[实用新型]一种可恢复功能的装配式波纹腹板咬合梁柱节点连接装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种可恢复功能的装配式波纹腹板咬合梁柱节点连接装置，属于结构工程技术领域。

背景技术

目前，装配式钢结构住宅体系是钢结构住宅体系发展的重要方向。传统的钢结构住宅建筑施工时采用了大量的现场焊接，施工速度慢，对环境的污染严重，最重要的是焊缝的质量不宜控制，严重影响建筑物的安全性能，装配式钢结构体系有效地克服了传统钢结构住宅的缺点。在装配式钢结构体系中，梁和梁现场拼装后的受力性能是一个需要重点研究的问题。

在现有的装配式钢结构体系中，通常采用的是两个槽钢进行拼装，两个槽钢的腹板对接，通过螺栓进行连接，形成装配式的型钢。但是，在这种拼接方式中，剪力是通过螺栓传递给腹板，腹板为平钢板，所以所需的螺栓数和腹板的用钢量很大。

波纹腹板工字型构件作为一种节能、节材、绿色环保的新型钢结构构件，在国内外工程领域已被广泛运用。本波纹腹板工字型构件由两块有波浪腹板的槽钢咬合拼接而成，腹板用螺栓连接。其中每块槽钢的波纹腹板与平直翼缘通过高频连续焊接组成，可替代传统的普通焊接H型钢、工字钢等。它与传统的平腹板工字型构件相比不仅节省了材料、减轻了自身重量，还提高了工字型构件的面外抗弯刚度与扭转刚度，能够保证构件在超过高宽比的限值时，构件仍能满足在制作、运输及安装过程中的刚度要求，减少了因构件腹板刚度不足给施工带来的不便。与一般的波纹腹板工字型构件相比，它是通过槽钢拼接而成，更适合现场装配式。

目前常见的适用于装配式波浪腹板梁柱连接节点的发生破坏时塑性铰距柱面较近，容易引起节点域柱腹板受剪屈曲、柱翼缘局部屈曲及梁端屈服，也无法实现快速装配，施工耗时较长，不适用于装配式建筑。同时，现有节点都需通过加设盖板、加劲肋或边板等梁端加强措施才能达到梁端塑性铰外移的目的，不仅对节点加工工艺提出了较高要求，还会引起多条焊缝叠加产生的复杂应力场问题。且地震产生的塑性变形发生在梁构件主体上，不利于实现震后快速修复。为克服上述问题，本实用新型专利在[201310139115.4]的基础上提出了一种可恢复功能的装配式波纹腹板咬合梁柱节点连接装置，避免梁构件主体出现大的塑性变形；连接件和高强螺栓的拆卸和再安装都方便，有利于震后的快速修复。同时，两个波纹腹板槽钢梁的拼接便于实现波纹腹板咬合梁段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波纹腹板咬合梁段与带悬臂梁段方钢管柱实现装配连接。

本实用新型专利提出的一种可恢复功能的装配式波纹腹板咬合梁柱节点连接装置，由带悬臂梁段方钢管柱、波纹腹板槽钢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、上部方状环形隔板、下部方状环形隔板以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方状环形隔板焊接；下方钢管柱、中方钢管柱分别与下部方状环形隔板焊接；悬臂梁段腹板分别与上部方状环形隔板、中方钢管柱及下部方状环形隔板焊接。波纹腹板工字型钢由两块波纹腹板槽钢拼接而成，中间腹板用螺栓连接。其中，波纹腹板槽钢梁也可替换为平腹板槽钢梁。带悬臂梁段方钢管柱与波纹腹板槽钢梁段之间的连接装置主要是高强螺栓。

本专利的优点主要表现在以下几个方面：

1、不仅能够适应现行的装配式钢结构体系，并且可以通过拼接节点设计较弱与增加环形隔板的厚度共同作用而达到耗能与塑性铰外移的目的，而无需采取加设拼接板、加劲肋及边板等梁端加强措施，降低了施工难度，避免了多条焊缝的复杂应力场。

2、悬臂梁段与普通梁段的上下翼缘均采用连接板的连接方式，故可先将下翼缘连接板与下部方状环形隔板栓接，波纹腹板工形梁段可搭在带悬臂梁段圆钢管柱下部环形隔板上，降低了吊装难度，加快了施工进度，且拼装处台阶式构造使波纹腹板槽钢梁段拼接好放置到位后与悬臂梁段互相咬合，易于现场拼装定位。

3、此节点还可以通过调整上部方状环形隔板与下部方状环形隔板厚度、螺栓数量等设计参数，将塑性铰转移到可更换的翼缘连接板上，实现螺栓摩擦滑移及连接板塑性变形的双重耗能，提高节点的延性以及转动能力，确保带悬臂梁段方钢管柱及普通波纹腹板槽钢梁段无损坏或轻微损坏，震后只需更换连接板、垫板、腹板剪切板和高强螺栓即可达到震后可恢复功能的效果，保护人员的生命安全。

4、普通波纹腹板槽钢梁的拼装，可极大的发挥了波纹腹板梁自身节省钢材的优势；同时，两个波纹腹板槽钢梁的拼接便于实现波纹腹板槽钢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波纹腹板槽钢梁与带悬臂梁段方钢管柱实现装配连接。

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