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加蓋板節(jié)點的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種梁、柱連接節(jié)點，特別涉及一種用于偏心支 撐中剪切型耗能梁段與柱連接的加蓋板節(jié)點。
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震區(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的支撐形式。耗能梁段分為剪切型耗能梁段和彎 曲型耗能梁段。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《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)點設(shè)計中，節(jié)點的構(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)計規(guī)范》(GB 50011-2001) 中第8. 2條對多、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)點更強(qiáng)和梁端抗彎承載力的設(shè)計要求很難 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 更多的地震能量。
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)點更強(qiáng)和梁端抗彎承載力的設(shè)計要求， 一般需要對梁柱連接節(jié)點處采取一些加強(qiáng)措施，目前通常做法如附圖 所示。下面簡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引起
嚴(yán)重的應(yīng)力、應(yīng)變集中和悍縫缺陷，因而會降低結(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)，因而對偏心支撐結(jié)構(gòu)中的剪切型 耗能梁段與柱連接承載力的提高不會有太大的幫助。
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，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 會引起嚴(yán)重的應(yīng)力、應(yīng)變集中和焊縫缺陷，因而會降低結(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，對耗能梁段的轉(zhuǎn)動約束 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，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)場拼接方案，不適用于耗能梁段與柱直接相連。因為如果框架梁 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，則所需的短梁長度會過長， 一方面不利于運(yùn)輸，另一方面框 架梁翼緣需要整塊鋼板下料，會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)，因而對偏心支撐結(jié)構(gòu)中的剪切型耗能梁段與柱連接 時承載力的提高不會有太大的幫助。
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 為它可能會降低耗能梁段的轉(zhuǎn)動能力；框架梁翼緣處焊縫質(zhì)量是決定 狗骨式節(jié)點性能的主要因素。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
偏心支撐結(jié)構(gòu)中的剪切型耗能梁段與柱連接時承載力的提高不會有 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度，從而降低了耗能梁段的轉(zhuǎn)動能 力。
發(fā)明內(nèi)容
本實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，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；同時還要保證施工 工藝簡單，造價低廉，便于推廣應(yīng)用。
為解決上述技術(shù)問題，本實用新型是這樣實現(xiàn)的它包括框架柱 (1)和框架梁(2),在框架梁(2)端部上下翼緣上分別焊接一塊楔 形鋼蓋板(3);用高強(qiáng)螺栓(6)通過連接板(5)將框架柱(1)與 框架梁(2)腹板連接，本實用新型的改進(jìn)之處在于將連接板(5)與 框架梁(2)腹板三面圍焊。
所述楔形鋼蓋板(3)寬度比框架梁(2)翼緣寬度窄20 30 mm， 長度大于180腿或0.3hb，厚度為6 8咖。
所述框架柱加勁肋(7)厚度應(yīng)大于或等于框架梁(2)翼緣與楔 形鋼蓋板(3)厚度之和。
本實用新型的理論依據(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)動能力，因此與耗能梁段直接相連的非耗 能梁段、柱和支撐對其的約束情況也能影響到它的耗能能力，進(jìn)而影
響到偏心支撐結(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，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，將梁 柱連接節(jié)點加強(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，也可減小震后修復(fù)工作量。 本實用新型的有益效果是
該新型節(jié)點形式用于剪切型耗能梁段與柱的連接，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；腹板通過連接板和高強(qiáng)螺栓與柱 相連，安裝施工很方便；不必在柱上另外增設(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)點更強(qiáng)和梁端抗彎承載力的設(shè)計要求，又可保證剪切型耗能梁 段充分發(fā)展剪切塑性變形，以便耗散更多的地震能量；改進(jìn)加蓋板法 用料少，翼緣加強(qiáng)措施在工廠內(nèi)即可完成，施工工藝簡單，造價低廉， 便于推廣應(yīng)用。以下結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
圖l是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖2是本實用新型


圖1的俯視圖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—楔形蓋板，4一耗能梁段加勁肋，5—梁
柱節(jié)點連接板，6—高強(qiáng)螺栓，7—框架柱加勁肋，8—加勁肋，9一加
勁翼緣板，10—預(yù)應(yīng)力氣11一錨具。
具體實施方式
參見附
圖1、附圖2。采用單面角焊縫在框架梁(2)端部上下翼 緣上分別焊接一塊楔形鋼蓋板(3);采用雙面對角角焊縫在框架柱G) 上焊接一塊連接板(5)，連接板(5)上預(yù)留與框架梁(2)腹板連接 的高強(qiáng)螺栓(6)孔；在施工現(xiàn)場先采用高強(qiáng)螺栓(6)通過連接板(5) 將框架柱(1)與框架梁(2)腹板連接，再采用單面角焊縫將連接板
(5)與框架梁(2)腹板三面圍焊；最后在施工現(xiàn)場采用坡口全熔透 對接焊縫將框架梁(2)的上下翼緣與框架柱(1)焊接。
所述楔形鋼蓋板(3)寬度比框架梁(2)翼緣寬度窄約20 30 咖，長度不小于180mm或0. 3hb (框架梁高)，厚度為6 8咖。另外， 框架柱加勁肋(7)厚度應(yīng)大于或等于框架梁(2)翼緣與楔形鋼蓋板
(3)厚度之和。
該改進(jìn)加蓋板法不僅將梁柱連接節(jié)點加強(qiáng)，還相當(dāng)于將耗能梁段 從柱邊移開，既可避免剪切鉸和彎曲鉸在柱邊形成，又可允許耗能梁 段有較大的轉(zhuǎn)動，使其充分發(fā)展剪切塑性變形,耗散更多的地震能量， 也可減小震后修復(fù)工作量。 實施例
該新型節(jié)點形式部分在工廠內(nèi)加工，部分在現(xiàn)場焊接完成，具體 實施方案如下在工廠內(nèi)采用單面角焊縫在框架梁2端部上下翼緣上
分別焊接一塊楔形鋼蓋板3;在工廠內(nèi)采用雙面對角角焊縫在框架柱
1上焊接一塊連接板5，連接板5上預(yù)留與框架梁2腹板連接的高強(qiáng) 螺栓6孔；在施工現(xiàn)場先采用高強(qiáng)螺栓6通過連接板5將框架柱1與 框架梁2腹板連接，再采用單面角焊縫將連接板5與框架梁2腹板三 面圍焊；最后在施工現(xiàn)場采用坡口全熔透對接焊縫將框架梁2的上下 翼緣與框架柱1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加蓋板節(jié)點，它包括框架柱(1)和框架梁(2)，在框架梁(2)端部上下翼緣上分別焊接一塊楔形鋼蓋板(3)；用高強(qiáng)螺栓(6)通過連接板(5)將框架柱(1)與框架梁(2)腹板連接，其特征是將連接板(5)與框架梁(2)腹板三面圍焊。
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 連接的加蓋板節(jié)點，其特征是所述楔形鋼蓋板(3)寬度比框架梁(2)翼緣寬度窄20 30咖，長度大于180mm或0.3hb，厚度為6 8 mm。
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 與柱連接的加蓋板節(jié)點，其特征是所述框架柱加勁肋(7)厚度應(yīng) 大于或等于框架梁(2)翼緣與楔形鋼蓋板(3)厚度之和。
專利摘要本實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加蓋板節(jié)點，它包括框架柱(1)和框架梁(2)，在框架梁(2)端部上下翼緣上分別焊接一塊楔形鋼蓋板(3)；用高強(qiáng)螺栓(6)通過連接板(5)將框架柱(1)與框架梁(2)腹板連接，將連接板(5)與框架梁(2)腹板三面圍焊。本實用新型能將耗能梁段從柱邊移開的梁柱連接節(jié)點，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；同時還要保證施工工藝簡單，造價低廉，便于推廣應(yīng)用。
文檔編號E04B1/19GK201059017SQ200720032148
公開日2008年5月14日 申請日期2007年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月27日
發(fā)明者潘秀珍, 郝際平 申請人:西安建筑科技大學(xué)