一種可恢復功能的裝配式角鋼桁架梁柱節點連接裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種可恢復功能的裝配式角鋼桁架梁柱節點連接裝置，屬于結構工程領域。該震后可恢復功能的裝配式角鋼桁架梁柱節點連接裝置由方鋼管柱、普通桁架梁段及連接裝置組成。本發明專利技術的節點連接裝置焊接部分均在工廠內完成，實現現場裝配，施工速度與施工質量大大提高，桁架梁的空間結構利于管線貫穿；桁架梁可與樓板在工廠組裝成型，形成模塊化裝配單元，而后在施工現場各裝配單元通過桁架梁與帶懸臂梁段方鋼管柱實現裝配連接。本發明專利技術的節點為梁端加強及蓋板連接削弱并用型節點，可實現螺栓摩擦滑移與蓋板、連接板、螺栓塑性變形的三重耗能，將塑性鉸轉移到蓋板及連接板上，震后僅需通過更換連接板來實現結構的功能恢復。

Assembly type angle steel truss beam column joint joint device capable of restoring function

The invention relates to an assembly type angle steel truss beam column joint connection device capable of restoring function, belonging to the field of structural engineering. The assembled angle steel truss beam column joint connection device after the earthquake can be composed of a square steel pipe column, an ordinary truss beam section and a connecting device. The welding parts are completed in a factory device is connected with the node of the invention, to achieve on-site assembly, the construction speed and construction quality is greatly improved and the space structure of truss beam for pipelines through truss beam; forming and can be assembled in the factory floor, forming a modular assembly unit, and then in the assembly unit construction site by truss beam and cantilever beam tube steel column assembly connection. The node of the invention is connected with joints for weakening and strengthening and cover, can realize the bolt friction slip and a cover plate and a connecting plate, three energy bolts of plastic deformation, the plastic hinge to the cover plate and the connecting plate, after the earthquake, only by replacing the connection plate to achieve the function of the structure recovery.

【技術實現步驟摘要】
一種可恢復功能的裝配式角鋼桁架梁柱節點連接裝置
本專利技術涉及一種可恢復功能的裝配式角鋼桁架梁柱節點連接裝置，屬于結構工程

技術介紹
我國每年城鄉新建房屋面積20億平方米，其中80％以上為高能耗建筑，我國單位建筑面積能耗是發達國家的2倍以上。據中國鋼協統計，2011年我國鋼產量突破7億噸大關，連續16年穩居世界各國鋼產量首位，發達國家鋼結構建筑面積占總建筑面積50％以上，日本占到80％，而我國不到4％。中國作為世界上建筑規模、鋼材產量最大的國家，房屋鋼結構的發展嚴重滯后。我國的建筑產業也正在向工業化與現代化進軍，主要體現在五個方面：一是建筑設計標準化，二是部件生產工廠化，三是現場施工裝配化，四是結構裝修一體化，五是過程管理信息化。我國地震活動頻度高、強度大、震源淺、分布廣，是一個震災嚴重的國家。現有的多高層公共建筑及住宅建筑，一旦發生地震損傷，將導致建筑終止使用，對社會經濟恢復和人民群眾生活將造成嚴重影響，同時部分建筑震后停業導致的經濟損失還可能超過建筑結構本身的經濟價值。實現建筑結構的震后功能可快速恢復，是結構抗震研究的前沿熱點問題。因此，亟需研發適用于建筑產業化且震后可恢復功能的新型裝配式梁柱節點，使結構從整體損傷向局部可更換構件損傷轉變，從難以修復甚至不可修復結構向可快速修復結構轉變，從單一追求結構抗倒塌能力向兼顧結構震后可恢復功能轉變，以求充分發揮裝配式鋼結構建筑性能的優越性，促進工業化裝配式鋼結構建筑的應用推廣
技術實現思路
。為此，本專利技術提出了一種屬于結構工程
的震后可恢復功能的裝配式角鋼桁架梁。其目的在于在鋼結構體系的生產和施工中，將模塊化，工廠化，標準化，裝配化和可恢復功能化相結合，實現了工廠化生產，現場快速裝配，在保證施工質量的前提下，提高了施工速度，減少了施工工期，并且更換局部構件便可實現結構的快速修復，而不是完全單一的追求結構的抗倒塌能力，進而充分發揮裝配式鋼結構自身優勢，大幅度降低了工程造價。同時，兩個桁架梁的拼接便于實現桁架梁與樓板工廠組裝成型形成模塊化裝配單元，而后在施工現場各裝配單元通過桁架梁與帶懸臂梁段方鋼管柱實現裝配連接。本專利技術提出一種可恢復功能的裝配式角鋼桁架梁柱節點連接裝置，由帶懸臂梁段方鋼管柱、普通桁架梁段及兩者的連接裝置組成。帶懸臂梁段方鋼管柱由上方鋼管柱，中方鋼管柱，下方鋼管柱，上部矩形隔板，下部矩形隔板及懸臂梁段腹板焊接而成。上方鋼管柱、中方鋼管柱分別與上部矩形隔板焊接；下方鋼管柱、中方鋼管柱分別與下部矩形隔板焊接；懸臂梁段腹板分別與上部矩形隔板、中方鋼管柱及下部矩形隔板焊接。普通桁架梁段由角鋼及連接板焊接而成。帶懸臂梁段方鋼管柱與普通桁架梁段之間的連接裝置包括蓋板、連接板、墊板及高強螺栓。
技術實現思路
本專利技術提出一種可恢復功能的裝配式角鋼桁架梁柱節點連接裝置，其目的在于克服現有技術的缺陷，滿足節點各項力學性能，提高結構體系的剛度、穩定性、承載力及震后修復能力，實現節點剛性連接，提高結構的裝配化程度，提升構件的拼裝速度，充分適應多高層裝配式鋼結構體系的要求與特點。一種震后可恢復功能的裝配式角鋼桁架梁，由帶懸臂梁段的方鋼管柱、普通桁架梁段及兩者的連接裝置組成；帶懸臂梁段的方鋼管柱由上方鋼管柱，中方鋼管柱，下方鋼管柱，上部矩形隔板，下部矩形隔板及懸臂梁段腹板焊接而成。上方鋼管柱、中方鋼管柱分別與上部矩形隔板焊接；下方鋼管柱、中方鋼管柱分別與下部矩形隔板焊接；懸臂梁段腹板分別與上部矩形隔板、中方鋼管柱及下部矩形隔板焊接。其中，上部矩形隔板與下部矩形隔板可分為三部分，分別為矩形部分、圓弧連接段部分、翼緣段部分。矩形部分作為節點域的加強部分、圓弧連接段部分作為梁端部加腋部分、翼緣段部分作為與普通梁段的拼接部分。上部矩形隔板、下部矩形隔板的內側尺寸均小于方鋼管柱內側尺寸，外側尺寸均大于方鋼管柱外側尺寸，且矩形隔板厚度可大于普通梁段翼緣厚度。普通桁架梁段由普通角鋼、連接板和高強螺栓組成。普通桁架梁是由兩個完全相同的桁架梁通過高強螺栓拼接而成，桁架梁能與樓板在工廠組裝成型，形成模塊化裝配單元，而后在施工現場各裝配單元通過桁架梁與帶懸臂梁段方鋼管柱實現裝配連接；桁架梁的上翼緣是上普通角鋼的長肢邊，該角鋼的短肢邊充當桁架梁的部分腹板，桁架梁的下翼緣是下普通角鋼的長肢邊，該角鋼的短肢邊充當桁架梁的部分腹板；桁架梁兩端是由連接板焊接連接上下翼緣；一定數量的普通角鋼通過焊接共同組成了桁架梁的腹板部分。帶懸臂梁段方鋼管柱與普通桁架梁段之間的連接裝置由上下翼緣蓋板，上下翼緣連接板，上下翼緣墊板，腹板剪切板以及腹板墊板組成；上翼緣蓋板、上翼緣連接板和上部矩形隔板、普通梁段通過單排或多排螺栓群連接；下翼緣蓋板、下翼緣連接板和下部矩形隔板、普通梁段通過單排或多排螺栓群連接；腹板剪切板、腹板墊板和懸臂梁段腹板、普通梁段端板之間通過單排或多排螺栓群連接。連接裝置在施工安裝時，先將下翼緣蓋板通過螺栓群與下部矩形隔板連接，將桁架梁放置在外伸下翼緣蓋板上，再將下翼緣連接板和下翼緣隔板通過螺栓群與下部環形隔板和桁架梁的下翼緣連接，通過螺栓群將腹板剪切板和腹板墊板同懸臂梁段腹板和普通桁架梁段連接板連接，然后，將上翼緣蓋板通過螺栓群分別與上部矩形隔板、桁架梁連接，最后，將上翼緣連接板和上翼緣隔板通過螺栓群與上部矩形隔板和桁架梁的下翼緣連接。連接裝置通過上下翼緣蓋板、上下翼緣連接板、上下翼緣墊板將矩形隔板和普通桁架梁段翼緣連接。連接裝置替換成翼緣單剪連接形式，將第一上翼緣連接板、第二上翼緣連接板、第一下翼緣連接板、第二下翼緣連接板、第一上翼緣墊板、第二上翼緣墊板、第一下翼緣墊板和第二下翼緣墊板去除來實現。方鋼管柱管內中空，或澆筑混凝土，方鋼管柱能替換成圓鋼管柱。連接裝置的上下翼緣蓋板和上下翼緣連接板不設置狗骨削弱區，或者設置成圓弧狗骨削弱區或平狗骨削弱區。本專利的優點主要表現在以下幾個方面：1、不僅能夠適應現行的裝配式鋼結構體系，并且可以通過拼接節點設計較弱與增加矩形隔板的厚度共同作用而達到耗能與塑性鉸外移的目的，而無需采取加設拼接板、加勁肋及邊板等梁端加強措施，降低了施工難度，避免了多條焊縫的復雜應力場。2、懸臂梁段與桁架梁段的上下翼緣均采用蓋板和連接板的連接方式，故可先將下翼緣蓋板和連接板與下部矩形隔板栓接，普通桁架梁段可搭在帶懸臂梁段方鋼管柱下部矩形隔板上，降低了吊裝難度，加快了施工進度，易于現場拼裝定位。3、此節點還可以通過調整上部矩形隔板與下部矩形隔板厚度、螺栓數量等設計參數，將塑性鉸轉移到可更換的翼緣連接板上，實現螺栓摩擦滑移及連接板塑性變形的雙重耗能，提高節點的延性以及轉動能力，確保帶懸臂梁段方鋼管柱及普通桁架梁段無損壞或輕微損壞，震后只需更換蓋板、連接板、墊板、腹板剪切板和高強螺栓即可達到震后可恢復功能的效果，保護人員的生命安全。4、普通桁架梁的拼裝，可實現利用桁架梁的空間特點實現管線在樓板的貫穿，極大的發揮了梁自身的結構優勢；同時，兩個桁架梁的拼接便于實現桁架梁與樓板工廠組裝成型形成模塊化裝配單元，而后在施工現場各裝配單元通過桁架梁與帶懸臂梁段方鋼管柱實現裝配連接。附圖說明圖1為一種可恢復功能的裝配式角鋼桁架梁柱節點連接裝置的構造形式的三維圖；圖2為一種可恢復功能的裝配式角鋼本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種可恢復功能的裝配式角鋼桁架梁柱節點連接裝置，其特征在于：由帶懸臂梁段方鋼管柱、普通桁架梁段及兩者的連接裝置組成；所述的帶懸臂梁段方鋼管柱由上方鋼管柱、中方鋼管柱、下方鋼管柱、上部矩形隔板、下部矩形隔板及懸臂梁段腹板焊接而成；上方鋼管柱、中方鋼管柱分別與上部矩形隔板焊接；下方鋼管柱、中方鋼管柱分別與下部矩形隔板焊接；懸臂梁段腹板四周分別與上部矩形隔板、中方鋼管柱及下部矩形隔板焊接；其中，上部矩形隔板與下部矩形隔板分為三部分，分別為矩形部分、圓弧連接段部分、翼緣段部分；矩形部分作為節點域的加強部分，圓弧連接段部分作為梁端部加腋部分，翼緣段部分作為與普通桁架梁段翼緣的連接部分；上方鋼管柱、中方鋼管柱、下方鋼管柱統稱為方鋼管柱；上部矩形隔板、下部矩形隔板的內環尺寸均小于方鋼管柱內環尺寸，外環尺寸均大于方鋼管柱外環尺寸，且上部矩形隔板、下部矩形隔板厚度均大于普通桁架梁段翼緣厚度；所述的普通桁架梁是由兩個完全相同的桁架梁通過高強螺栓拼接而成，桁架梁由角鋼焊接而成，桁架梁可與樓板在工廠組裝成型，形成模塊化裝配單元，而后在施工現場各裝配單元通過桁架梁與帶懸臂梁段方鋼管柱實現裝配連接；所述的帶懸臂梁段方鋼管柱與普通桁架梁段之間的連接裝置包括上下翼緣蓋板、上下翼緣連接板、上下翼緣墊板、腹板剪切板、腹板墊板及高強螺栓；其中，上翼緣蓋板、上翼緣連接板、上翼緣墊板和上部矩形隔板、普通桁架梁段上翼緣通過單排或多排螺栓群連接；下翼緣蓋板、下翼緣連接板、下翼緣墊板和下部矩形隔板、普通桁架梁段下翼緣通過單排或多排螺栓群連接；腹板剪切板和懸臂梁段腹板、普通桁架梁段連接板通過單排或多排螺栓群連接。...

【技術特征摘要】
1.一種可恢復功能的裝配式角鋼桁架梁柱節點連接裝置，其特征在于：由帶懸臂梁段方鋼管柱、普通桁架梁段及兩者的連接裝置組成；所述的帶懸臂梁段方鋼管柱由上方鋼管柱、中方鋼管柱、下方鋼管柱、上部矩形隔板、下部矩形隔板及懸臂梁段腹板焊接而成；上方鋼管柱、中方鋼管柱分別與上部矩形隔板焊接；下方鋼管柱、中方鋼管柱分別與下部矩形隔板焊接；懸臂梁段腹板四周分別與上部矩形隔板、中方鋼管柱及下部矩形隔板焊接；其中，上部矩形隔板與下部矩形隔板分為三部分，分別為矩形部分、圓弧連接段部分、翼緣段部分；矩形部分作為節點域的加強部分，圓弧連接段部分作為梁端部加腋部分，翼緣段部分作為與普通桁架梁段翼緣的連接部分；上方鋼管柱、中方鋼管柱、下方鋼管柱統稱為方鋼管柱；上部矩形隔板、下部矩形隔板的內環尺寸均小于方鋼管柱內環尺寸，外環尺寸均大于方鋼管柱外環尺寸，且上部矩形隔板、下部矩形隔板厚度均大于普通桁架梁段翼緣厚度；所述的普通桁架梁是由兩個完全相同的桁架梁通過高強螺栓拼接而成，桁架梁由角鋼焊接而成，桁架梁可與樓板在工廠組裝成型，形成模塊化裝配單元，而后在施工現場各裝配單元通過桁架梁與帶懸臂梁段方鋼管柱實現裝配連接；所述的帶懸臂梁段方鋼管柱與普通桁架梁段之間的連接裝置包括上下翼緣蓋板、上下翼緣連接板、上下翼緣墊板、腹板剪切板、腹板墊板及高強螺栓；其中，上翼緣蓋板、上翼緣連接板、上翼緣墊板和上部矩形隔板、普通桁架梁段上翼緣通過單排或多排螺栓群連接；下翼緣蓋板、下翼緣連接板...

【專利技術屬性】
技術研發人員：姜子欽，李超，張愛林，吳穎霞，牟俊霖，
申請(專利權)人：北京工業大學，
類型：發明
國別省市：北京,11