[发明专利]一种可恢复功能的装配式角钢桁架梁柱节点连接装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种可恢复功能的装配式角钢桁架梁柱节点连接装置，属于结构工程技术领域。

背景技术

我国每年城乡新建房屋面积20亿平方米，其中80％以上为高能耗建筑，我国单位建筑面积能耗是发达国家的2倍以上。据中国钢协统计，2011年我国钢产量突破7亿吨大关，连续16年稳居世界各国钢产量首位，发达国家钢结构建筑面积占总建筑面积50％以上，日本占到80％，而我国不到4％。中国作为世界上建筑规模、钢材产量最大的国家，房屋钢结构的发展严重滞后。

我国的建筑产业也正在向工业化与现代化进军，主要体现在五个方面：一是建筑设计标准化，二是部件生产工厂化，三是现场施工装配化，四是结构装修一体化，五是过程管理信息化。

我国地震活动频度高、强度大、震源浅、分布广，是一个震灾严重的国家。现有的多高层公共建筑及住宅建筑，一旦发生地震损伤，将导致建筑终止使用，对社会经济恢复和人民群众生活将造成严重影响，同时部分建筑震后停业导致的经济损失还可能超过建筑结构本身的经济价值。实现建筑结构的震后功能可快速恢复，是结构抗震研究的前沿热点问题。因此，亟需研发适用于建筑产业化且震后可恢复功能的新型装配式梁柱节点，使结构从整体损伤向局部可更换构件损伤转变，从难以修复甚至不可修复结构向可快速修复结构转变，从单一追求结构抗倒塌能力向兼顾结构震后可恢复功能转变，以求充分发挥装配式钢结构建筑性能的优越性，促进工业化装配式钢结构建筑的应用推广发明内容。

为此，本发明提出了一种属于结构工程技术领域的震后可恢复功能的装配式角钢桁架梁。其目的在于在钢结构体系的生产和施工中，将模块化，工厂化，标准化，装配化和可恢复功能化相结合，实现了工厂化生产，现场快速装配，在保证施工质量的前提下，提高了施工速度，减少了施工工期，并且更换局部构件便可实现结构的快速修复，而不是完全单一的追求结构的抗倒塌能力，进而充分发挥装配式钢结构自身优势，大幅度降低了工程造价。同时，两个桁架梁的拼接便于实现桁架梁与楼板工厂组装成型形成模块化装配单元，而后在施工现场各装配单元通过桁架梁与带悬臂梁段方钢管柱实现装配连接。

本发明提出一种可恢复功能的装配式角钢桁架梁柱节点连接装置，由带悬臂梁段方钢管柱、普通桁架梁段及两者的连接装置组成。带悬臂梁段方钢管柱由上方钢管柱，中方钢管柱，下方钢管柱，上部矩形隔板，下部矩形隔板及悬臂梁段腹板焊接而成。上方钢管柱、中方钢管柱分别与上部矩形隔板焊接；下方钢管柱、中方钢管柱分别与下部矩形隔板焊接；悬臂梁段腹板分别与上部矩形隔板、中方钢管柱及下部矩形隔板焊接。普通桁架梁段由角钢及连接板焊接而成。带悬臂梁段方钢管柱与普通桁架梁段之间的连接装置包括盖板、连接板、垫板及高强螺栓。

发明内容

本发明提出一种可恢复功能的装配式角钢桁架梁柱节点连接装置，其目的在于克服现有技术的缺陷，满足节点各项力学性能，提高结构体系的刚度、稳定性、承载力及震后修复能力，实现节点刚性连接，提高结构的装配化程度，提升构件的拼装速度，充分适应多高层装配式钢结构体系的要求与特点。

一种震后可恢复功能的装配式角钢桁架梁，由带悬臂梁段的方钢管柱、普通桁架梁段及两者的连接装置组成；

带悬臂梁段的方钢管柱由上方钢管柱，中方钢管柱，下方钢管柱，上部矩形隔板，下部矩形隔板及悬臂梁段腹板焊接而成。上方钢管柱、中方钢管柱分别与上部矩形隔板焊接；下方钢管柱、中方钢管柱分别与下部矩形隔板焊接；悬臂梁段腹板分别与上部矩形隔板、中方钢管柱及下部矩形隔板焊接。其中，上部矩形隔板与下部矩形隔板可分为三部分，分别为矩形部分、圆弧连接段部分、翼缘段部分。矩形部分作为节点域的加强部分、圆弧连接段部分作为梁端部加腋部分、翼缘段部分作为与普通梁段的拼接部分。上部矩形隔板、下部矩形隔板的内侧尺寸均小于方钢管柱内侧尺寸，外侧尺寸均大于方钢管柱外侧尺寸，且矩形隔板厚度可大于普通梁段翼缘厚度。

普通桁架梁段由普通角钢、连接板和高强螺栓组成。普通桁架梁是由两个完全相同的桁架梁通过高强螺栓拼接而成，桁架梁能与楼板在工厂组装成型，形成模块化装配单元，而后在施工现场各装配单元通过桁架梁与带悬臂梁段方钢管柱实现装配连接；桁架梁的上翼缘是上普通角钢的长肢边，该角钢的短肢边充当桁架梁的部分腹板，桁架梁的下翼缘是下普通角钢的长肢边，该角钢的短肢边充当桁架梁的部分腹板；桁架梁两端是由连接板焊接连接上下翼缘；一定数量的普通角钢通过焊接共同组成了桁架梁的腹板部分。