一种可更换外接板式半刚性耗能梁柱节点

本发明涉及建筑结构抗震，具体涉及一种可更换外接板式半刚性耗能梁柱节点。

背景技术：

1、随着冶炼工艺以及焊接技术的快速发展，q460及以上强度等级的高强钢平均单位强度的价格优势越发明显，由于其综合的经济效益、环境效益和建筑艺术效果，广泛运用于各种建筑结构中。

2、当建筑结构采用高强度钢柱时，梁柱连接节点的设计面临着新的问题。若梁柱连接节点采用铰接节点，则结构的整体抗侧刚度将明显下降，且结构的梁柱连接部分不能很好地消耗地震能量。若梁柱连接节点采用刚接连接，在地震作用下，梁柱连接处的柱截面会遭受很大的弯矩，使得柱截面进入屈服阶段，柱截面产生了较大的塑性变形，导致结构不适合继续承载，同时这样的塑性变形也给维修加固带来了极大的挑战。

3、高强钢由于其综合的建筑艺术效果、经济效益、环境效益，广泛运用于各种建筑结构中，但是高强钢有延性差的缺点。因此，工程应用中既不希望传统的梁柱刚接让高强钢柱进入屈服，又不希望采用铰接，使得结构的抗侧刚度减小。目前,还没有一种梁柱连接节点能较好地解决这个问题。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷中的至少一种而提供一种可更换外接板式半刚性耗能梁柱节点，梁柱连接介于铰接及钢接之间，同时具有一定的承载能力、刚度和耗能能力。中震或大震后可通过更换外接耗能板及抗弯螺栓，以实现梁柱连接的快速修复，达到可更换的目的。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、一种可更换外接板式半刚性耗能梁柱节点，包括：

4、钢柱；

5、设于钢柱侧面的悬臂梁段；

6、设于悬臂梁段远离钢柱一侧的钢梁；

7、设于悬臂梁段和钢梁之间的对接端板组件，其包括固定连接的第一对接端板和第二对接端板，所述第一对接端板与悬臂梁段固定连接，所述第二对接端板与钢梁固定连接。

8、进一步地，所述第一对接端板和第二对接端板之间设有用于固定连接二者的高强螺栓。

9、进一步地，所述悬臂梁段与第一对接端板中部固定连接，所述第一对接端板的两端设有第一外接耗能板；所述钢梁与第二对接端板中部固定连接，所述第二对接端板的两端设有第二外接耗能板。

10、进一步地，所述第一外接耗能板、第二外接耗能板通过抗弯螺栓分别与第一对接端板、第二对接端板固定连接；

11、当钢梁相对于悬臂梁段转动到一定转角情况下，所述抗弯螺栓会发生变形耗能。

12、进一步地，所述钢柱为q460及以上强度等级的高强钢管柱，能够发挥高强钢的承载力，减小悬臂梁段弯矩对于钢柱的影响。

13、进一步地，所述钢柱采用闭口截面，所述钢柱内部灌注有细石混凝土，以提高柱子的承载力。

14、进一步地，所述钢柱内设有加劲板，所述加劲板用于平衡悬臂梁段传递的集中力。

15、进一步地，所述悬臂梁段与钢柱相连的一端设有平端板，所述平端板通过单向螺栓与钢柱固定连接。

16、进一步地，所述悬臂梁段的上端为上翼缘钢板，下端为下翼缘钢板，所述上翼缘钢板和下翼缘钢板的两端分别焊接于平端板及第一对接端板上。

17、进一步地，所述钢梁焊接于第二对接端板上。

18、本发明原理如下：

19、一种可更换外接板式半刚性耗能梁柱节点，采用单向螺栓将悬臂梁段通过平端板与钢柱进行连接、悬臂梁段与钢梁相连的对接端板边上设置外接耗能板，对接端板通过高强螺栓进行连接，外接耗能板通过抗弯螺栓进行连接。

20、钢梁将荷载传给对接端板，再通过悬臂梁段、平端板传递到柱子上。剪力主要由高强螺栓进行传递，部分弯矩通过外接耗能板传给抗弯螺栓，再通过悬臂梁段传递给钢柱。

21、在小震下，本发明的所有构件及连接都处于弹性状态，在中震或大震下，本发明的梁柱节点只有外接耗能板及抗弯螺栓进入塑性进行耗能，其余部分均为弹性状态。中震或大震后可通过更换外接耗能板及抗弯螺栓，以实现梁柱连接的快速修复，达到可更换和重复适用的目的。

22、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

23、(1)本发明提供一种可更换外接板式半刚性耗能梁柱节点，其能有效保证钢梁及钢柱截面始终处于弹性状态，梁柱节点具有一定的承载力、刚度和耗能能力，此外还具有可更换和重复适用的特点。可解决目前设计师们面临的高强钢构件的应用问题，同时结构体系具有良好的抗震韧性，值得大力推广应用。

24、(2)本发明提供一种可更换外接板式半刚性耗能梁柱节点，具有一定的承载能力、刚度和耗能能力，是一种半刚性的梁柱连接。在小震下，本发明的所有构件及连接都处于弹性状态，在中震或大震下，本发明的梁柱节点只有外接耗能板及抗弯螺栓进入塑性进行耗能，其余部分均为弹性状态。中震或大震后可通过更换外接耗能板及抗弯螺栓，以实现梁柱连接的快速修复，达到可更换和重复适用的目的。

25、(3)本发明提供一种可更换外接板式半刚性耗能梁柱节点，该梁柱节点的钢柱采用q460及以上强度等级的高强钢管柱，为了发挥高强钢的承载力，减小悬臂梁段弯矩对于钢柱的影响，设置了所述的半刚性耗能梁柱节点。

26、(4)本发明提供一种可更换外接板式半刚性耗能梁柱节点，该梁柱节点的悬臂梁段采用单向螺栓通过平端板与钢柱进行连接，适用于柱子采用闭口截面。钢柱可内部灌注细石混凝土，以提高柱子的承载力。

27、(5)本发明提供一种可更换外接板式半刚性耗能梁柱节点，该梁柱节点的悬臂梁段采用单向螺栓通过平端板与钢柱进行连接，适用于柱子采用闭口截面。悬臂梁段与钢梁相连的对接端板边上设置的外接耗能板，在梁柱节点转动到一定转角情况下会发生变形耗能。而且，与外接耗能板相连的抗弯螺栓在梁柱节点转动到一定转角情况下也会发生变形耗能。

技术特征：

1.一种可更换外接板式半刚性耗能梁柱节点，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种可更换外接板式半刚性耗能梁柱节点，其特征在于，所述第一对接端板(6-1)和第二对接端板(6-2)之间设有用于固定连接二者的高强螺栓(8)。

3.根据权利要求1所述的一种可更换外接板式半刚性耗能梁柱节点，其特征在于，所述悬臂梁段(5)与第一对接端板(6-1)中部固定连接，所述第一对接端板(6-1)的两端设有第一外接耗能板(7-1)；所述钢梁(10)与第二对接端板(6-2)中部固定连接，所述第二对接端板(6-2)的两端设有第二外接耗能板(7-2)。

4.根据权利要求3所述的一种可更换外接板式半刚性耗能梁柱节点，其特征在于，所述第一外接耗能板(7-1)、第二外接耗能板(7-2)通过抗弯螺栓(9)分别与第一对接端板(6-1)、第二对接端板(6-2)固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种可更换外接板式半刚性耗能梁柱节点，其特征在于，所述钢柱(1)为q460及以上强度等级的高强钢管柱。

6.根据权利要求1所述的一种可更换外接板式半刚性耗能梁柱节点，其特征在于，所述钢柱(1)采用闭口截面，所述钢柱(1)内部灌注有细石混凝土，以提高柱子的承载力。

7.根据权利要求1所述的一种可更换外接板式半刚性耗能梁柱节点，其特征在于，所述钢柱(1)内设有加劲板(2)，所述加劲板(2)用于平衡悬臂梁段(5)传递的集中力。

8.根据权利要求1所述的一种可更换外接板式半刚性耗能梁柱节点，其特征在于，所述悬臂梁段(5)与钢柱(1)相连的一端设有平端板(3)，所述平端板(3)通过单向螺栓(4)与钢柱(1)固定连接。

9.根据权利要求8所述的一种可更换外接板式半刚性耗能梁柱节点，其特征在于，所述悬臂梁段(5)的上端为上翼缘钢板，下端为下翼缘钢板，所述上翼缘钢板和下翼缘钢板的两端分别焊接于平端板(3)及第一对接端板(6-1)上。

10.根据权利要求1所述的一种可更换外接板式半刚性耗能梁柱节点，其特征在于，所述钢梁(10)焊接于第二对接端板(6-2)上。

技术总结本发明涉及一种可更换外接板式半刚性耗能梁柱节点，包括：钢柱(1)；设于钢柱(1)侧面的悬臂梁段(5)；设于悬臂梁段(5)远离钢柱(1)一侧的钢梁(10)；设于悬臂梁段(5)和钢梁(10)之间的对接端板组件，其包括固定连接的第一对接端板(6‑1)和第二对接端板(6‑2)，所述第一对接端板(6‑1)与悬臂梁段(5)固定连接，所述第二对接端板(6‑2)与钢梁(10)固定连接。与现有技术相比，本发明能有效保证钢梁及钢柱截面始终处于弹性状态，梁柱节点具有一定的承载力、刚度和耗能能力，此外还具有可更换和重复适用的特点。技术研发人员：何天森,陈晨,张锦骁,何诚受保护的技术使用者：同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/2