本發(fā)明屬于結(jié)構(gòu)工程鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，具體涉及一種柔性連接節(jié)點(diǎn)。

背景技術(shù)：

近幾十年來(lái)，鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)作為鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接成結(jié)構(gòu)的紐帶，對(duì)于結(jié)構(gòu)安全起著極其重要的作用，因此，確保節(jié)點(diǎn)安全是鋼結(jié)構(gòu)整體安全的關(guān)鍵。現(xiàn)有的鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)分為剛性節(jié)點(diǎn)、半剛性節(jié)點(diǎn)及柔性節(jié)點(diǎn)，其中柔性節(jié)點(diǎn)因能釋放受到的應(yīng)力而在預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)中得到應(yīng)用，節(jié)點(diǎn)的剛性決定著結(jié)構(gòu)的抗變形能力，而節(jié)點(diǎn)的柔性特性將對(duì)結(jié)構(gòu)的抗震等性能產(chǎn)生重要的影響，現(xiàn)有的柔性節(jié)點(diǎn)存在強(qiáng)度、剛度不足，對(duì)于地震及火災(zāi)作用下節(jié)點(diǎn)區(qū)的安全儲(chǔ)備考慮不夠充分，存在大震作用下節(jié)點(diǎn)彎曲、斷裂破壞導(dǎo)致建筑物破壞、倒塌的隱患，與“大震不倒”的抗震設(shè)計(jì)原則不符，不具備二次防護(hù)能力。如何提高鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)在地震及火災(zāi)作用下的耗能能力和節(jié)點(diǎn)安全儲(chǔ)備是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工中亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種柔性連接節(jié)點(diǎn)，以提高鋼結(jié)構(gòu)連接的安全性和耗能能力。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種柔性連接節(jié)點(diǎn)，包括鋼梁、鋼柱及鰭板，還包括角鋼，所述鋼梁為h型鋼梁，所述鋼柱為工字型鋼柱，所述鰭板豎直焊接在鋼柱的一側(cè)翼緣上，所述角鋼一邊設(shè)置在焊有鰭板一側(cè)的鋼柱翼緣上并通過(guò)螺栓與鋼柱翼緣相連接，另一邊設(shè)置在鋼梁腹板上并通過(guò)螺栓與鋼梁腹板及鰭板相連接；所述角鋼采用耐火鋼或高強(qiáng)合金鋼制成，所述螺栓采用耐火鋼或超高強(qiáng)合金鋼制成。

進(jìn)一步，所述鰭板與角鋼對(duì)應(yīng)設(shè)置在鋼梁腹板的兩側(cè)。

進(jìn)一步，所述工字型鋼柱由鋼板焊接而成。

進(jìn)一步，所述工字型鋼柱為軋制型鋼。

進(jìn)一步，所述h型鋼梁由鋼板焊接而成。

進(jìn)一步，所述h型鋼梁為軋制型鋼。

本發(fā)明的有益效果在于：

(1)能夠有效保障結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的安全性和整體性，增加了鋼連接區(qū)域的抗火能力和耗能能力。

(2)該節(jié)點(diǎn)在柔性連接的基礎(chǔ)上增加了半剛性連接，同時(shí)具備兩種破壞機(jī)理，允許鰭板與鋼柱間的焊接在極端荷載工況中發(fā)生破壞，由角鋼連接提供較好變形能力和耐火極限。

(3)角鋼與螺栓均采用特殊材質(zhì)制成，在保證節(jié)點(diǎn)柔性的前提下，更提高了節(jié)點(diǎn)的抗剪能力，其抗震性能更好。

(4)采用裝配式鋼結(jié)構(gòu)連接，構(gòu)件在工廠預(yù)制，制作質(zhì)量高，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)快速裝配，節(jié)省工期。

總的來(lái)說(shuō)，該節(jié)點(diǎn)克服了傳統(tǒng)節(jié)點(diǎn)在火災(zāi)及和地震作用下焊縫連接區(qū)域容易發(fā)生破壞的不足，通過(guò)采用兩種不同鋼材和兩種破壞機(jī)理模式，互相補(bǔ)充，保障了鋼結(jié)構(gòu)體系的整體性和完整性，可用于抗火和高烈度地震區(qū)鋼結(jié)構(gòu)體系中；通過(guò)角鋼對(duì)鋼梁及鋼柱間進(jìn)行二次連接，大幅度提高了該節(jié)點(diǎn)的防震能力，可用于鋼結(jié)構(gòu)抗火體系和高烈度地震區(qū)高層鋼結(jié)構(gòu)建筑中，具有較為廣闊的應(yīng)用前景。

附圖說(shuō)明

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖進(jìn)行說(shuō)明：

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的a向示意圖；

圖3為圖1的b向示意圖；

圖4為帶鰭板鋼柱的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。

如圖所示，本發(fā)明中的一種柔性連接節(jié)點(diǎn)，包括鋼梁1、鋼柱2及鰭板3，還包括角鋼4，所述鋼梁1為h型鋼梁，所述鋼柱2為工字型鋼柱，所述鰭板3豎直焊接在鋼柱2的一側(cè)翼緣上，所述角鋼4一邊設(shè)置在焊有鰭板3一側(cè)的鋼柱翼緣上并通過(guò)螺栓5與鋼柱翼緣相連接，另一邊設(shè)置在鋼梁腹板上并通過(guò)螺栓5與鋼梁腹板及鰭板3相連接；所述角鋼4采用耐火鋼或高強(qiáng)合金鋼制成，所述螺栓采用耐火鋼或超高強(qiáng)合金鋼制成。

本發(fā)明中，鋼柱2及鋼梁1間既通過(guò)鰭板3連接，又通過(guò)角鋼4連接，鰭板3與鋼柱2焊接，角鋼與鋼梁1及鋼柱2間螺栓二次連接。一方面，工字型鋼柱與h型鋼梁的連接方式采用了兩種不同鋼材材料，即鋼梁1、鋼柱2及鰭板3采用普通鋼材，角鋼則由耐火鋼或高強(qiáng)合金鋼制成，螺栓則由耐火鋼或超高強(qiáng)合金鋼制成，該組合形式在保證節(jié)點(diǎn)柔性的前提下，提高了角鋼與螺栓等連接件的抗剪能力，使其抗震性能更好。另一方面，工字型鋼柱與h型鋼梁的連接方式采用了組合鋼連接類型，在柔性連接(鋼柱2與鰭板3焊接，鰭板3與鋼梁1連接)的基礎(chǔ)上增加了半剛性連接(角鋼4分別與鋼柱2及鋼梁1連接)，使節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)同時(shí)具備兩種破壞機(jī)理。

該連接方式克服了傳統(tǒng)節(jié)點(diǎn)在高溫作用下因焊縫殘余應(yīng)力和熱影響區(qū)域影響發(fā)生的鋼柱2與鰭板3間焊接處開(kāi)裂現(xiàn)象；由于角鋼4采用耐火鋼或高強(qiáng)合金鋼制成，螺栓5采用耐火鋼或超高強(qiáng)合金鋼制成，使得在火災(zāi)及地震作用下，鋼柱2與鰭板3間的焊接即使發(fā)生破壞也有角鋼繼續(xù)起到連接作用，即轉(zhuǎn)換受力機(jī)理形成二次防護(hù)能力，由角鋼形成的懸鏈性效應(yīng)能保證結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生連續(xù)性倒塌，保障了連接節(jié)點(diǎn)在焊縫區(qū)域發(fā)生破壞后，連接節(jié)點(diǎn)仍以鉸接的形式繼續(xù)工作。同時(shí)，該鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)用于抗震區(qū)域時(shí)，利用高強(qiáng)合金鋼角鋼優(yōu)異的延性、變形能力和二次防護(hù)機(jī)理，還可在地震荷載或者往復(fù)荷載作用下耗散多余能量，從而保障結(jié)構(gòu)的安全性和整體性。

本發(fā)明中的工字型鋼柱及h型鋼梁可由鋼板焊接而成，也可采用軋制型鋼?？稍诂F(xiàn)場(chǎng)直接安裝，施工速度較快且構(gòu)件制作質(zhì)量高。

本實(shí)施例中，所述鰭板3與角鋼4對(duì)應(yīng)設(shè)置在鋼梁腹板的兩側(cè)?？墒箲?yīng)力分布更加均勻，進(jìn)一步保證了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與連接可靠性。

總的來(lái)說(shuō)，該節(jié)點(diǎn)克服了傳統(tǒng)節(jié)點(diǎn)在火災(zāi)及和地震作用下焊縫連接區(qū)域容易發(fā)生破壞的不足，通過(guò)采用兩種不同鋼材和兩種破壞機(jī)理模式，互相補(bǔ)充，保障了鋼結(jié)構(gòu)體系的整體性和完整性，可用于抗火和高烈度地震區(qū)鋼結(jié)構(gòu)體系中；通過(guò)角鋼對(duì)鋼梁及鋼柱間進(jìn)行二次連接，大幅度提高了該節(jié)點(diǎn)的防震能力。采用現(xiàn)場(chǎng)裝配式施工方法，還有助于節(jié)省工期。

最后說(shuō)明的是，以上優(yōu)選實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管通過(guò)上述優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)其作出各種各樣的改變，而不偏離本發(fā)明權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種柔性連接節(jié)點(diǎn)，屬于結(jié)構(gòu)工程鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域。本發(fā)明中，鋼柱及鋼梁間既通過(guò)鰭板連接，又通過(guò)角鋼連接，鰭板與鋼柱焊接，角鋼與鋼梁及鋼柱間螺栓二次連接；其中角鋼采用耐火鋼或高強(qiáng)合金鋼制成，螺栓采用耐火鋼或超高強(qiáng)合金鋼制成。該節(jié)點(diǎn)克服了傳統(tǒng)節(jié)點(diǎn)在火災(zāi)及和地震作用下焊縫連接區(qū)域容易發(fā)生破壞的不足，通過(guò)采用兩種不同鋼材和兩種破壞機(jī)理模式，互相補(bǔ)充，保障了鋼結(jié)構(gòu)體系的整體性和完整性；通過(guò)角鋼對(duì)鋼梁及鋼柱間進(jìn)行二次連接，大幅度提高了該節(jié)點(diǎn)的防震能力，可用于鋼結(jié)構(gòu)抗火體系和高烈度地震區(qū)高層鋼結(jié)構(gòu)建筑中。

技術(shù)研發(fā)人員：胡鷹;徐譚楚民;崔佳
受保護(hù)的技術(shù)使用者：重慶大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.07.13
技術(shù)公布日：2017.09.08