本發(fā)明涉及抗側(cè)力結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種震后可恢復功能裝配式鋼框架連接節(jié)點。

背景技術(shù)：

鋼框架梁柱連接節(jié)點的抗震性能對于改善結(jié)構(gòu)延性、防止發(fā)生脆性破壞、提高結(jié)構(gòu)抗震能力有著重要意義。因此，為了避免塑性鉸出現(xiàn)在韌性較差的焊接接頭處，最好將梁的塑性鉸位置從焊接節(jié)點區(qū)域移開，使結(jié)構(gòu)能夠發(fā)生延性破壞，避免脆性破壞。塑性鉸外移的方法有兩種：一是在離開梁根部一定距離處將梁截面局部削弱，例如：“狗骨頭”型節(jié)點、腹板開洞型節(jié)點、開長槽型節(jié)點以及焊接孔擴大型節(jié)點；另一種是將節(jié)點部位局部加強，例如：翼緣加厚型節(jié)點、翼緣加寬型節(jié)點、耳板加強型節(jié)點、加勁肋加強型節(jié)點以及腋梁加強型節(jié)點。雖然從經(jīng)濟性的角度考慮，削弱型節(jié)點應用更為廣泛，但在強烈地震作用下，削弱位置會產(chǎn)生嚴重的屈曲變形或斷裂，無法繼續(xù)使用，震后無法修復和更換，使用功能不可恢復，造成巨大的經(jīng)濟損失。

同時，為了提高結(jié)構(gòu)承載性能和材料的使用效率，鋼框架結(jié)構(gòu)通常需要考慮樓板的有利組合作用，有效的剪力連接件是保證主體鋼梁與混凝土板協(xié)同工作的重要因素，它需要能夠傳遞主體鋼梁與混凝土板之間的剪力，同時還需要能夠抵抗主體鋼梁與混凝土板之間的掀起作用。目前栓釘是最常用的剪力連接件，但大量栓釘全部需要手工焊接，不利于快速施工，焊接質(zhì)量也難以保障。而傳統(tǒng)的直板剪力連接件，雖然具有更好的縱向變形性能，但設(shè)置槽口后連接件的抗拔性能明顯降低。

因此需要提供一種震后可恢復功能裝配式鋼框架連接節(jié)點，能夠提高結(jié)構(gòu)延性，令塑性鉸在指定位置形成，有效耗散能量，震后可方便快捷更換，且能夠同時兼具變形能力和抗拔能力。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種震后可恢復功能裝配式鋼框架連接節(jié)點，通過設(shè)置震后可更換耗能連接板及相應構(gòu)造措施，同時發(fā)揮連接和耗能的雙重作用，主動控制結(jié)構(gòu)破壞和失效機制，保證主體結(jié)構(gòu)保持彈性狀態(tài)，損傷發(fā)生在指定局部位置，并作為可更換構(gòu)件，便于震后替換和修復；同時，通過設(shè)置剪力連接件保證結(jié)構(gòu)整體性及組合受力性能的充分發(fā)揮。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

一種震后可恢復功能裝配式鋼框架連接節(jié)點，包括框架鋼柱、主體鋼梁、震后可更換耗能連接板和抗掀起齒槽板連接件；所述框架鋼柱包括柱體和外伸短梁，所述柱體和外伸短梁垂直固定連接；所述震后可更換耗能連接板包括上翼緣蓋板、下翼緣蓋板和腹板蓋板，所述外伸短梁的上翼緣與所述主體鋼梁的上翼緣通過上翼緣蓋板固定連接，所述外伸短梁的下翼緣與所述主體鋼梁的下翼緣通過下翼緣蓋板固定連接，所述外伸短梁的腹板與所述主體鋼梁的腹板通過腹板蓋板固定連接；所述主體鋼梁的上翼緣與混凝土樓板通過抗掀起齒槽板連接件固定連接。上述連接方式能夠有效傳遞內(nèi)力，保證結(jié)構(gòu)整體性及組合受力性能的充分發(fā)揮。

優(yōu)選地，所述外伸短梁與主體鋼梁之間留有60mm～90mm的縫隙，所述縫隙采用與主體鋼梁的腹板等厚度的橡膠墊板填充，所述橡膠墊板與腹板蓋板粘接，所述橡膠墊板為高阻尼橡膠。此構(gòu)造措施能夠使得連接具備一定的轉(zhuǎn)動變形能力，保證外伸短梁與主體鋼梁保持彈性，不發(fā)生破壞；同時，“夾心板”能夠使得腹板連接件與高阻尼橡膠墊板共同發(fā)生剪切屈服變形，實現(xiàn)組合耗能和提高結(jié)構(gòu)阻尼的目標。

優(yōu)選地，所述抗掀起齒槽板連接件上設(shè)有L型齒槽，所述抗掀起齒槽板連接件具有L型齒槽的一端朝向混凝土樓板，所述抗掀起齒槽板連接件的另一端與主體鋼梁的上翼緣自動焊接?？拷私M合梁負彎矩區(qū)，所述外伸短梁上不設(shè)置抗掀起齒槽板連接件，避免混凝土板開裂。所述抗掀起齒槽板連接件制作時為一塊矩形鋼板通過激光切割一分為二形成，齒槽間距可根據(jù)貫穿鋼筋布置間距進行設(shè)計，連接件板件厚度可根據(jù)剪力連接要求進行設(shè)計。制作方便，材料利用率更高。且抗掀起齒槽板連接件擁有更好的縱向變形性能和抗拔性能。

優(yōu)選地，所述抗掀起齒槽板連接件的L型齒槽內(nèi)設(shè)有貫穿鋼筋，所述貫穿鋼筋與混凝土樓板內(nèi)的預留鋼筋固定連接。所述貫穿鋼筋從抗掀起齒槽板連接件的L型齒槽內(nèi)穿過，無需在抗掀起齒槽板連接件上打孔。

優(yōu)選地，所述柱體上固定設(shè)有節(jié)點域加勁肋。

優(yōu)選地，所述外伸短梁的長度為外伸短梁的高度的1.0～1.5倍。

優(yōu)選地，所述上翼緣蓋板和下翼緣蓋板的抗拉承載力小于主體鋼梁翼緣的抗拉承載力，所述腹板蓋板的抗剪承載力小于主體鋼梁腹板的抗剪承載力。上翼緣蓋板、下翼緣蓋板和腹板蓋板的厚度及寬度可根據(jù)節(jié)點承載力的不同需求進行調(diào)節(jié)，實現(xiàn)破壞位置和破壞程度均可控的目標。地震作用下，在指定位置形成塑性鉸，主動控制結(jié)構(gòu)破壞和失效機制，有效耗散地震能量；地震結(jié)束后，可直接更換發(fā)生明顯變形和破壞的震后可更換耗能連接板，實現(xiàn)快速修復，使用功能可恢復，降低經(jīng)濟損失。

優(yōu)選地，所述上翼緣蓋板、下翼緣蓋板和腹板蓋板分別通過高強度螺栓與外伸短梁和主體鋼梁固定連接。

優(yōu)選地，所述震后可更換耗能連接板的材質(zhì)為LY100或LY160低屈服點鋼材。由于低屈服點鋼材的屈服強度僅為普通鋼材的1/3～1/2，能夠保證在地震作用下，低屈服點連接板先進入屈服和屈曲狀態(tài)，耗散地震能量，有效起到保險絲作用，保證主體結(jié)構(gòu)保持彈性。同時，低屈服點鋼材具有很好的延性以及耗能能力(其延性為普通鋼材的2～3倍，耗能能力為普通鋼材的1.5～2倍)，在發(fā)生較大變形時也不會發(fā)生突然斷裂，保證節(jié)點及結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。

優(yōu)選地，所述框架鋼柱和主體鋼梁的材質(zhì)為Q345鋼材或高強度鋼材，所述抗掀起齒槽板連接件的材質(zhì)為Q235鋼材或Q345鋼材。

本發(fā)明的有益效果如下：

本發(fā)明的一種震后可恢復功能裝配式鋼框架連接節(jié)點由于采用了以上技術(shù)方案，將裝配式結(jié)構(gòu)和震后可更換理念有機結(jié)合，其各部件均為工廠預制，現(xiàn)場采用高強度螺栓拼裝組裝，充分保證施工質(zhì)量，降低勞動強度，提高結(jié)構(gòu)建設(shè)速度，有利于實現(xiàn)建筑節(jié)能。低屈服點的震后可更換耗能連接板，可僅通過改變連接板寬度和厚度即可達到局部削弱承載力的目的，無需對其進行二次切割或加工，降低施工難度，提高材料利用率。通過在外伸短梁與主體鋼梁之間留有縫隙，并用高阻尼橡膠墊板填充，能夠使得連接具備一定的轉(zhuǎn)動變形能力，保證外伸短梁與主體鋼梁保持彈性，不發(fā)生破壞；同時，“夾心板”能夠使腹板連接件與高阻尼橡膠墊板共同發(fā)生剪切屈服變形，實現(xiàn)組合耗能和提高結(jié)構(gòu)阻尼的目標。采用抗掀起齒槽板連接件來連接主體鋼梁與混凝土樓板，實現(xiàn)更好縱向變形性能的同時，也提高了連接件的抗拔性能，保證組合作用充分發(fā)揮?？瓜破瘕X槽板連接件的L型齒槽位置放置貫穿鋼筋，現(xiàn)場施工方便，避免了傳統(tǒng)的開孔板連接件增設(shè)孔洞，現(xiàn)場穿鋼筋帶來施工麻煩。該抗掀起齒槽板連接件可與主體鋼梁的上翼緣自動焊焊接，在工廠預制完成，速度快，焊接質(zhì)量有保證，提高工作效率。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細的說明。

圖1示出本發(fā)明的一種震后可恢復功能裝配式鋼框架連接節(jié)點的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2示出圖1的A-A剖視圖。

圖3示出圖1的B-B剖視圖。

圖4示出抗掀起齒槽板連接件制作示意圖。

圖中各標記如下：1框架鋼柱，11柱體，12外伸短梁，13節(jié)點域加勁肋，2主體鋼梁，3震后可更換耗能連接板，31上翼緣蓋板，32下翼緣蓋板，33腹板蓋板，4橡膠墊板，5抗掀起齒槽板連接件，6混凝土樓板，7貫穿鋼筋。

具體實施方式

為了更清楚地說明本發(fā)明，下面結(jié)合優(yōu)選實施例和附圖對本發(fā)明做進一步的說明。附圖中相似的部件以相同的附圖標記進行表示。本領(lǐng)域技術(shù)人員應當理解，下面所具體描述的內(nèi)容是說明性的而非限制性的，不應以此限制本發(fā)明的保護范圍。

如圖1-圖3所示，一種震后可恢復功能裝配式鋼框架連接節(jié)點，包括框架鋼柱1、主體鋼梁2、震后可更換耗能連接板3和抗掀起齒槽板連接件5。

所述框架鋼柱1包括柱體11和外伸短梁12，所述柱體11和外伸短梁12垂直固定連接。所述柱體11上固定設(shè)有節(jié)點域加勁肋13。所述外伸短梁12的長度為外伸短梁12的高度的1.0～1.5倍。

所述震后可更換耗能連接板3包括上翼緣蓋板31、下翼緣蓋板32和腹板蓋板33，所述外伸短梁12的上翼緣與所述主體鋼梁2的上翼緣通過上翼緣蓋板31采用高強度螺栓固定連接，所述外伸短梁12的下翼緣與所述主體鋼梁2的下翼緣通過下翼緣蓋板31采用高強度螺栓固定連接，所述外伸短梁12的腹板與所述主體鋼梁2的腹板通過腹板蓋板33采用高強度螺栓固定連接。所述上翼緣蓋板31和下翼緣蓋板32的抗拉承載力小于主體鋼梁2翼緣的抗拉承載力，所述腹板蓋板33的抗剪承載力小于主體鋼梁2腹板的抗剪承載力。上翼緣蓋板31、下翼緣蓋板32和腹板蓋板33的寬度及厚度可根據(jù)具體所需承載力削弱程度進行設(shè)計。

所述主體鋼梁2的上翼緣與混凝土樓板6通過抗掀起齒槽板連接件5固定連接。所述抗掀起齒槽板連接件5上設(shè)有L型齒槽，所述抗掀起齒槽板連接件5具有L型齒槽的一端朝向混凝土樓板6，所述抗掀起齒槽板連接件5的另一端與主體鋼梁2的上翼緣自動焊接。所述抗掀起齒槽板連接件5的L型齒槽內(nèi)設(shè)有貫穿鋼筋7，所述貫穿鋼筋7與混凝土樓板6內(nèi)的預留鋼筋固定連接。

所述外伸短梁12與主體鋼梁2之間留有60mm～90mm縫隙，所述縫隙采用橡膠墊板4填充，所述橡膠墊板4與腹板蓋板33粘接，所述橡膠墊板4為高阻尼橡膠。

所述震后可更換耗能連接板3可采用LY100或LY160低屈服點鋼材。所述框架鋼柱1和主體鋼梁2可采用Q345鋼材或高強度鋼材，所述抗掀起齒槽板連接件5可采用Q235鋼材或Q345鋼材。

具體施工過程如下：

在工廠，首先，將柱體11、外伸短梁12以及節(jié)點域加勁肋13焊接成預制的框架鋼柱1；將一塊矩形鋼板按照圖4中所示的抗掀起齒槽板連接件制作示意圖的方式，通過激光切割一分為二，形成具有倒L型齒槽的抗掀起齒槽板連接件5；抗掀起齒槽板連接件5與主體鋼梁2的上翼緣采用自動焊焊接；震后可更換耗能連接板3根據(jù)承載力需求，切割成所需矩形板件；高阻尼的橡膠墊板4根據(jù)外伸短梁12與主體鋼梁2之間預留的縫隙，切割成所需要的矩形板件；所有需要現(xiàn)場螺栓連接的部位預先打孔。

在現(xiàn)場，首先，將框架鋼柱1安裝就位后，采用高強度螺栓先將外伸短梁12與主體鋼梁2通過震后可更換耗能腹板蓋板33連接；在外伸短梁12與主體鋼梁2之間預留的縫隙中填充高阻尼的橡膠墊板4，并將高阻尼的橡膠墊板4與腹板蓋板33粘接；然后，采用高強度螺栓先將外伸短梁12的上翼緣與所述主體鋼梁2的上翼緣通過上翼緣蓋板31連接，采用高強度螺栓先將外伸短梁12的下翼緣與所述主體鋼梁2的下翼緣通過下翼緣蓋板32連接；在抗掀起齒槽板連接件5的L型齒槽位置放置貫穿鋼筋7。放置預制的混凝土樓板6，將貫穿鋼筋7與預制的混凝土樓板6的預留鋼筋焊接，隨后，即可直接澆筑主體鋼梁2上部現(xiàn)澆混凝土部分，無需支模。

顯然，本發(fā)明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定，對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動，這里無法對所有的實施方式予以窮舉，凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引申出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之列。