲肋7包括分别与短梁两翼板共面设置的两块呈片状的加劲肋。立柱加劲肋7与立柱1之间的连接方式优选焊接连接。
本实用新型的第一软钢耗能件6通过第一高强度螺栓与短梁2或横梁4连接，第二软钢耗能件5通过第二高强度螺栓与短梁2或横梁4连接。采用高强度螺栓连接，不但使现场施工简单快捷，而且损伤后更换方便。
本实用新型的耗能构件采用低屈服点的软钢制作，具有高延展性和低屈服点，能够在地震发生时通过自身损伤屈服来耗散地震能量，因而可以很好地控制损伤出现在软钢连接构件中，形成塑性铰，进而可以保证主体结构的梁柱构件不发生破坏，而耗能构件在破坏后可以进行更换，具有经济性好，且能有效提升结构韧性的特点，适于在震区推广应用。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种利用软钢阻尼耗能的装配式钢结构节点连接结构，其特征在于：包括设置在立柱和横梁之间的短梁，短梁一端与立柱固定连接，另一端通过屈服点小于横梁和立柱的软钢耗能构件与横梁可拆卸连接，以使震后损伤出现在软钢耗能构件上。
2.根据权利要求1所述的一种利用软钢阻尼耗能的装配式钢结构节点连接结构，其特征在于：横梁呈工字型。
3.根据权利要求2所述的一种利用软钢阻尼耗能的装配式钢结构节点连接结构，其特征在于：所述短梁与横梁的横截面一致且一端与横梁对齐，软钢耗能构件包括设置在短梁与横梁相接处两侧且呈工字型的第一软钢耗能件，第一软钢耗能件的翼板与短梁和横梁的翼板可拆卸连接，第一软钢耗能件的腹板与短梁和横梁的腹板相接处设有与其可拆卸连接的呈L型的第二软钢耗能件。
4.根据权利要求3所述的一种利用软钢阻尼耗能的装配式钢结构节点连接结构，其特征在于：立柱呈工字型，立柱对应于短梁的位置设有立柱加劲肋。
5.根据权利要求4所述的一种利用软钢阻尼耗能的装配式钢结构节点连接结构，其特征在于：所述立柱加劲肋包括分别与短梁两翼板共面设置的两块呈片状的加劲肋。
6.根据权利要求4～5任一所述的一种利用软钢阻尼耗能的装配式钢结构节点连接结构，其特征在于：所述立柱加劲肋与立柱之间的连接方式为焊接连接。
7.根据权利要求3所述的一种利用软钢阻尼耗能的装配式钢结构节点连接结构，其特征在于：所述第一软钢耗能件通过第一紧固件与短梁或横梁连接，第二软钢耗能件通过第二紧固件与短梁或横梁连接。
8.根据权利要求7所述的一种利用软钢阻尼耗能的装配式钢结构节点连接结构，其特征在于：所述第一紧固件与第二紧固件为高强度螺栓。
9.根据权利要求1所述的一种利用软钢阻尼耗能的装配式钢结构节点连接结构，其特征在于：所述短梁与立柱之间的连接方式为焊接连接。
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