[发明专利]环槽铆钉连接的铝合金半刚性梁柱节点

说明书

一种环槽铆钉连接的铝合金半刚性梁柱节点，包括：铝合金工字型梁，铝合金柱，环槽铆钉，铝合金工字型梁端面与铝合金柱翼缘对接，铝合金工字型梁与铝合金柱之间通过角形不锈钢连接件连接。四个角形不锈钢连接件成对布置在梁与柱的连接处，分别置于梁上下翼缘处及梁腹板的两侧，均与柱翼缘相连接。该节点除了拥有普通节点拥有的优良性能，比如：可以在施工现场快速进行拼装；可克服焊接节点的强度折减问题和解决螺栓连接节点的电化学腐蚀问题之外，还使得节点拥有很高的承载能力和初始转动刚度。环槽铆钉作为新型连接紧固件可以提供较高的预紧力，并且防松动、抗震动。该新型节点可以大大改善铝合金结构的力学性能、加速铝合金结构的施工速度，在工程中大量使用可以帮助消化我国电解铝的过剩产能问题。

技术领域

本发明属于结构工程中金属结构的技术领域，涉及一种有较高承载力和较高初始转动刚度的由环槽铆钉连接的铝合金梁柱节点。

背景技术

随着我国铝合金冶炼技术的发展，铝合金结构逐渐成为结构工程领域研究与应用的热点。由于铝合金良好的抗腐蚀性能，较高的比强度和易于挤压成型的性能，世界范围内至今已有超过6000座铝合金结构投入使用，其中包括大跨屋面结构、铝合金桥梁、高耸结构等。而随着对铝合金构件及整体结构的研究逐步成熟，大量的轻型框架结构也急需将铝合金做为其结构材料。

在框架结构中使用铝合金作为结构材料所面临的最大问题就是构件之间的连接，也就是节点问题。铝合金材料的焊接性能较差，我国《铝合金结构设计规范》GB 50429-2007中规定：对工程中最常使用的两类铝合金结构材料：6061-T6和6063-T5的焊接热影响区需进行50％的强度折减。中国专利公开文献CN201610057712及CN201610057710中虽然也涉及了一种铝合金梁柱节点，但其通过螺栓连接梁柱，而普通的螺栓连接则会导致钢与铝接触发生电化学腐蚀，造成很大的工程隐患而上述两个专利中提及的铝合金螺栓无法承受较大的荷载而且无法制成高强螺栓，而在诸多学术文献和实验中发现不锈钢螺栓常常发生咬扣现象，无法施加合理的预紧力。不仅如此，上述专利在铝合金柱子上增设了加劲肋，这在铝合金结构中几乎无法做到，因为铝合金无法进行焊接(焊接折减强度非常大)，自然就无法像钢结构那样设置加劲肋。上述专利中涉及的柱子包含箱型柱，而实际情况下箱型柱无法通过螺栓与外部连接，因为不具备施工空间(闭口截面)，这是结构工程领域基本常识。最后，角形连接件与柱翼缘相连接处，只适合布置单排铆钉(在上述专利中为螺栓)，因为通过实验和学术研究发现：多排铆钉也不会同时受力，反而浪费材料。

同时由于铝合金材料本身的弹性模量较小，在相同荷载下相对于钢结构产生更大的变形，如何使梁柱节点保持较高的承载能力和初始刚度从而提升结构的整体性和稳定性也成为关键的问题。

发明内容

为了框架结构中铝合金梁和柱的有效连接，解决铝合金连接节点承载能力不足和初始转动刚度较小的问题，本发明的提供一种环槽铆钉连接的铝合金半刚性梁柱节点及其安装方法。

为了达到上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种环槽铆钉连接的铝合金半刚性梁柱节点，包括：铝合金工字型梁，铝合金柱，环槽铆钉，铝合金工字型梁端面与铝合金柱翼缘对接，铝合金工字型梁与铝合金柱之间通过角形不锈钢连接件连接。

四个角形不锈钢连接件成对布置在梁与柱的连接处，分别置于梁上下翼缘处及梁腹板的两侧，均与柱翼缘相连接。

工字型梁上翼缘通过角形不锈钢连接件与铝合金柱翼缘连接，工字型梁下翼缘通过角形不锈钢连接件与铝合金柱翼缘连接，工字型梁腹板两侧均通过角形不锈钢连接件与铝合金柱翼缘连接，角形不锈钢连接件与工字型梁或铝合金柱连接位置，均设置有铆接孔，通过环槽铆钉连接。

所述铝合金柱为工字型柱，所述翼缘为工字型柱翼缘。所述不锈钢选择奥氏体不锈钢。铆接孔的孔径比环槽铆钉的直径大0.5～1.0mm。