專利名稱：用于偏心支撐結(jié)構(gòu)中剪切型耗能梁段與柱連接的節(jié)點(diǎn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種梁、柱連接節(jié)點(diǎn)，特別涉及一種用于偏心支 撐中剪切型耗能梁段與柱連接時(shí)的梁、柱連接節(jié)點(diǎn)。
背景技術(shù)：
偏心支撐鋼框架體系是最近發(fā)展起來適用于高烈度地簾區(qū)建筑 的一種新型抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系。偏心支撐是指框架水平桿，豎桿和斜桿 的中心并非交于一點(diǎn)的支撐形式。耗能梁段分為剪切型耗能梁段和彎 曲型耗能粱段。偏心支撐結(jié)構(gòu)中的梁柱連接形式分為兩種耗能梁段 與柱連接和非耗能梁段與柱連接。其中，耗能梁段與柱連接又分為剪 切型耗能梁段與柱連接和彎曲型耗能梁段與柱連接兩種。
我國(guó)《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ99-98)中第8.1.5 條明確指出在節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)中，節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造應(yīng)避免采用約束度大和易產(chǎn) 生層狀撕裂的連接形式。另外，《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50011-2001) 中第8. 2條對(duì)多、高層鋼結(jié)構(gòu)在地震作用下的內(nèi)力及變形分析也做了 明確規(guī)定，其中強(qiáng)柱弱梁節(jié)點(diǎn)更強(qiáng)和梁端抗彎承載力的設(shè)計(jì)要求很難 滿足。尤其在偏心支撐結(jié)構(gòu)的耗能梁段與柱連接中，梁端的抗彎承載 力必須足夠大，才能保證耗能梁段充分發(fā)展剪切塑性變形，以便耗散 更多的地展能量。
為了保證耗能梁段充分發(fā)展剪切塑性變形，以便耗散更多的地震 能量，也為了滿足強(qiáng)柱弱梁節(jié)點(diǎn)更強(qiáng)和梁端抗彎承載力的設(shè)計(jì)要求， 一般需要對(duì)梁柱連接節(jié)點(diǎn)處采取一些加強(qiáng)措施，目前通常做法如附圖
所示。下面簡(jiǎn)單介紹一下目前這些通常做法應(yīng)用到偏心支撐結(jié)構(gòu)中的 不足
1、如附圖3所示加蓋板方案，由于翼緣頂部的大量焊縫可能會(huì)
引起嚴(yán)重的應(yīng)力、應(yīng)變集中和焊縫缺陷，因而會(huì)降低結(jié)構(gòu)的承載力； 由于剪切型耗能梁段通常是在其腹板形成剪切塑性鉸后，隨著剪切承 載力的繼續(xù)增加，才會(huì)在梁端形成彎曲鉸，而該方案只加強(qiáng)了耗能梁 段的抗彎承載力，腹板卻沒有得到加強(qiáng)，因而對(duì)偏心支撐結(jié)構(gòu)中的剪 切型耗能梁段與柱連接時(shí)承載力的提高不會(huì)有太大的幫助。
2、 如附圖4所示加肋板方案，雖然可以加強(qiáng)梁柱連接節(jié)點(diǎn)，將 耗能梁段從柱邊移開，但是T型加肋板翼緣與框架梁翼緣的大量焊縫 可能會(huì)引起嚴(yán)重的應(yīng)力、應(yīng)變集中和焊縫缺陷，因而會(huì)降低結(jié)構(gòu)的承 載力；采用T型加肋板加強(qiáng)耗能梁段與柱連接節(jié)點(diǎn)，對(duì)耗能梁段的轉(zhuǎn) 動(dòng)約束太強(qiáng)，不利于耗能梁段充分發(fā)展剪切塑性變形；采用T型加肋 板方案時(shí)，必須如附圖4所示，在框架柱的相應(yīng)位置上加設(shè)加勁肋， 這樣既浪費(fèi)了鋼材，又增加了施工費(fèi)用。
3、 如附圖5所示將短梁在工廠內(nèi)與柱焊接，再將框架梁與短梁 在施工現(xiàn)場(chǎng)拼接方案，不適用于耗能梁段與柱直接相連。因?yàn)槿绻?架梁與短梁的拼接位置在耗能梁段內(nèi)，則連接板拼接處的高強(qiáng)螺栓孔 會(huì)降低耗能梁段腹板的抗剪承載力；如果框架梁與短梁的拼接位置在 耗能梁段外，則所需的短梁長(zhǎng)度會(huì)過長(zhǎng)， 一方面不利于運(yùn)輸，另一方 面框架梁翼緣霈要整塊鋼板下料，會(huì)造成鋼材的極大浪費(fèi)。另外，該 方案同附圖3所示加強(qiáng)方案類似，只加強(qiáng)了耗能梁段的抗彎承載力， 腹板卻沒有得到加強(qiáng)，因而對(duì)偏心支撐結(jié)構(gòu)中的剪切型耗能梁段與柱 連接時(shí)承載力的提高不會(huì)有太大的幫助。
4、 如附圖6所示狗骨式方案，有關(guān)資料顯示其很適用于彎曲型 耗能梁段與柱的連接，但并不一定適用于剪切型耗能梁段與柱的連 接，因?yàn)樗赡軙?huì)降低耗能梁段的轉(zhuǎn)動(dòng)能力；框架梁翼緣處焊縫質(zhì)量 是決定狗骨式節(jié)點(diǎn)性能的主要因素。另外，該方案同附圖3所示加強(qiáng) 方案類似，只加強(qiáng)了耗能梁段的抗彎承載力，腹板卻沒有得到加強(qiáng)， 因而對(duì)偏心支撐結(jié)構(gòu)中的剪切型耗能梁段與柱連接時(shí)承載力的提高
不會(huì)有太大的幫助。
5、 如附圖7所示預(yù)應(yīng)力方案，IO為預(yù)應(yīng)力索，ll為錨具，該方 案成本高，施工工藝復(fù)雜，很難推廣應(yīng)用。
6、 如附圖8所示腹板開槽口方案，雖然可以保證翼緣自由連接, 但是大大減小了耗能梁段的有效長(zhǎng)度，從而降低了耗能梁段的轉(zhuǎn)動(dòng)能 力。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一 種能將耗能梁段從柱邊移開的梁柱連接節(jié)點(diǎn)，把剪切型耗能梁段直接 與柱相連轉(zhuǎn)換為剪切型耗能梁段與梁柱剛性節(jié)點(diǎn)相連，不僅保證了梁 端的抗彎承載力足夠大，而且還保證了耗能梁段充分發(fā)展剪切變形，
以便耗散更多的地展能量，減小震后修復(fù)工作量；同時(shí)還要保證施工 工藝簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，便于推廣應(yīng)用。
為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的
它包括框架柱(1)和框架梁(2)，在所述框架梁(2)上下翼緣 上、與框架梁鷹板中心線(11)對(duì)應(yīng)位置處分別焊接一塊鋼肋板(3)。
所述鋼肋板(3)高度為不大于框架梁(2)翼緣上的樓板、找平 層和裝修厚度之和。
所述鋼肋板(3)高度為100咖 150mm。
所述鋼肋板(3)長(zhǎng)度為剪切型耗能梁段(2)端部加勁肋(5) 至框架柱(1)邊的距離。
所述鋼肋板(3)長(zhǎng)度為200咖 300mm。
所述鋼肋板(3)厚度應(yīng)大于框架梁(2)腹板厚度2 3咖。
本實(shí)用新型的理論依據(jù)是從內(nèi)力分析可知，耗能梁段耗能的關(guān) 鍵是梁段必須具有一定的轉(zhuǎn)動(dòng)能力，因此與耗能梁段直接相連的非耗 能梁段、柱和支撐對(duì)其的約束情況也能影響到它的耗能能力，進(jìn)而影 響到偏心支捸結(jié)構(gòu)的承載力。即使是剪切型耗能梁段，當(dāng)耗能梁段直
接與柱相連時(shí)，其端部彎矩很大，有可能剪切塑性鉸形成后，隨著剪 切承載力的繼續(xù)增加，梁端彎矩迅速增加，最后形成彎曲鉸，極易在 柱翼緣處產(chǎn)生層狀撕裂，不但降低了整體結(jié)構(gòu)的承載力，而且也增大 了震后修復(fù)工作量。因此，當(dāng)剪切型耗能梁段直接與柱相連時(shí)，將梁 柱連接節(jié)點(diǎn)加強(qiáng)，將耗能梁段從柱邊移開，把剪切型耗能梁段直接與 柱相連轉(zhuǎn)換為剪切型耗能梁段與梁柱剛性節(jié)點(diǎn)相連，不僅保證了梁端 的抗彎承載力足夠大，而且還保證了耗能梁段充分發(fā)展剪切變形，以 便耗散更多的地艉能量，也可減小震后修復(fù)工作量。
本實(shí)用新型的有益效果是該新型節(jié)點(diǎn)形式用于剪切型耗能梁段 與柱的連接，在框架梁的上下翼緣上加設(shè)鋼肋板后，相當(dāng)于將剪切型 耗能梁段從柱邊移開，就可避免剪切鉸和彎曲鉸在柱邊形成，從而允 許剪切型耗能梁段有較大的轉(zhuǎn)動(dòng)；腹板既可通過連接板和高強(qiáng)螺栓與 柱相連，又可直接與柱焊接，即可以采取多種梁腹板與柱連接方式， 安裝施工很方便；鋼肋板用料少，節(jié)點(diǎn)加強(qiáng)措施在工廠內(nèi)即可完成， 可以減少由于翼緣頂部大量焯縫引起的應(yīng)力、應(yīng)變集中；不必在柱上 增設(shè)加勁肋，既節(jié)約了鋼材，又減少了施工費(fèi)用；不需要整塊鋼板下 料，比較經(jīng)濟(jì)；既可滿足強(qiáng)柱弱梁節(jié)點(diǎn)更強(qiáng)和梁端抗彎承載力的設(shè)計(jì) 要求，又可保證剪切型耗能梁段充分發(fā)展剪切塑性變形，以便耗散更 多的地簾能量；施工工藝簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，便于推廣應(yīng)用。以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
圖l是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖2是本實(shí)用新型A—A剖面圖3是現(xiàn)有技術(shù)在框架梁翼緣上加蓋板結(jié)構(gòu)示意圖4是現(xiàn)有技術(shù)在框架梁翼緣上加肋板結(jié)構(gòu)示意圖5是現(xiàn)有技術(shù)在框架柱上焊接短梁，并將短梁翼緣加寬結(jié)構(gòu)示意 圖； 圖6是現(xiàn)有技術(shù)將框架梁翼緣做成狗骨式結(jié)構(gòu)示意圖7是現(xiàn)有技術(shù)預(yù)應(yīng)力法結(jié)構(gòu)示意圖8是現(xiàn)有技術(shù)在框架梁腹板上開槽口結(jié)構(gòu)示意圖。
l一框架柱，2—框架梁，3—鋼肋板，4一框架柱加勁肋，5—耗能梁
段加勁肋，6—蓋板，7—加勁翼緣板，8—加勁肋，9一預(yù)應(yīng)力索，10
一錨具,ll一框架梁腹板中心線。
具體實(shí)施方式
參見圖l、圖2,即在框架梁(2)上下翼緣上、與框架梁腹板中 心線(11)對(duì)應(yīng)位置處分別焊接一塊鋼肋板(3)。所述鋼肋板(3) 高度為100咖 150mm,即不大于框架梁(2)翼緣上的樓板、找平層 和裝修厚度之和，其長(zhǎng)度視框架梁腹板與柱連接節(jié)點(diǎn)形式而定，為耗 能梁段(2)端部加勁肋(5)至框架柱(1)邊的距離， 一般為200 咖 300咖。所述鋼肋板(3)厚度應(yīng)大于框架梁(2)腹板厚度2 3 咖。
在框架梁的上下翼緣上加設(shè)鋼肋板后，將梁柱連接節(jié)點(diǎn)加強(qiáng)，相 當(dāng)于將耗能梁段從柱邊移開，就可避免剪切鉸和彎曲鉸在柱邊形成， 從而允許耗能梁段有較大的轉(zhuǎn)動(dòng)，使其充分發(fā)展剪切塑性變形，耗散 更多的地展能量，也可減小震后修復(fù)工作量。
實(shí)施例
該新型節(jié)點(diǎn)形式部分在工廠內(nèi)加工，部分在現(xiàn)場(chǎng)焊接完成，具體 實(shí)施方案如下在工廠內(nèi)采用雙面對(duì)接角焊縫在框架梁2端部上下翼 緣上、與框架梁腹板中心線11對(duì)應(yīng)位置處分別焊接一塊鋼肋板3; 在施工現(xiàn)場(chǎng)，待框架梁2安裝定位后，采用雙面對(duì)接角焊縫將焊于框
架梁2上的鋼助板3與框架柱1翼緣焊接。
權(quán)利要求1、一種用于偏心支撐結(jié)構(gòu)中剪切型耗能梁段與柱連接的節(jié)點(diǎn)，包括框架柱(1)和框架梁(2)，其特征是在所述框架梁(2)上下翼緣上、與框架梁腹板中心線(11)對(duì)應(yīng)位置處分別焊接一塊鋼肋板(3)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于偏心支撐結(jié)構(gòu)中剪切型耗能梁段與柱連接的節(jié)點(diǎn)，其特征是所述鋼肋板(3)高度為不大于框架梁(2)翼緣上的樓板、找平層和裝修厚度之和。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于偏心支撐結(jié)構(gòu)中剪切型耗能梁段 與柱連接的節(jié)點(diǎn)，其特征是所述鋼肋板(3)高度為100ram 150ram。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于偏心支撐結(jié)構(gòu)中剪切型耗能梁段與柱 連接的節(jié)點(diǎn)，其特征是所述鋼肋板(3)長(zhǎng)度為剪切型耗能梁段(2) 端部加勁肋(5)至框架柱(1)邊的距離。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于偏心支撐結(jié)構(gòu)中剪切型耗能梁段與柱 連接的節(jié)點(diǎn)，其特征是所述鋼肋板(3)長(zhǎng)度為200 mm 300nim。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于偏心支撐結(jié)構(gòu)中剪切型耗能梁段與柱 連接的節(jié)點(diǎn)，其特征是所述鋼肋板(3)厚度應(yīng)大于框架梁(2)腹 板厚度2 3mm。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于偏心支撐結(jié)構(gòu)中剪切型耗能梁段與柱連接的節(jié)點(diǎn)，它包括框架柱(1)和框架梁(2)，在所述框架梁(2)上下翼緣上、與框架梁腹板中心線(11)對(duì)應(yīng)位置處分別焊接一塊鋼肋板(3)。本實(shí)用新型把剪切型耗能梁段直接與柱相連轉(zhuǎn)換為剪切型耗能梁段與梁柱剛性節(jié)點(diǎn)相連，不僅保證了梁端的抗彎承載力足夠大，而且還保證了耗能梁段充分發(fā)展剪切變形，以便耗散更多的地震能量，減小震后修復(fù)工作量；同時(shí)還要保證施工工藝簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，便于推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)E04B1/19GK201059016SQ20072003135
公開日2008年5月14日 申請(qǐng)日期2007年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月15日
發(fā)明者沈桂聯(lián), 潘秀珍, 王豐平, 郝際平 申請(qǐng)人:山東萊鋼建設(shè)有限公司;西安建筑科技大學(xué)