CN215858208U - 一种装配式可耗能钢框架梁柱节点 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种装配式可耗能钢框架梁柱节点，包括H型钢柱、H型悬臂梁以及H型中间梁，在H型钢柱上垂直地焊接有H型悬臂梁，在H型悬臂梁与H型中间梁的顶部翼缘之间固定连接有翼缘连接板，在H型悬臂梁与H型中间梁的腹板之间固定连接有腹板连接板，在H型悬臂梁与H型中间梁的底部翼缘之间固定连接有防屈曲约束支撑。本实用新型的装配式可耗能梁柱节点采用翼缘连接板和腹板连接板连接梁段，并将防屈曲约束支撑作为可更换损伤元，通过防屈曲约束支撑在地震作用下塑性变形耗散地震能量，保证主体结构安全，解决了传统钢框架结构在地震作用下节点处易发生焊缝脆性破坏，导致建筑物倒塌，造成人员伤亡和经济损失等问题。

Description

一种装配式可耗能钢框架梁柱节点

技术领域

本实用新型涉及一种装配式可耗能钢框架梁柱节点，属于装配式钢框架结构消能减震技术领域。

背景技术

目前，针对钢框架梁柱节点易脆性破坏、梁柱构件震后损伤大、难修复等问题，国内外学者提出了梁端加强式节点、梁翼缘或腹板削弱型节点、预应力自复位节点、可更换损伤元型节点等形式，即：

1、梁段加强式节点是在梁柱节点处利用翼缘盖板、加腋、扩翼缘等方法，加强钢框架节点附近梁截面的刚度，迫使塑性铰外移出节点处，避免钢框架梁柱节点应力集中，发生焊缝脆性破坏。

2、梁翼缘或腹板削弱型节点是通过削弱距离柱翼缘面一定距离的梁，通常是将梁翼缘削弱或对梁腹板开洞削弱，从而使该处截面在地震作用下，相较梁柱节点处更易发生塑性变形，迫使塑性铰不发生在钢框架节点处，避免导致梁柱节点处焊缝出现脆性破坏。

3、预应力自复位节点是将无粘结预应力钢绞线锚固在柱翼缘处，沿梁长方向通长布置，该类节点发生变形后可在钢绞线预应力作用下发生自复位，使梁柱构件保持弹性，但节点因为变形耗能会导致梁柱连接件出现非弹性破坏。

然而，梁端加强式节点、梁翼缘或腹板削弱型节点虽然有效避免钢框架节点处塑性破坏，但震后梁段会出现严重变形，面临难以修复难题；预应力自复位节点由于钢绞线的弹性变形能力不足，同时预应力会随时间出现不同程度损失，可能导致梁柱节点变形后难以完全复位，对结构复位的可靠度造成较大不确定性。因此，研发出一种耗能能力强的钢框架梁柱节点并实现可装配化、震后稍加修复即可实现节点功能恢复，是本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的提供一种装配式可耗能钢框架梁柱节点，解决了传统钢框架结构在地震作用下节点处易发生焊缝脆性破坏，导致建筑物倒塌，造成人员伤亡和经济损失等问题，同时结合屈曲约束支撑(BRB)耗能构件,可使钢框架结构在地震作用下具有耗能能力，实现钢框架结构不倒塌、易修复。

本实用新型是这样构成的：一种装配式可耗能钢框架梁柱节点，包括H型钢柱、H型悬臂梁以及H型中间梁，在H型钢柱上垂直地焊接有H型悬臂梁，在H型悬臂梁与H型中间梁的顶部翼缘之间固定连接有翼缘连接板，在H型悬臂梁与H型中间梁的腹板之间固定连接有腹板连接板，在H型悬臂梁与H型中间梁的底部翼缘之间固定连接有防屈曲约束支撑。

进一步，所述翼缘连接板上均布有6个圆形螺栓孔，在腹板连接板的上下两侧对称地开设有4个条形螺栓孔，在腹板连接板的中部开设有2个圆形螺栓孔，所述翼缘连接板或腹板连接板采用高强螺栓固定连接在H型悬臂梁与H型中间梁之间。

进一步，所述防屈曲约束支撑包括芯板以及套在芯板上的方钢管，在芯板与方钢管之间填充有混凝土，在芯板的两端均开设有4个圆形螺栓孔；在芯板与H型悬臂梁或H型中间梁之间设置有垫板，芯板与H型悬臂梁或H型中间梁之间通过高强螺栓固定连接。

更进一步，所述芯板是由屈服段以及对称地连接在屈服段两端的连接板构成，在连接板上开设有4个圆形螺栓孔，在屈服段与连接板之间设置有向屈服段逐渐缩小的过渡段，在屈服段的中部对称地设置有弧形凸台。

由于采用了上述技术方案，本实用新型的优点在于：本实用新型的装配式可耗能梁柱节点采用翼缘和腹板连接板连接梁段，并将防屈曲约束支撑作为可更换损伤元，通过防屈曲约束支撑在地震作用下塑性变形耗散地震能量，保证主体结构安全，震后通过更换防屈曲约束支撑，实现节点可恢复，解决了传统钢框架结构在地震作用下节点处易发生焊缝脆性破坏，导致建筑物倒塌，造成人员伤亡和经济损失等问题。本实用新型的装配式可耗能梁柱节点结构简单、连接方便、施工快捷，可广泛应用于钢框架结构。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为翼缘连接板的结构示意图；

图3为腹板连接板的结构示意图；

图4为防屈曲约束支撑的结构示意图；

图5为芯板的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

本实用新型的实施例：如图1～5所示，本实用新型的装配式可耗能钢框架梁柱节点，包括H型钢柱1、H型悬臂梁2以及H型中间梁3，在H型钢柱1上垂直地焊接有H型悬臂梁2，在H型悬臂梁2与H型中间梁3的顶部翼缘之间固定连接有翼缘连接板6，在H型悬臂梁2与H型中间梁3的腹板之间固定连接有腹板连接板5，在H型悬臂梁2与H型中间梁3的底部翼缘之间固定连接有防屈曲约束支撑4。所述翼缘连接板6上均布有6个圆形螺栓孔9，在腹板连接板5的上下两侧对称地开设有4个条形螺栓孔10，在腹板连接板5的中部开设有2个圆形螺栓孔9，所述翼缘连接板6或腹板连接板5采用高强螺栓8固定连接在H型悬臂梁2与H型中间梁3之间。条形螺栓孔10的布置是为了让该处高强螺栓8可适当滑动，削弱节点在地震作用下往复运动对腹板连接板5产生的开合力。所述防屈曲约束支撑4包括芯板12以及套在芯板12上的方钢管11，在芯板12与方钢管11之间填充有混凝土13，在芯板12的两端均开设有4个圆形螺栓孔9，在芯板12与H型悬臂梁2或H型中间梁3之间设置有垫板7，芯板12与H型悬臂梁2或H型中间梁3之间通过高强螺栓8固定连接；所述芯板12是由屈服段14以及对称地连接在屈服段14两端的连接板16构成，在连接板16上开设有4个圆形螺栓孔9，在屈服段14与连接板16之间设置有向屈服段14逐渐缩小的过渡段13，在屈服段14的中部对称地设置有弧形凸台15。

上述装配式可耗能钢框架梁柱节点的施工方法包括以下步骤：

(1)H型钢柱1与H型悬臂梁2在钢结构制作厂焊接一体，运至项目现场后，将H型钢柱1与地基锚固或与下层钢柱焊接；

(2)将H型中间梁3吊装至空中，与H型悬臂梁2齐平，将翼缘连接板6和腹板连接板5对齐H型中间梁3或H型悬臂梁2上的螺栓孔，插入10.9级高强螺栓8进行初步定位；

(3)防屈曲约束支撑4根据实际工程需求进行定制设计，在预制加工厂制作完成，运至现场后，将其与垫片7一起安装至H型悬臂梁2或H型中间梁3的下翼缘，插入10.9级高强螺栓8，完成初拧；

(4)将翼缘连接板6和腹板连接板5处高强螺栓8初拧，并采用专用的电动扳手完成所有高强螺栓8的终拧。

本实施例中，H型钢柱1与H型悬臂梁2焊接固定，焊条采用E50型，焊缝等级为一级，防屈曲约束支撑4的方钢管11采用Q690高强钢，方钢管11内的混凝土为C30细石混凝土，芯板12采用Q235钢材，高强螺栓均为10.9级。

综上所述，本实用新型的装配式可耗能梁柱节点采用翼缘连接板6和腹板连接板5连接梁段，并将防屈曲约束支撑4作为可更换损伤元，通过防屈曲约束支撑在地震作用下塑性变形耗散地震能量，保证主体结构安全，震后通过更换防屈曲约束支撑，实现节点可恢复，解决了传统钢框架结构在地震作用下节点处易发生焊缝脆性破坏，导致建筑物倒塌，造成人员伤亡和经济损失等问题。本实用新型的装配式可耗能梁柱节点结构简单、连接方便、施工快捷，可广泛应用于钢框架结构。

Claims (4)

1.一种装配式可耗能钢框架梁柱节点，包括H型钢柱(1)、H型悬臂梁(2)以及H型中间梁(3)，其特征在于：在H型钢柱(1)上垂直地焊接有H型悬臂梁(2)，在H型悬臂梁(2)与H型中间梁(3)的顶部翼缘之间固定连接有翼缘连接板(6)，在H型悬臂梁(2)与H型中间梁(3)的腹板之间固定连接有腹板连接板(5)，在H型悬臂梁(2)与H型中间梁(3)的底部翼缘之间固定连接有防屈曲约束支撑(4)。

2.根据权利要求1所述的装配式可耗能钢框架梁柱节点，其特征在于：所述翼缘连接板(6)上均布有6个圆形螺栓孔(9)，在腹板连接板(5)的上下两侧对称地开设有4个条形螺栓孔(10)，在腹板连接板(5)的中部开设有2个圆形螺栓孔(9)，所述翼缘连接板(6)或腹板连接板(5)采用高强螺栓(8)固定连接在H型悬臂梁(2)与H型中间梁(3)之间。

3.根据权利要求1所述的装配式可耗能钢框架梁柱节点，其特征在于：所述防屈曲约束支撑(4)包括芯板(12)以及套在芯板(12)上的方钢管(11)，在芯板(12)与方钢管(11)之间填充有混凝土(13)，在芯板(12)的两端均开设有4个圆形螺栓孔(9)，在芯板(12)与H型悬臂梁(2)或H型中间梁(3)之间设置有垫板(7)，芯板(12)与H型悬臂梁(2)或H型中间梁(3)之间通过高强螺栓(8)固定连接。

4.根据权利要求3所述的装配式可耗能钢框架梁柱节点，其特征在于：所述芯板(12)是由屈服段(14)以及对称地连接在屈服段(14)两端的连接板(16)构成，在连接板(16)上开设有4个圆形螺栓孔(9)，在屈服段(14)与连接板(16)之间设置有向屈服段(14)逐渐缩小的过渡段(13)，在屈服段(14)的中部对称地设置有弧形凸台(15)。

Images