CN217053756U - 一种自复位蜂窝梁节点 - Google Patents

Abstract

一种自复位蜂窝梁节点，属于建筑钢结构技术领域，包括中间梁段，所述中间梁段两端分别与对应的短梁段一端连接，且在短梁段与中间梁段的连接节点处安装有摩擦阻尼器，短梁段另一端与框架柱连接，且同时框架柱与短梁段之间设置有钢绞线。本实用新型中梁梁端加入了带有摩擦阻尼器与耗能螺栓的自复位节点，它是一种整体式节点，该结构加入的摩擦阻尼器与耗能螺栓使其在在地震中能够有效控制主体结构的损伤且震后具有可恢复功能的特性，震后修复成本低，抗震强度大。本实用新型在减少自身重量请况下，还可以在相邻中间梁段的腹板处焊接负筋形成连续板，使梁与建筑物结合后形成的整体结构牢固度高，抗震能力大幅提高。

Description

一种自复位蜂窝梁节点

技术领域

本实用新型属于建筑钢结构技术领域，具体涉及一种自复位蜂窝梁节点。

背景技术

钢材具有良好的延性，可循环使用，利于节能减排，符合可持续发展的要求，因此钢结构建筑在工业建筑和民用建筑中得到越来越广泛的应用。民用建筑中，钢结构广泛应用于候机室、大型体育场馆及各种民用住宅；工业建筑中，钢结构广泛应用于各类工业厂房、高压输电塔及高耸结构等。伴随着我国钢铁产量常年位居世界前列以及施工工艺的进步，可以预期在未来数十年发展过程中，钢结构建筑将会成为更多类型建筑的首选结构形式。

传统钢框架设计理论中，为了在相对经济的范围内使建筑在地震动下实现不倒塌的目标，国内外现行的抗震设计规范允许所有结构构件、节点在预期地震作用下进入非线性阶段并耗散塑性能以平衡地震的能量输入。然而近年来的震害调查表明，传统的钢结构建筑在地震作用下虽然满足“大震不倒”的设计要求，但最终产生的过大塑性变形将造成巨大的修复代价，因此反映结构体系抵抗震害能力及震后恢复能力的“可恢复性”成为抗震性能研究的关键问题之一。节点作为结构的重要组成部分，其性能的好坏对结构的性能起关键作用，为实现结构的“可恢复性”，研究学者对应提出自复位节点设计概念，即节点在满足强度、刚度以及延性等设计要求时，还应具有一定的自复位能力，防止震后节点残余变形过大影响正常使用。基于这种概念，自回复梁柱节点应运而生。

现有技术中，利用PT(Posttensioned,后张拉预应力)使结构实现自复位的节点需严格控制预应力，在大预应力下张拉预应力筋存在节点和装配难度，同时也存在预应力筋应力松弛和“脆断”现象。另一方面，利用SMA(ShapeMemoryAlloy，形状记忆合金)的材料特性实现自复位的节点耗能特性较弱，虽然震后残余变形可忽略不计，由于其较弱的耗能特性，可能会增加结构在地震作用下的加速度响应。

因此，亟需开发一种自复位节点实现自复位性能和耗能能力的平衡。

实用新型内容

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种自复位蜂窝梁节点，包括中间梁段，所述中间梁段两端分别与对应的短梁段一端连接，且在短梁段与中间梁段的连接节点处安装有摩擦阻尼器，短梁段另一端与框架柱连接，且同时框架柱与短梁段之间设置有钢绞线。

所述框架柱的腹板上焊接有柱纵向加筋肋，且位于最顶端的柱纵向加筋肋上表面与短梁段上翼缘的上表面平齐，位于最低端的柱纵向加筋肋下表面与短梁段下翼缘的下表面平齐，所述框架柱的侧壁上安装有连接板，且在连接板上开设有螺栓连接孔。

所述短梁段的腹板上焊接有横向加筋肋，短梁段一端的端部焊接有竖板，在所述竖板与横向加筋肋之间焊接有梁纵向加筋肋，在所述竖板的外侧上下两端分别焊接有与中间梁段上下翼缘配合的端板，同时在竖板上焊接有与中间梁段腹板配合的摩擦阻尼器。

本实用新型的技术效果为：

本实用新型中梁梁端加入了带有摩擦阻尼器与耗能螺栓的自复位节点，为本领域提供了一种全新的节点，它是一种整体式节点，该结构加入的摩擦阻尼器与耗能螺栓使其在在地震中能够有效控制主体结构的损伤且震后具有可恢复功能的特性，震后修复成本低，抗震强度大。

本实用新型所述承重量在减少承重量自身重量请况下，还可以在相邻中间梁段的腹板处焊接多个负筋，让梁与梁中间由负筋再次加固，使本实用新型所述的梁与建筑物结合后形成的整体结构牢固度高，抗震能力大幅提高。

附图说明

图1是本实用新型自复位蜂窝梁节点的三维示意图，图1中未示出梁纵向加筋肋；

图2是本实用新型自复位蜂窝梁节点的正视图；

图3是本实用新型两个自复位蜂窝梁节点连接时的侧视图；

1-钢绞线；2-梁纵向加筋肋；3-横向加筋肋；4-竖板；5-短梁段；6-中间梁段；7-摩擦阻尼器；9-连接螺栓；10-耗能螺栓；11-柱纵向加筋肋；12-框架柱；13-负筋；14-连接板；15-端板。

具体实施方式

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。

如图1至图3所示，一种自复位蜂窝梁节点，包括中间梁段6和框架柱12，所述框架柱12的腹板上焊接有柱纵向加筋肋11，且位于最顶端的柱纵向加筋肋11上表面与短梁段5上翼缘的上表面平齐，位于最低端的柱纵向加筋肋11下表面与短梁段5下翼缘的下表面平齐，所述框架柱12的侧壁上安装有连接板14，且在连接板14上开设有螺栓连接孔，所述短梁段5的腹板上焊接有横向加筋肋3，短梁段5一端的端部焊接有竖板4，在所述竖板4与横向加筋肋3之间焊接有梁纵向加筋肋2，在所述竖板4的外侧上下两端分别焊接有与中间梁段6上下翼缘配合的端板15，同时在竖板4上焊接有与中间梁段6腹板配合的摩擦阻尼器7，所述中间梁段6两端分别与对应的短梁段5一端的端板15和摩擦阻尼器7焊接，且同时位于连接节点处的摩擦阻尼器7跟中间梁段6通过耗能螺栓10连接，两个短梁段5另一端抵在框架柱12上且与连接板14焊接，同时通过连接螺栓9使框架柱12上的连接板14与短梁段5连接，框架柱12与钢绞线1一端连接，钢绞线1另一端穿过短梁段5的横向加筋肋3与竖板4连接；当两个自复位蜂窝梁节点连接时，在中间梁段6的腹板处焊接连接两自复位蜂窝梁节点的负筋13，通过负筋13的铺设使梁与梁之间再次加固，梁与建筑物结合后形成的整体结构牢固度高，抗震能力大幅提高。

以下为本实用新型自复位蜂窝梁节点现场施工的一个具体的实例：

本实例中框架柱12和短梁段5均采用工字钢；中间梁段6采用带有蜂窝孔的工字钢。

本实例中，所述连接板14长度和摩擦阻尼器7的长度均为短梁段5宽度的五分之三，框架柱12上的纵向加筋肋与框架柱12焊接，运送到现场后在框架柱12与短梁段5宽度的七分之三处与短梁段5进行焊接，连接板14运送到现场后与框架柱12、短梁段5焊接，因此连接板14使结构变得更加稳定。将各部件运送至现场后框架柱与短梁段5、连接板14、竖板4、摩擦阻尼器7、中间梁段6进行焊接，并在于短梁段5焊接处向下以五分之一的距离与钢绞线1进行焊接，再将钢绞线1与短梁段5、横向加筋肋3以相同位置进行焊接，最后再将端板15与竖板4、中间梁段6进行焊接，起到保护竖板4两端与中间梁段6的作用。完成后将连接螺栓9、耗能螺栓10以安装在事先安装好的孔洞中。组装好一跨后将负筋13焊接在中间梁段6的腹板处与下一跨相连。此种方法符合装配式钢结构领域，此种实施方式区别于传统的房屋建筑，是从基础做起，一砖一瓦辅以水泥砂浆进行砌筑而成，工期超长，由于此种现场装配的方式不同，比其工期提高50％以上，并且不需要高额的人工费用，两三名工人便可盖起一栋品质卓越的轻钢房，省去人工开支。

本实用新型的原理：

摩擦阻尼器7分为耗能组与复位组。

耗能组：当梁受地震影响受拉时，阻尼器内的两段弹簧左段先向右伸长L，右段缩短L，然后左端恢复初始长度再缩短L，右段恢复初始长度，再伸长L，能量便在这来回往复中消耗。

复位组：当右段弹簧相对外筒向右位移L时，左段的弹簧长度保持不变，右段弹簧缩短L，两组弹簧对内杆的反力差F就是复位力，弹簧不能为阻尼器提供耗能能力，但可以提供一个较大的恢复力此时梁受震时受到的压力于拉力使阻尼器外部两端发生相对位移，挤压耗能螺栓产生变形，引起耗能螺栓的外径增加，是耗能螺栓产生弹性变形，与外管发生摩擦，并耗散能量，因此耗能螺栓为该装置提供摩擦力与复位力。摩擦阻尼器7提前做好预制孔，在现场使其与耗能螺栓链接，此结构复位后因产生的摩擦损耗很小所以与复位前状态大体保持一致。本实用新型的目的是,提供一种自复位蜂窝梁节点,用于解决现有技术存在的不足。中间梁段6用蜂窝梁可减少自重，节省材料，钢绞线1是通过把多根冷拉钢丝放在绞线机上进行螺旋形绞合，然后将应力并回火处理而制成的，其表面可以根据需要增加镀锌层、镀铜层、涂环氧树脂等。常用的是7股钢绞线，它由6根外层钢丝围绕着一根中心钢丝(一般为外层钢丝三倍)顺一个方向扭结而成，外围的每根钢丝都与钢绞线1纵向受力方向成一定倾角a，这就使钢绞线1与混凝士接触面能够形成咬合力，从而提高其粘结性能。当钢绞线1受地震对梁施加的压力于拉力后产生变形，使其伸长，后经耗能螺栓与摩擦阻尼器7讲力损耗后恢复原状，此模型将三者完美结合。

并且由于此结构钢材使用16MnTi钢。这种低碳钢和普通钢的成本大致相同，但是强度高韧性好。铸铁抗拉强度较低，但是经过加工，成为球墨铸铁后，提高了强度极限和塑性性能并且有较好的经济效益。使其作为承载量的承载力比现有技术有所提高。由于节省钢材，所以其自身重量轻，减少了建筑物的承重量。

Claims (3)

1.一种自复位蜂窝梁节点，其特征在于，包括中间梁段，所述中间梁段两端分别与对应的短梁段一端连接，且在短梁段与中间梁段的连接节点处安装有摩擦阻尼器，短梁段另一端与框架柱连接，且同时框架柱与短梁段之间设置有钢绞线。

2.根据权利要求1所述的一种自复位蜂窝梁节点，其特征在于：所述框架柱的腹板上焊接有柱纵向加筋肋，且位于最顶端的柱纵向加筋肋上表面与短梁段上翼缘的上表面平齐，位于最低端的柱纵向加筋肋下表面与短梁段下翼缘的下表面平齐，所述框架柱的侧壁上安装有连接板，且在连接板上开设有螺栓连接孔。

3.根据权利要求1所述的一种自复位蜂窝梁节点，其特征在于：所述短梁段的腹板上焊接有横向加筋肋，短梁段一端的端部焊接有竖板，在所述竖板与横向加筋肋之间焊接有梁纵向加筋肋，在所述竖板的外侧上下两端分别焊接有与中间梁段上下翼缘配合的端板，同时在竖板上焊接有与中间梁段腹板配合的摩擦阻尼器。

Images