CN215406545U - 一种钢结构耗能梁柱节点 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种钢结构耗能梁柱节点，包括H型的钢框架柱和钢框架梁；钢框架柱与钢框架梁通过梁柱连接组件垂直相连；钢框架梁靠近梁柱连接组件的一端设有梁腹板延伸板，梁腹板延伸板上设有一对螺栓预留孔；梁柱连接组件设有容纳梁腹板延伸板的容置空间，容置空间的外表面中部设有两同心且相对的弧形槽，弧形槽与容置空间相通，一对第一螺栓依次穿过弧形槽、螺栓预留孔将钢框架梁与梁柱连接组件固定。本实用新型基于SMA棒材的优良自复位性能，利用梁柱连接组件实现摩擦耗能保持梁柱节点的抗震性能，并通过多种加固形式保证了梁柱节点的整体性。

Description

一种钢结构耗能梁柱节点

技术领域

本实用新型涉及一种钢结构耗能梁柱节点，属于建筑结构抗震技术领域。

背景技术

钢结构被广泛应用于各类建筑结构中，梁柱节点是钢结构中的关键部位，但早期的钢结构梁柱节点多未进行震后自复位性能的设计，在地震中容易发生变形破坏。近些年来，以形状记忆合金(Shape Memory Alloys，SMA)为组成部分的具有自复位性能的钢结构梁柱节点开始涌现。

申请号为CN201820549317.4的中国专利公开了一种基于SMA棒材的自复位梁柱节点和钢结构建筑，包括钢梁、钢柱、连接板和至少两根SMA棒材，其中：钢梁的一端中部和连接板上均开有圆形螺栓孔，连接板的一端与钢柱固定连接，另一端通过螺栓穿过圆形螺栓孔与钢梁连接，钢梁和钢柱之间留有供钢梁绕圆形螺栓孔转动的空间；SMA棒材的一端与钢柱固定连接，另一端与钢梁固定连接，SMA棒材相对于圆形螺栓孔上下对称布置。由于该梁柱节点中钢梁的翼缘板仅起到锚固SMA棒材的作用，因此在地震时钢梁腹板极有可能面临会先局部屈曲从而导致结构失效的问题，破坏梁柱节点的整体性，降低其抗震性能。

实用新型内容

为了克服上述问题，本实用新型提供一种钢结构耗能梁柱节点，基于SMA棒材的优良自复位性能，利用梁柱连接组件实现摩擦耗能保持梁柱节点的抗震性能，并通过多种加固形式保证梁柱节点的整体性。

本实用新型的技术方案如下：

一种钢结构耗能梁柱节点，包括H型的钢框架柱和钢框架梁；钢框架柱与钢框架梁通过梁柱连接组件垂直相连；所述钢框架梁靠近梁柱连接组件的一端设有梁腹板延伸板，梁腹板延伸板上设有一对螺栓预留孔；所述梁柱连接组件设有容纳梁腹板延伸板的容置空间，容置空间的外表面中部设有两同心且相对的弧形槽，弧形槽与容置空间相通，一对第一螺栓依次穿过弧形槽、螺栓预留孔将钢框架梁与梁柱连接组件固定。

进一步的，所述梁柱连接组件设有包含所述容置空间的连接件腹板，其远离容置空间的一端T型固定一连接板，连接板通过若干第二螺栓与钢框架柱固定连接。

进一步的，所述梁柱连接组件通过对称设置在连接件腹板两侧的四根SMA棒材与钢框架梁相连；所述连接件腹板两侧面均对称设置一第一横向加劲肋，所述第一横向加劲肋与连接板平行；所述钢框架梁的梁腹板两侧面均对称设置一第二横向加劲肋；所述SMA棒材的两端分别穿过第一横向加劲肋和第二横向加劲肋后锚固在第一横向加劲肋和第二横向加劲肋上。

进一步的，所述第一横向加劲肋和第二横向加劲肋相背的一侧上均设有若干纵向加劲肋。

进一步的，所述梁柱连接组件还包括设置在其上下外周部的翼缘，其与钢框架梁的翼缘通过翼缘连接板相连；两所述翼缘连接板夹设在梁柱连接组件和钢框架梁的翼缘对接处，翼缘连接板的两侧通过若干第三螺栓分别固定在梁柱连接组件翼缘和钢框架梁翼缘上。

进一步的，所述连接件腹板的水平中线垂直于两弧形槽中点连成的直线。

进一步的，所述钢框架柱的腹板两侧与梁柱连接组件的翼缘相对应的位置焊接若干水平加劲肋。

进一步的，所述梁柱连接组件与钢框架柱固定连接处还设有三角肋板，三角肋板的两直角边分别与梁柱连接组件翼缘外侧、钢柱翼缘板外侧焊接连接。

本实用新型具有如下有益效果：

1、随着地震作用，第一螺栓可以在连接件腹板的弧形槽中移动，其提供的预紧力可以使连接件腹板与梁腹板产生摩擦并有效的消耗地震能量，减少截面损伤，实现梁柱节点的耗能能力，提高梁柱节点的抗震性能。

2、本实用新型通过多种加固形式的复合保证了在地震中梁柱连接的牢固，使梁柱节点具有较好的承载力，并结合SMA棒材良好的自复位能力，使梁柱节点在地震作用后残余变形极小从而为震后建筑的修复提供便利。

3、本实用新型构造和施工工艺简单，安装方便，具有较高的综合经济效益。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为图1的A处局部放大图。

图3为图1的B处局部放大图。

图4为本实用新型的正视图。

图5为梁柱连接组件的结构示意图。

图6为钢框架梁的结构示意图。

图中附图标记表示为：

1、钢框架柱；11、钢柱翼缘板；2、钢框架梁；21、梁腹板延伸板；211、螺栓预留孔；22、梁腹板；23、第二横向加劲肋；3、梁柱连接组件；31、连接件腹板；32、第一横向加劲肋；33、连接板；34、弧形槽；35、容置空间；4、翼缘连接板；51、第二螺栓；52、第三螺栓；61、SMA棒材；62、螺帽；7、三角肋板；8、第一螺栓；9、纵向加劲肋；10、水平加劲肋。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例来对本实用新型进行详细的说明。

参见图1-6，一种钢结构耗能梁柱节点，包括H型的钢框架柱1和钢框架梁2；钢框架柱1与钢框架梁2通过梁柱连接组件3垂直相连；所述钢框架梁2靠近梁柱连接组件3的一端设有梁腹板延伸板21，梁腹板延伸板21上设有一对螺栓预留孔211；所述梁柱连接组件3设有容纳梁腹板延伸板21的容置空间35，容置空间35的外表面中部设有两同心且相对的弧形槽34，弧形槽34与容置空间35相通，一对第一螺栓8依次穿过弧形槽34、螺栓预留孔211将钢框架梁2与梁柱连接组件3固定。

进一步的，所述梁柱连接组件3设有包含所述容置空间35的连接件腹板31，其远离容置空间35的一端T型固定一连接板33，连接板33通过若干第二螺栓51与钢框架柱1固定连接。

进一步的，所述梁柱连接组件3通过对称设置在连接件腹板31两侧的四根SMA棒材61与钢框架梁2相连；所述连接件腹板31两侧面均对称设置一第一横向加劲肋32，所述第一横向加劲肋32与连接板33平行；所述钢框架梁2的梁腹板22两侧面均对称设置一第二横向加劲肋23；所述SMA棒材61的两端分别穿过第一横向加劲肋32和第二横向加劲肋23后锚固在第一横向加劲肋32和第二横向加劲肋23上。

进一步的，所述SMA棒材61的两端带有螺纹，其两端分别穿过第一横向加劲肋32和第二横向加劲肋23后与螺帽62锁紧固定。

进一步的，所述第一横向加劲肋32和第二横向加劲肋23相背的一侧上均设有若干纵向加劲肋9。

进一步的，所述梁柱连接组件3还包括设置在其上下外周部的翼缘，其与钢框架梁2的翼缘通过翼缘连接板4相连；两所述翼缘连接板4夹设在梁柱连接组件3和钢框架梁2的翼缘对接处，翼缘连接板4的两侧通过若干第三螺栓52分别固定在梁柱连接组件3翼缘和钢框架梁2翼缘上。

进一步的，第三螺栓52依次穿过一翼缘连接板4、梁柱连接组件3翼缘和钢框架梁2翼缘、另一翼缘连接板4。

进一步的，所述连接件腹板31的水平中线垂直于两弧形槽34中点连成的直线。

进一步的，所述钢框架柱1的腹板两侧与梁柱连接组件3翼缘相对应的位置焊接若干水平加劲肋10。

进一步的，所述梁柱连接组件3与钢框架柱1固定连接处还设有三角肋板7，三角肋板7的两直角边分别与梁柱连接组件3翼缘外侧、钢柱翼缘板11外侧焊接连接。

本实用新型的工作原理：

参见图1-6，现场安装过程中，可先将连接板33与钢框架柱1的钢柱翼缘板11通过第二螺栓51固定连接在一起，同时在钢框架柱1腹板两侧与连接板33翼缘相对应位置处加设水平加劲肋10，增强钢框架柱1的强度；将梁腹板延伸板21插入连接件腹板31的容置空间35中，容置空间35内留有供梁腹板延伸板21绕两弧形槽34圆心转动的空间，通过第一螺栓8依次穿过弧形槽34、螺栓预留孔211将钢框架梁2与梁柱连接组件3固定连接；梁柱连接组件3翼缘和钢框架梁2翼缘通过若干第三螺栓52和翼缘连接板4固定连接，翼缘连接板4的两侧分别固定在梁柱连接组件3翼缘和钢框架梁2翼缘上；将四根用于连接梁柱连接组件3与钢框架梁2的SMA棒材61上下对称的设置在连接件腹板31两侧。

发生地震作用时，钢框架梁2梁端绕着两同心弧形槽34的圆心转动，第一螺栓8在弧形槽34内产生移动，且其提供的预紧力使连接件腹板31和梁腹板延伸板21之间产生摩擦耗能，同时也会使位于连接件腹板31两侧的SMA棒材61分别处于受拉和受压的状态以消耗地震能量，而地震作用结束后，SMA棒材61会因其自身特性进行自复位。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种钢结构耗能梁柱节点，包括H型的钢框架柱(1)和钢框架梁(2)；钢框架柱(1)与钢框架梁(2)通过梁柱连接组件(3)垂直相连，其特征在于：所述钢框架梁(2)靠近梁柱连接组件(3)的一端设有梁腹板延伸板(21)，梁腹板延伸板(21)上设有一对螺栓预留孔(211)；所述梁柱连接组件(3)设有容纳梁腹板延伸板(21)的容置空间(35)，容置空间(35)的外表面中部设有两同心且相对的弧形槽(34)，弧形槽(34)与容置空间(35)相通，一对第一螺栓(8)依次穿过弧形槽(34)、螺栓预留孔(211)将钢框架梁(2)与梁柱连接组件(3)固定。

2.根据权利要求1所述的钢结构耗能梁柱节点，其特征在于：所述梁柱连接组件(3)设有包含所述容置空间(35)的连接件腹板(31)，其远离容置空间(35)的一端T型固定一连接板(33)，连接板(33)通过若干第二螺栓(51)与钢框架柱(1)固定连接。

3.根据权利要求2所述的钢结构耗能梁柱节点，其特征在于：所述梁柱连接组件(3)通过对称设置在连接件腹板(31)两侧的四根SMA棒材(61)与钢框架梁(2)相连；所述连接件腹板(31)两侧面均对称设置一第一横向加劲肋(32)，所述第一横向加劲肋(32)与连接板(33)平行；所述钢框架梁(2)的梁腹板(22)两侧面均对称设置一第二横向加劲肋(23)；所述SMA棒材(61)的两端分别穿过第一横向加劲肋(32)和第二横向加劲肋(23)后锚固在第一横向加劲肋(32)和第二横向加劲肋(23)上。

4.根据权利要求3所述的钢结构耗能梁柱节点，其特征在于：所述第一横向加劲肋(32)和第二横向加劲肋(23)相背的一侧上均设有若干纵向加劲肋(9)。

5.根据权利要求1所述的钢结构耗能梁柱节点，其特征在于：所述梁柱连接组件(3)还包括设置在其上下外周部的翼缘，其与钢框架梁(2)的翼缘通过翼缘连接板(4)相连；两所述翼缘连接板(4)夹设在梁柱连接组件(3)和钢框架梁(2)的翼缘对接处，翼缘连接板(4)的两侧通过若干第三螺栓(52)分别固定在梁柱连接组件(3)翼缘和钢框架梁(2)翼缘上。

6.根据权利要求2所述的钢结构耗能梁柱节点，其特征在于：所述连接件腹板(31)的水平中线垂直于两弧形槽(34)中点连成的直线。

7.根据权利要求5所述的钢结构耗能梁柱节点，其特征在于：所述钢框架柱(1)的腹板两侧与梁柱连接组件(3)的翼缘相对应的位置焊接若干水平加劲肋(10)。

8.根据权利要求2所述的钢结构耗能梁柱节点，其特征在于：所述梁柱连接组件(3)与钢框架柱(1)固定连接处还设有三角肋板(7)，三角肋板(7)的两直角边分别与梁柱连接组件(3)翼缘外侧、钢柱翼缘板(11)外侧焊接连接。

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