[发明专利]一种双L形组合式T型耗能连接件及其制作工艺

说明书

技术领域

本发明涉及交通工程领域，具体讲的是应用于钢结构桥梁中一种T型连接件及其制作工艺。

背景技术

目前，钢结构在我国得到了普及和持续发展，钢结构已广泛应用到了铁路桥梁、公路桥梁等方面。钢结构较混凝土结构具有自重轻、强度高、抗震性能好、又便于工业化生产等特点，同时也是节能环保、能循环使用的建筑结构。随着国家建设节约型社会战略决策的实施，发展节能省地型住宅越来越受到中央和地方重视，北京、上海、广东、浙江、江苏等地都建了大量钢结构跨江、跨海大桥和公路、铁路大桥等工程，体现了钢结构桥梁发展的良好势头。

T型连接件作为一种重要的构件广泛应用于钢结构中，这种连接件特别适用于高烈度地区钢桥梁的半刚性节点中。目前，焊接形式的矩形翼缘T形连接件在国内外钢桥梁结构和钢建筑结构工程中应用较多，但是现有矩形翼缘T形连接件却存在着一些缺陷。一方面，这种T形连接件中焊接量较大，腹板和翼缘板连接部位存在较严重的残余应力和残余变形。在理论上，残余应力不会对构件的静力承载能力有所影响，但是残余应力的存在将大大影响到构件疲劳性能、延性和稳定性能等；而残余变形的存在将会影响到构件的外表美观程度，同时还将削弱构件的力学性能。所以，制作该种T形连接件时，需要较高的焊接工艺和后处理工艺，尽量减少残余应力和残余变形对构件力学性能的影响，另一方面，国内外工程中对T形连接件的耗能性能不够重视，现有的T形连接件材料利用率极低、耗能能力较差，，国内外相关研究表明，矩形翼缘T形连接件地震作用下，T形连接件的翼缘板会因一小部分区域应力集中而形成塑性铰，且螺栓会出现较大的应力集中，而此时T形连接件其它一部分的材料还处于弹性阶段。现有T形连接件的破坏形式一般为：在翼缘焊缝处出现拉裂裂缝，并沿着宽度和厚度延伸，直到完全断裂，此时矩形T形连接件承载力完全丧失，降低了节点区的安全系数，进而给桥梁结构带来安全隐患。

综上所述，在钢结构桥梁结构中采用现有的矩形T形连接件将面临以下问题：1.焊缝延性差，焊缝位置容易出现锈蚀问题；2.焊接工艺要求高、烦琐；3.焊接的残余应力和残余变形大，容易产生安装偏差；4.连接件的耗能性能差的问题；5.T形连接件的耐久性、力学性能较差；6.材料利用率问题。上述这些问题都将较大地影响钢结构在各类工况下的结构性能，结构安全系数较低。

发明内容

为了克服已有矩形T形连接件的焊缝延性差、焊接工艺要求高、耐久性、力学性能较差、材料利用率较低、结构安全系数较低的不足,本发明提供了一种焊缝延性较好、焊接工艺低、耐久性、力学性能较好、材料利用率较高、结构安全系数较高的双L形组合式T型耗能连接件及其制作工艺。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种双L形组合式T型耗能连接件，包括左L形钢板和右L形钢板，所述左L形钢板的腹板和右L形钢板的腹板背靠背固定连接，所述左L形钢板的翼缘左侧设有与钢框架柱或钢梁连接所需高强度螺栓配套的左螺栓孔，所述右L形钢板的翼缘右侧设有与钢框架柱或钢梁连接所需高强度螺栓配套的右螺栓孔，所述左螺栓孔和右螺栓孔之间以两块L形钢板连接后的公共平面对称设置；

所述左L形钢板的翼缘上设有左主耗能细节，所述左主耗能细节位于左螺栓孔与所述左L形钢板的腹板之间，所述左主耗能细节关于左L形钢板翼缘平面纵轴对称；所述右L形钢板的翼缘上设有右主耗能细节，所述右主耗能细节位于右螺栓孔与所述右L形钢板的腹板之间，所述右主耗能细节关于右L形钢板翼缘平面纵轴对称；所述左主耗能细节与所述右主耗能细节之间以两块L形钢板连接后的公共平面对称设置；所述左主耗能细节与所述右主耗能细节的横截面外轮廓线为连续平滑过渡的闭合曲线。

进一步，所述左L形钢板的腹板和右L形钢板的腹板通过紧固螺栓群连接。

更进一步，在左L形钢板上设有偶数个左次耗能细节，所述左次耗能细节以左L形钢板翼缘板长度方向对称布置；在右L形钢板上设有偶数个右次耗能细节，所述右次耗能细节以右L形钢板翼缘板长度方向对称布置，所述左次耗能细节和右次耗能细节的横截面外轮廓线为连续平滑过渡的曲线；所述左次耗能细节和右次耗能细节之间以两块L形钢板连接后的公共平面对称设置。

再进一步，所述左螺栓孔为偶数个，所述左螺栓孔关于左L形钢板翼缘平面纵轴对称，所述右螺栓孔为偶数个，所述右螺栓孔关于右L形钢板翼缘平面纵轴对称。