[发明专利]双套筒钢结构梁柱节点及安装方法

说明书

本发明涉及结构工程技术领域，具体涉及一种双套筒钢结构梁柱节点及安装方法；它包括钢管柱和钢梁，还包括内套钢管、圆形套筒、矩形套筒、转换连接板、耗能钢板、短梁和棘轮连接件，所述内套钢管上开设螺纹孔，所述圆形套筒、矩形套筒和钢管柱上开设螺栓孔，内套钢管、圆形套筒、矩形套筒和钢管柱之间通过长螺栓连接，钢管柱还与转换连接板相连，转换连接板两侧分别通过上、下耗能钢板与短梁连接，短梁还通过上、下耗能钢板和棘轮连接件与钢梁连接；本发明通过巧妙设置多级耗能点，解决了地震对于建筑结构破坏性大、难以快速恢复的问题。节点柱子采用核心筒双套筒长螺栓连接，承载能力优于现有梁柱节点形式，增强整个节点的抗剪承载力。

技术领域

本发明涉及结构工程技术领域，具体涉及一种基于棘轮机构、耗能型钢板和双套筒连接设计的装配式棘轮耗能型双套筒钢结构梁柱节点及安装方法。

背景技术

钢结构建筑具有强度高、自重轻、施工速度快、抗震性能好及工业化程度高等特点。钢结构构件通过连接节点组成结构体系，节点形式的选择对于结构整体性、可靠度、建设周期以及附属构件设计施工有着直接的影响。

钢结构节点主要实现梁、柱、支撑等构件的拼接及连接。已有的钢结构节点形式多样，根据节点传力特性可分为刚接节点、铰接节点和半刚性节点。连接方式有焊缝连接、螺栓连接、铆钉连接等，铆钉连接现在已很少使用。

目前诸多学者在框架结构体系梁柱节点处设置了各种形式的可更换构件，即将结构某部位强度削弱，或在该部位设置延性耗能构件，将削弱部位或耗能构件设置为可更换构件，并与主体结构通过方便拆卸的装置连接，地震作用后只需更换耗能构件即可恢复结构功能，是结构抗震设计的一个理想的新方向。但目前研究主要集中在将梁柱连接件设为可更换构件或在梁柱节点处设置可更换阻尼器，这些形式的可更换构件一方面耗能能力不足，另一方面很难实现将结构的变形和破坏集中于可更换构件。

发明内容

本发明通过巧妙设置多级耗能点，解决了地震对于建筑结构破坏性大、难以快速恢复的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种双套筒钢结构梁柱节点，包括钢管柱和钢梁，还包括内套钢管、圆形套筒、矩形套筒、转换连接板、耗能钢板、短梁和棘轮连接件，所述内套钢管上开设螺纹孔，所述圆形套筒、矩形套筒和钢管柱上开设螺栓孔，内套钢管、圆形套筒、矩形套筒和钢管柱之间通过长螺栓连接，钢管柱还与转换连接板相连，转换连接板两侧分别通过上、下耗能钢板与短梁连接，短梁还通过上、下耗能钢板和棘轮连接件与钢梁连接；所述耗能钢板上开设凹槽。

进一步的，短梁与钢梁之间通过棘轮连接件铰接，所述短梁与钢梁还通过耗能钢板固定连接。

进一步的，所述耗能钢板为U型、L型或“一”字型结构。

进一步的，所述转换连接板包括外环板和竖向板，竖向板两端焊接外环板，所述外环板上设有螺栓孔。

进一步的，所述棘轮连接件包括耳板、端板B和轴，耳板与轴连接处设有齿轮，轴上设有弹簧和棘爪，所述棘爪插入齿轮的齿槽中，端板B上设有螺栓孔。弹簧迫使止棘爪和齿轮保持接触，棘爪插入齿轮的齿槽中，当逆时针转动时，齿轮转过一个角度，此时棘爪在齿轮的齿背上滑动。当顺时针转动时，棘爪阻止齿轮沿顺时针方向转动，故齿轮静止不动。

进一步的，所述钢梁与棘轮连接件连接的一端设有与H型钢腹板垂直的端板A，且端板A上设有螺纹孔。

进一步的，所述短梁为实心铁块，其上设有螺纹孔。

进一步的，所述钢梁为H型钢，所述钢梁与耗能钢板连接的一侧设有侧面板，侧面板与钢梁焊接，侧面板和H型钢的上下翼板上开有螺栓孔。

进一步的，所述钢管柱和内套钢管之间浇筑混凝土。

双套筒钢结构梁柱节点的安装方法，包括以下步骤：