一種可更換的梁柱節(jié)點(diǎn)地震損傷控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及結(jié)構(gòu)工程抗震技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可更換的梁柱節(jié)點(diǎn)地震損傷控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、抗震性能好、施工周期短等特點(diǎn)，被認(rèn)為是抗震性能最好的結(jié)構(gòu)形式之一。隨著鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造、安裝技術(shù)的發(fā)展，其在工程實(shí)踐中的應(yīng)用越來越廣泛。但是大量震害資料與試驗(yàn)研究表明:地震作用下，梁柱的節(jié)點(diǎn)處應(yīng)力值較大，尤其是焊接部位附近的鋼材容易發(fā)生脆性斷裂，嚴(yán)重影響到結(jié)構(gòu)在地震下的安全，并導(dǎo)致建筑在地震后無法快速恢復(fù)使用。
[0003]為了減少鋼結(jié)構(gòu)框架梁柱節(jié)點(diǎn)在地震作用下發(fā)生脆性斷裂的發(fā)生，并確保框架梁屈服后仍然能保持較好的延性，以達(dá)到耗散地震能量的作用，科研與工程中提出了一系列改進(jìn)措施，包括削弱梁端截面、改善焊接連接構(gòu)造等。其中，梁端削弱處理是人為削弱連接節(jié)點(diǎn)附近梁的上下翼緣截面，使梁削弱截面的承載力小于節(jié)點(diǎn)破壞需要的力，不僅可以避免節(jié)點(diǎn)發(fā)生脆性斷裂，還可利用梁屈服后的塑性耗能能力來耗散地震能量。
[0004]大量試驗(yàn)表明該類節(jié)點(diǎn)在地震作用下表現(xiàn)出了良好的延性，但是它也存在明顯缺陷和不足:首先，為了防止在削弱截面產(chǎn)生應(yīng)力集中，施工過程中對(duì)加工工藝的精度要求很高，工序復(fù)雜，施工周期長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)消耗大。其次，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)建筑物的抗震要求不斷提高，不再僅僅停留在“大震不倒”的基本要求上，而是要求地震后建筑可以盡快恢復(fù)使用，削弱部位的損傷和變形可導(dǎo)致建筑難以修復(fù)或無法快速恢復(fù)使用，帶來巨大的經(jīng)濟(jì)代價(jià)。地震后快速替換或修復(fù)受損部位，盡快恢復(fù)建筑使用功能，減少因強(qiáng)地震破壞造成的直接和間接損失，是提升我國(guó)地震災(zāi)害防御整體水平的必要環(huán)節(jié)。因此，此類節(jié)點(diǎn)遭受強(qiáng)震以后，梁端形成塑性鉸，具有較大的殘余變形，不能實(shí)現(xiàn)快速替換或修復(fù)的目標(biāo)，需要進(jìn)一步改善。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種可更換的梁柱節(jié)點(diǎn)地震損傷控制裝置。本發(fā)明作為耗能元件安裝在結(jié)構(gòu)中，當(dāng)結(jié)構(gòu)遭受超過設(shè)防烈度等級(jí)的地震時(shí)，本發(fā)明抗震裝置進(jìn)入塑性工作狀態(tài)并耗散大量地震能量，主體結(jié)構(gòu)保持彈性;地震動(dòng)結(jié)束后，對(duì)損傷元件可以逐一進(jìn)行快速更換，結(jié)構(gòu)使用功能不中斷或快速恢復(fù)。
[0006]—種可更換的梁柱節(jié)點(diǎn)地震損傷控制裝置，包括:翼緣耗能保險(xiǎn)絲，所述翼緣耗能保險(xiǎn)絲設(shè)置在兩兩梁翼緣板的連接縫隙之間，且梁翼緣板的上下面分別設(shè)置有翼緣耗能保險(xiǎn)絲，翼緣耗能保險(xiǎn)絲上設(shè)置有螺栓孔，上下兩面的翼緣耗能保險(xiǎn)絲通過摩擦型高強(qiáng)螺栓固定在一起。
[0007]進(jìn)一步地，如上所述的可更換的梁柱節(jié)點(diǎn)地震損傷控制裝置，所述翼緣耗能保險(xiǎn)絲上的螺栓孔間距、大小能夠調(diào)節(jié)。
[0008]進(jìn)一步地，如上所述的可更換的梁柱節(jié)點(diǎn)地震損傷控制裝置，所述翼緣耗能保險(xiǎn)絲的中間部分位置有弧形耗能段。
[0009]進(jìn)一步地，如上所述的可更換的梁柱節(jié)點(diǎn)地震損傷控制裝置，所述弧形耗能段的弧度、長(zhǎng)度能夠調(diào)節(jié)。
[0010]進(jìn)一步地，如上所述的可更換的梁柱節(jié)點(diǎn)地震損傷控制裝置，所述翼緣耗能保險(xiǎn)絲并排安裝有多個(gè)。
[0011]進(jìn)一步地，如上所述的可更換的梁柱節(jié)點(diǎn)地震損傷控制裝置，包括梁腹板，在兩兩梁腹板之間的連接處設(shè)置有腹板連接板，所述腹板連接板上設(shè)置有長(zhǎng)圓孔，梁腹板與腹板連接板之間通過摩擦型高強(qiáng)螺栓固定連接在一起。有益效果:
[0012]本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，安裝方便;可對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行損傷控制，保護(hù)連接節(jié)點(diǎn)；具備耗散地震引起的振動(dòng)能量，減小建筑在地震下的振動(dòng)響應(yīng);具有較好的可更換性，地震結(jié)束可以在不影響建筑使用的條件下對(duì)損傷元件進(jìn)行快速替換。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明可更換的梁柱節(jié)點(diǎn)地震損傷控制裝置安裝示意圖一；
[0014]圖2為圖1的俯視圖；
[0015]圖3為圖1的A-A向剖視圖；
[0016]圖4為腹板連接板示意圖；
[0017]圖5為翼緣耗能保險(xiǎn)絲示意圖；
[0018]圖6為本發(fā)明可更換的梁柱節(jié)點(diǎn)地震損傷控制裝置安裝示意圖二。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面本發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0020]實(shí)施例1
[0021]圖1為本發(fā)明可更換的梁柱節(jié)點(diǎn)地震損傷控制裝置安裝示意圖一，圖2為圖1的俯視圖；圖3為圖1的A-A向剖視圖，如圖1-圖3所示，本發(fā)明提供的可更換的梁柱節(jié)點(diǎn)地震損傷控制裝置，包括:翼緣耗能保險(xiǎn)絲3，所述翼緣耗能保險(xiǎn)絲3設(shè)置在兩兩梁翼緣板I的連接縫隙之間，且梁翼緣板I的上下面分別設(shè)置有翼緣耗能保險(xiǎn)絲3，翼緣耗能保險(xiǎn)絲上設(shè)置有螺栓孔，上下兩面的翼緣耗能保險(xiǎn)絲3通過摩擦型高強(qiáng)螺栓5固定在梁翼緣板I上。
[0022]本發(fā)明可用普通鋼結(jié)構(gòu)或高強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)的梁柱節(jié)點(diǎn)，翼緣耗能保險(xiǎn)絲3使用普通強(qiáng)度鋼材或低屈服點(diǎn)鋼材加工制作，具有較好的延性與耗能能力。本發(fā)明在工作時(shí)，當(dāng)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力增大到一定程度，翼緣耗能保險(xiǎn)絲3首先進(jìn)入屈服狀態(tài)，組織梁端內(nèi)力繼續(xù)增長(zhǎng)，保護(hù)焊接連接和主體構(gòu)件不受損壞，同時(shí)耗散地震能量;地震結(jié)束以后，損壞的翼緣耗能保險(xiǎn)絲可通過擰動(dòng)螺栓快速逐一更換，確保建筑在地震后功能不中斷或稍加修復(fù)即可恢復(fù)使用。
[0023]優(yōu)選地，所述翼緣耗能保險(xiǎn)絲3上的螺栓孔間距、大小能夠調(diào)節(jié)。
[0024]優(yōu)選地，如圖5所示，為保護(hù)焊接連接部位和提高結(jié)構(gòu)耗能能力，所述翼緣耗能保險(xiǎn)絲3的中間部位斷面減小，為弧形削弱屈服耗能段。
[0025]優(yōu)選地，為保護(hù)焊接連接部位和提高結(jié)構(gòu)耗能能力，所述弧形耗能段的弧度、長(zhǎng)度能夠調(diào)節(jié)。耗能段曲線形狀可調(diào)，并可在耗能段內(nèi)部開孔進(jìn)行斷面削弱。
[0026]優(yōu)選地，所述翼緣耗能保險(xiǎn)絲3并排安裝有多個(gè)，安裝數(shù)量可調(diào)。
[0027]進(jìn)一步地，結(jié)合圖4，如上所述的可更換的梁柱節(jié)點(diǎn)地震損傷控制裝置，還包括梁腹板2，所述梁腹板2與翼緣板I構(gòu)成梁，在兩兩梁腹板2之間的連接處設(shè)置有腹板連接板4，所述腹板連接板4上設(shè)置有長(zhǎng)圓孔，梁腹板2與腹板連接板4通過摩擦型高強(qiáng)螺栓5固定連接在一起。
[0028]具體地，當(dāng)出現(xiàn)地震使翼緣耗能保險(xiǎn)絲3形變時(shí)，腹板連接板4上的長(zhǎng)圓孔，可以保證其相連的兩段梁有一定的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)能力，確保腹板連接板4不受損壞并承擔(dān)所有垂直于梁的剪力。
[0029]組裝時(shí)，調(diào)整節(jié)點(diǎn)梁與中間梁至安裝位置，腹板連接板4安裝在梁腹板2兩側(cè)，采用摩擦型高強(qiáng)螺栓5連接，使摩擦型高強(qiáng)螺栓5位于腹板連接板4長(zhǎng)圓孔的中心位置。調(diào)整翼緣耗能連接板3的位置，與梁翼緣板I預(yù)開孔匹配，采用摩擦型高強(qiáng)螺栓5連接。腹板連接板4僅用于傳遞梁中剪力，長(zhǎng)圓孔保證梁具有一定的轉(zhuǎn)動(dòng)能力，翼緣耗能保險(xiǎn)絲3能夠進(jìn)入耗能工作階段。
[0030]圖5、圖6是本實(shí)施例翼緣耗能保險(xiǎn)絲的示意圖。通過調(diào)整削弱截面方式及鋼板厚度可以實(shí)現(xiàn)不同強(qiáng)度和剛度組合。
[0031 ]本實(shí)施例適用于無樓板連接節(jié)點(diǎn)，如工業(yè)廠房。遭受地震后，翼緣耗能保險(xiǎn)絲3可逐一拆除、替換，替換過程中結(jié)構(gòu)仍保持較高的承載能力;腹板連接板4 一般不會(huì)有損傷，無需更換。
[0032]實(shí)施例2
[0033]圖6為本發(fā)明可更換的梁柱節(jié)點(diǎn)地震損傷控制裝置安裝示意圖二，在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，增加了混凝土樓板9?；炷翗前?采用現(xiàn)場(chǎng)澆筑的方式，通過抗剪栓釘10保證二者的協(xié)同工作。
[0034]本實(shí)施例適用于有樓板連接節(jié)點(diǎn)，如住宅。遭受地震后，由于現(xiàn)澆混凝土樓板9的保護(hù)，上側(cè)翼緣耗能保險(xiǎn)絲3—般不會(huì)遭受損傷，僅需替換梁底部耗能保險(xiǎn)絲即可。
[0035]最后應(yīng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制;盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可更換的梁柱節(jié)點(diǎn)地震損傷控制裝置，其特征在于，包括:翼緣耗能保險(xiǎn)絲(3)，所述翼緣耗能保險(xiǎn)絲(3)設(shè)置在兩兩梁翼緣板(I)的連接縫隙之間，且梁翼緣板(I)的上下面分別設(shè)置有翼緣耗能保險(xiǎn)絲(3)，翼緣耗能保險(xiǎn)絲(3)上設(shè)置有螺栓孔，上下兩面的翼緣耗能保險(xiǎn)絲(3)通過摩擦型高強(qiáng)螺栓(5)和梁翼緣板(I)連接固定。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可更換的梁柱節(jié)點(diǎn)地震損傷控制裝置，其特征在于，翼緣耗能保險(xiǎn)絲(3)上的螺栓孔間距、大小能夠調(diào)節(jié)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可更換的梁柱節(jié)點(diǎn)地震損傷控制裝置，其特征在于，所述翼緣耗能保險(xiǎn)絲(3)的中間部分有弧形耗能段。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可更換的梁柱節(jié)點(diǎn)地震損傷控制裝置，其特征在于，所述弧形耗能段的弧度、長(zhǎng)度能夠調(diào)節(jié)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可更換的梁柱節(jié)點(diǎn)地震損傷控制裝置，其特征在于，所述翼緣耗能保險(xiǎn)絲(3)并排安裝有多個(gè)，其數(shù)量和位置可調(diào)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可更換的梁柱節(jié)點(diǎn)地震損傷控制裝置，其特征在于，所述梁腹板(2)通過腹板連接板(4)連接而成，所述腹板連接板(4)上設(shè)置有長(zhǎng)圓孔，梁腹板(2)與腹板連接板(4)通過摩擦型高強(qiáng)螺栓(5)連接在一起。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種可更換的梁柱節(jié)點(diǎn)地震損傷控制裝置，包括：翼緣耗能保險(xiǎn)絲，所述翼緣耗能保險(xiǎn)絲設(shè)置在兩兩梁翼緣板的連接縫隙之間，且梁翼緣板的上下面分別設(shè)置有翼緣耗能保險(xiǎn)絲，翼緣耗能保險(xiǎn)絲上設(shè)置有螺栓孔，翼緣耗能保險(xiǎn)絲通過摩擦型高強(qiáng)螺栓與梁翼緣連接固定。本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，安裝方便；可對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行損傷控制，保護(hù)連接節(jié)點(diǎn)；具備耗散地震引起的振動(dòng)能量，減小建筑在地震下的振動(dòng)響應(yīng)；具有較好的可更換性，地震結(jié)束可以在不影響建筑使用的條件下對(duì)損傷元件進(jìn)行快速替換。
【IPC分類】E04B1/58, E04B1/24, E04B1/98
【公開號(hào)】CN105569204
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610068796
【發(fā)明人】林旭川, 胡陽陽, 李吉超
【申請(qǐng)人】中國(guó)地震局工程力學(xué)研究所
【公開日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2016年2月1日