本发明涉及建筑施工领域,尤其涉及一种可更换低屈服点钢耗能构件的自复位装配式梁柱节点。
背景技术:
1、随着建筑工程技术的发展,现代建筑结构的设计要求日益提高,尤其在抗震性能和施工效率方面,传统的钢结构节点设计中,外套管式节点由于其结构简单、制造工艺成熟,长期以来被广泛应用,然而,这类节点的施工过程中常常需要在现场进行焊接,导致焊缝质量难以控制,从而影响节点的整体性能和结构安全,尤其是在复杂施工环境下,现场焊接所需的时间和人力成本也显著增加,制约了施工效率的提升;
2、在现有技术中,虽然出现了一些改进措施,如预制节点的使用,以期缩短施工时间和提高施工质量,但这些措施仍然存在明显不足,首先,现有的装配式节点往往在设计上难以满足较高的抗震要求,特别是在对节点的耗能能力和自复位性能方面仍有所欠缺,虽然一些节点设计引入了耗能构件以提高抗震性能,但这些构件通常难以进行现场更换或修复,一旦发生损伤,往往需要对整个节点进行大规模的更换或修复,增加了维护成本和施工复杂度。此外,现有技术中对钢结构节点的损伤管理和恢复能力也存在不足,导致在遭遇极端条件下,主体结构的安全性和可靠性得不到充分保障。
3、现有技术的不足主要体现在几个方面:其一,传统的钢结构节点仍以焊接为主要连接方式,导致施工周期长、施工质量难以控制,且焊缝质量对结构安全性至关重要;其二,现有装配式节点在抗震性能方面的设计通常缺乏足够的灵活性,无法有效应对实际使用过程中可能遇到的高强度地震作用;其三,节点中的耗能构件往往设计为固定结构,无法在发生损伤后进行快速更换,导致节点在损伤后的恢复能力较差。这些不足不仅影响了建筑结构的整体性能,也增加了后续维护和修复的难度。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种各组件通过高强螺栓连接,构件可实现工厂化加工,减少工地焊接,方便在施工现场快速装配,同时设置可更换的低屈服点耗能构件作为“损伤保险丝”,实现集中损伤耗能,降低主体结构的损伤及残余变形,实现损伤后快速更换的可更换低屈服点钢耗能构件的自复位装配式梁柱节点。
2、本发明是通过如下措施实现的:
3、一种可更换低屈服点钢耗能构件的自复位装配式梁柱节点,其特征在于,包括分体式钢柱和长钢梁,所述分体式钢柱与所述长钢梁通过梁柱连接组件垂直相连;
4、所述分体式钢柱包括上部钢柱和下部钢柱,所述梁柱连接组件包括设置在所述上部钢柱、下部钢柱交接处两侧的拼接外套件;
5、所述拼接外套件侧面设置有u形侧翼板,两侧所述u形侧翼板上下两侧分别设置有l型上翼缘连接板和l型下翼缘连接板,两侧所述u形侧翼板上设置有l形腹板连接板,上下所述l型上翼缘连接板、l型下翼缘连接板和两侧所述l形腹板连接板之间设置有所述长钢梁;
6、所述长钢梁与上下所述l型上翼缘连接板、l型下翼缘连接板和两侧所述l形腹板连接板之间通过高强度螺栓连接;
7、所述长钢梁、两侧所述l形腹板连接板、所述拼接外套件和所述分体式钢柱上设置有钢绞线;
8、所述l型上翼缘连接板通过若干sma耗能棒与所述上部钢柱和所述拼接外套件相连;
9、所述l型下翼缘连接板通过若干sma耗能棒与所述下部钢柱和所述拼接外套件相连;
10、优选的,所述sma耗能棒为形状记忆合金材料制成。
11、本发明的具体特点还有:
12、所述长钢梁采用工字钢,所述长钢梁的腹板设置在所述l型上翼缘连接板、l型下翼缘连接板和两侧所述l形腹板连接板之间;
13、所述长钢梁的上翼板通过螺栓与所述l型上翼缘连接板连接;
14、所述长钢梁的下翼板通过螺栓与所述l型下翼缘连接板连接。
15、所述长钢梁的上翼板与下翼板之间设置有加劲板,所述加劲板、所述l形腹板连接板、所述拼接外套件和所述分体式钢柱通过钢绞线连接。
16、所述长钢梁腹板上设置椭圆弧形螺栓孔,所述长钢梁腹板通过螺栓群与两侧所述l形腹板连接板连接,所述长钢梁设置椭圆弧形螺栓孔,可使长钢梁在地震作用时通过轻微位移耗散地震能量。
17、所述拼接外套件包括一对u形外套架,所述u形外套架侧面设置有所述u形侧翼板。
18、各组件通过高强螺栓连接,构件可实现工厂化加工,减少工地焊接,方便在施工现场快速装配,设置可更换的低屈服点钢耗能构件(l型翼缘连接板),使结构在地震作用时实现损伤位置可控,实现集中损伤耗能,降低主体结构的损伤及残余变形,可更换的低屈服点耗能构件(l型翼缘连接板)发挥“损伤保险丝”的作用,实现损伤后可更换,同时,长钢梁设置椭圆弧形螺栓孔,可使长钢梁在地震作用时通过上下转动耗散地震能量,sma耗能棒和无粘结预应力钢绞线可以在地震时耗能,震后也可使结构在震后实现复位,震后仅需更换可更换的低屈服点耗能构件即可使结构恢复使用功能,满足结构可恢复性的抗震要求。
19、本发明的有益效果为:本发明各组件通过高强螺栓连接,构件可实现工厂化加工,减少工地焊接,方便在施工现场快速装配,同时设置可更换的低屈服点耗能构件作为“损伤保险丝”,实现集中损伤耗能,降低主体结构的损伤及残余变形,实现损伤后快速更换;
20、本发明旨在解决传统节点设计中存在的施工难度大、抗震性能不足、损伤后恢复困难等问,通过采用工厂化加工和高强螺栓连接,减少了现场焊接的需求,提高了节点的施工效率和质量控制水平,此外,本发明引入了可更换的低屈服点钢耗能构件,作为节点的“损伤保险丝”,可以在发生地震等极端情况时集中耗能,降低主体结构的损伤,并在损伤发生后实现快速更换,该设计不仅提高了节点的抗震性能,还有效简化了节点的维护过程,提高了建筑结构的整体安全性和经济性。
1.一种可更换低屈服点钢耗能构件的自复位装配式梁柱节点,其特征在于,包括分体式钢柱和长钢梁,所述分体式钢柱与所述长钢梁通过梁柱连接组件垂直相连;
2.根据权利要求1所述的可更换低屈服点钢耗能构件的自复位装配式梁柱节点,其特征在于,所述长钢梁采用工字钢,所述长钢梁的腹板设置在所述l型上翼缘连接板、l型下翼缘连接板和两侧所述l形腹板连接板之间;
3.根据权利要求2所述的可更换低屈服点钢耗能构件的自复位装配式梁柱节点,其特征在于,所述长钢梁的上翼板与下翼板之间设置有加劲板,所述加劲板、所述l形腹板连接板、所述拼接外套件和所述分体式钢柱通过钢绞线连接。
4.根据权利要求3所述的可更换低屈服点钢耗能构件的自复位装配式梁柱节点,其特征在于,所述长钢梁腹板上设置椭圆弧形螺栓孔。
5.根据权利要求4所述的可更换低屈服点钢耗能构件的自复位装配式梁柱节点,其特征在于,所述拼接外套件包括一对u形外套架,所述u形外套架侧面设置有所述u形侧翼板。