[发明专利]多级设防双重耗能的震后可更替式钢框架梁柱连接节点

说明书

本发明公开了一种多级设防双重耗能的震后可更替式钢框架梁柱连接节点，包括钢柱(1)、牛腿(2)、钢梁(3)、腹板连接板(41)、下翼缘连接板和软钢阻尼器(6)；牛腿装在钢柱上，牛腿上翼缘(21)与钢梁上翼缘(31)对接固定；牛腿腹板(22)通过腹板连接板与钢梁腹板(32)可滑移式连接，牛腿下翼缘(23)通过下翼缘连接板与钢梁下翼缘(33)可滑移式连接；牛腿与钢梁对接时，软钢阻尼器插入式咬合连接在牛腿下翼缘与钢梁下翼缘之间，软钢阻尼器与下翼缘连接板可滑移式连接。本发明能保证梁柱连接节点在静力工况以及小震作用下为完全刚性连接，在中震和大震作用下耗能减震，同时便于安装和震后修复，且不占用梁底净高。

技术领域

本发明涉及一种钢结构梁柱连接节点，尤其涉及一种多级设防双重耗能的震后可更替式钢框架梁柱连接节点。

背景技术

消能减震结构是指在建筑中安装消能减震装置的结构，现有技术的消能减振装置有金属软钢阻尼器、摩擦阻尼器、粘滞阻尼器等，通过消能减震装置的相对变形做功来耗散输入结构的地震能量，达到预期的消能减震要求。

目前，现有技术的抗震钢框架结构的梁柱连接节点通常采用钢梁与带牛腿的栓焊连接，牛腿和钢梁的翼缘采用对接焊，腹板采用高强度螺栓连接，并在梁端设置翼缘削弱段，在中震和大震作用下形成塑性铰，以满足强柱弱梁的要求。

现有技术的梁柱节点连接方式的优点是安装方便，施工时先将腹板螺栓就位，然后实施上、下翼缘的对接焊，其缺点是中震和大震作用下梁端塑性铰耗能，不利于震后修复，且梁端塑性铰的耗能能力有限。

中国发明专利(CN111851757A)公开了一种带金属圆棒消能阻尼器的钢结构梁柱连接节点，中国发明专利(CN112832400A)公开了一种摩擦耗能型阻尼器和钢框架梁柱连接节点，上述两个发明专利均可以满足梁柱连接节点在地震作用下通过附加的阻尼器耗能，阻尼器在损伤后易于更换。但是，为了发挥阻尼器的作用，钢梁下翼缘与钢柱之间需要允许一定的滑移量，导致梁柱连接节点非完全的刚性连接，且其转动刚度与阻尼器的特性相关，呈非线性特征，在实际应用时，给设计分析带来了很大困难。另外，其安装的阻尼器需要占用梁底的空间，不适用于对建筑净高要求高的建筑，梁底安装阻尼器对顶棚外观美观性也有较大影响。

因此，需要提供一种兼具刚性连接、可耗能、损伤后可更替、方便安装且不占用梁底净高的梁柱连接节点形式。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多级设防双重耗能的震后可更替式钢框架梁柱连接节点，能保证梁柱连接节点在静力工况以及小震作用下为完全刚性连接，在中震和大震作用下耗能减震，同时便于安装和震后修复，且不占用梁底净高。

本发明是这样实现的：

一种多级设防双重耗能的震后可更替式钢框架梁柱连接节点，包括钢柱、牛腿、钢梁、腹板连接板、下翼缘连接板和软钢阻尼器；牛腿的一端安装在钢柱上，牛腿另一端的牛腿上翼缘与钢梁一端的钢梁上翼缘对接固定；牛腿另一端的牛腿腹板通过腹板连接板与钢梁一端的钢梁腹板可滑移式连接，牛腿另一端的牛腿下翼缘通过下翼缘连接板与钢梁一端的钢梁下翼缘可滑移式连接；牛腿下翼缘的长度小于牛腿腹板的长度，钢梁下翼缘的长度小于钢梁腹板的长度，使牛腿与钢梁对接时，软钢阻尼器能设置在牛腿下翼缘与钢梁下翼缘之间，且软钢阻尼器与下翼缘连接板可滑移式连接。

所述的牛腿腹板的另一端和钢梁腹板的一端均开设若干个腹板螺栓孔，腹板连接板上开设若干个第一长圆孔，使腹板螺栓能贯穿腹板螺栓孔和第一长圆孔，并使牛腿腹板通过腹板连接板经第一长圆孔与钢梁腹板可滑移式连接；第一长圆孔的长度方向与钢梁的长度方向平行；腹板连接板设有两块，两块腹板连接板对称设置在牛腿腹板与钢梁腹板的两侧面。

所述的牛腿腹板的长度小于牛腿上翼缘的长度，钢梁腹板的长度小于钢梁上翼缘的长度，使牛腿上翼缘与钢梁上翼缘对接后，在牛腿腹板与钢梁腹板之间形成间隙，且间隙宽度大于大震下的钢梁腹板与牛腿腹板的相对位移量。