[发明专利]钢结构梁柱长圆孔转型高强螺栓连接延性节点

说明书

技术领域

本发明涉及钢结构梁柱，尤其涉及钢结构梁柱高强螺栓连接节点。

背景技术

梁柱节点是钢框架中最重要节点之一，通常采用腹板摩擦型高强螺栓，上、下翼缘板对接焊的刚性连接。这种连接的强度较高，但延性变形能力不足，在近些年世界上发生的几次大地震中，出现了较多这类节点发生脆性破坏的现象。因而世界各国都在研究改善钢框架节点延性变形性能的方法。我国规范也对节点的“延性”提出了具体要求。

目前已提出的加强延性变形性能的方法对节点延性均有所改善，但无法控制延性变形的具体转角值，有些延性节点对节点强度有所削弱(如“狗骨型节点”)，而且如果发生延性转角就较难恢复。

发明内容

本发明旨在解决现有技术的上述缺陷，提供一种钢结构梁柱高强螺栓连接延性节点。本发明能提供较大的变形空间，所以不使其在地震时发生脆性破坏；从而提高了结构的抗震性能，改善了结构的耗能性和内力重分布能力。

本发明是这样实现的：

一种钢结构梁柱高强螺栓连接延性节点，它包括柱，梁上翼缘板，梁下翼缘板，梁腹板，梁上翼缘拼接板，梁下翼缘拼接板，腹板拼接板和若干腹板摩擦型高强螺栓，该高强螺栓将上、下翼缘板对接连接，所述高强螺栓的螺栓孔为沿其受剪方向的长圆孔，所述高强螺栓位于该长圆孔长度方向的中间。

所述的钢结构梁柱高强螺栓连接延性节点之梁上、下翼缘连接板的宽度不小于被连接梁上、下翼缘宽度加截面螺孔削弱之宽度。

所述的钢结构梁柱高强螺栓连接延性节点，所述长圆孔的长轴长度为d₀+θh，短轴方向为d₀，

d₀：一般螺孔的直径；

θ：目标转角，≥3％；

h：孔离开梁的中心轴的距离。

本发明是按照延性变形转角的目标将螺孔设计成长圆孔，并按摩擦型高强螺栓的要求来连接节点。在正常使用状态下，节点能承受建筑物所传来的荷载。摩擦型高强螺栓要求螺栓不发生滑动，与普通的高强螺栓拼接节点几乎没有任何区别，而在罕遇地震荷载作用下，结构承受的荷载超过了设计荷载，这时通过螺栓在长圆螺栓孔中的滑移来增加梁柱节点的变形能力。在螺栓逐步滑移到孔壁边缘的过程中，高强螺栓逐渐由摩擦型转变成承压型。当螺栓变成承压型后，节点的极限承载能力还能有进一步的提高。由于节点能提供较大的变形空间，改善了结构的耗能性和内力重分布能力。所以不使其在地震时发生脆性破坏，从而提高了结构的抗震性能。

附图说明

下面，结合附图进一步说明本发明：

图1为本发明平面示意图；

图2为本发明立面示意图；

具体实施方式

本发明主要由柱1，梁上翼缘板2，梁下翼缘板3，梁腹板4，梁上翼缘拼接板5，梁下翼缘拼接板6，腹板拼接板7，高强螺栓8，该高强螺栓8将上、下翼缘板对接连接，所述高强螺栓8的螺栓孔为沿其受剪方向的长圆孔，所述高强螺栓8位于该长圆孔长度方向的中间。

所述梁上翼缘板2，梁下翼缘连接部分板3的宽度不小于被连接梁上、下翼缘宽度加截面螺孔削弱之宽度。

所述圆孔的长轴长度为d₀+θh，短轴方向为d₀，

d₀：一般螺孔的直径；

θ：目标转角，≥3％；

h：孔离开梁的中心轴的距离。长圆形螺栓孔组成。

本发明节点制作方法与一般摩擦型高强螺栓连接钢框架节点类似，仅螺孔要加工成长圆孔。长圆孔的成型可用数控钻或数控切割成形。本发明节点安装方法与一般摩擦型高强螺栓连接钢框架节点类似，先装腹板(易于定位)，再装翼缘板，并应注意螺栓应处于螺孔长度的中心位置，以使节点在地震时可双向转动。本发明可以将延性转角提高到5％，且可以按目标转角做设计。本发明的节点的耗能性、可修复性均很优越，可在强度不削弱的条件下增加节点延性。