一种带FRP的可恢复功能装配式防屈曲梁柱节点连接装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种带FRP的可恢复功能装配式防屈曲梁柱节点连接装置，属于结构工程领域。节点连接装置的焊接部分均在工厂内完成，焊缝精度和质量更易控制，可提高施工速度和施工质量。本发明专利技术的节点为梁端加强及翼缘盖板连接削弱并用型节点，可实现多重耗能机理，将塑性铰转移到翼缘盖板上，震后仅需通过更换连接板即可实现结构的功能恢复。梁受力发生转动时，塑性铰首先出现在翼缘盖板狗骨削弱位置处，盖板发生变形，将促使FRP环向应变增长，反过来约束翼缘盖板变形，提高转动部位的抗弯承载力和变形能力。

【技术实现步骤摘要】
一种带FRP的可恢复功能装配式防屈曲梁柱节点连接装置
本专利涉及一种带FRP的可恢复功能装配式防屈曲梁柱节点连接装置，属于结构工程

技术介绍
近年来，装配式钢结构拥有良好的发展前景。装配式钢结构作为全寿命周期的绿色建筑，具有标准化设计、工厂化生产、装配化施工、一体化装修，信息化管理等特点。大力推广装配式钢结构建筑，可以减少建筑垃圾和建筑扬尘污染，缩短建造工期，提升工程质量，消化钢铁过剩产能，形成钢材战略储备。目前，装配式钢结构建筑体系已成为建筑钢结构发展的新方向和新趋势。现有的多高层公共建筑及住宅建筑，一旦发生地震损伤，将导致建筑终止使用，对社会经济恢复和人民群众生活将造成严重影响，震后的修复工作更是费时费力。如何通过合理的设计，既能保证结构在地震中的抗倒塌能力，又可降低结构震后修复加固的经济成本和时间成本，实现建筑结构的震后功能可快速恢复，是结构抗震研究的重点问题。为此，本专利技术提出一种带FRP的可恢复功能装配式防屈曲梁柱节点连接装置，该装置由一个带悬臂梁段的方钢管柱、一个槽钢梁段、一组连接装置和一组FRP组成；所述的带悬臂梁段的方钢管柱包括一个悬臂梁段、一个上方钢管柱、一个中方钢管柱、一个下方钢管柱，中方钢管柱焊接在悬臂梁段上，上方钢管柱和下方钢管柱分别焊接在中方钢管柱的上端和下端，悬臂梁段由一个上部方状环形隔板、一个下部方状环形隔板及悬臂梁段腹板焊接而成；其中，上部方状环形隔板与下部方状环形隔板分为三部分，分别为方状圆环部分、圆弧连接段部分、翼缘段部分；方状圆环部分作为节点域的加强部分、圆弧连接段部分作为梁端部加腋部分、翼缘段部分作为与槽钢梁段的拼接部分；上部方状环形隔板、下部方状环形隔板的内方尺寸均小于方钢管柱内方尺寸，外方尺寸均大于方钢管柱外方尺寸，且方状环形隔板厚度大于槽钢梁段翼缘厚度；所述的槽钢梁段由两段槽钢拼装而成，通过高强螺栓群将两段槽钢腰部连接在一起；所述中方钢管柱的壁厚应大于上方钢管柱和下方钢管柱的壁厚，所述方状环形隔板厚度与槽钢梁段翼缘厚度之比应大于1.3，以实现对柱节点域及悬臂梁段的有效加强；带悬臂梁段的方钢管柱和槽钢梁段通过连接装置连接，FRP是由多股连续纤维胶合后，经过特定加工得到的一种材料，FRP绕悬臂梁段和槽钢梁段连接位置处缠绕数圈，并覆盖上翼缘外盖板、下翼缘外盖板狗骨削弱位置。连接装置中的上翼缘外盖板和下翼缘外盖板设置成圆弧狗骨削弱区或者开洞剪切削弱区，狗骨削弱区和开洞削弱区的尺寸根据实际情况设计。框架梁与柱通过悬臂梁段的连接方式，可以利用自身构造特点使塑性铰位置从柱面外移，并且利用高强螺栓的滑移进行耗能。
技术实现思路
本专利技术提出一种带FRP的可恢复功能装配式防屈曲梁柱节点连接装置，属于结构工程领域。本专利技术的节点连接装置焊接部分均在工厂内完成，其焊缝精度和质量更易控制，现场只采用高强螺栓和拼接板对方钢管带悬臂梁段的及槽钢梁段进行装配，螺栓的紧固工作方便快捷，施工速度与施工质量均提高，适应装配式钢结构的发展。一种带FRP的可恢复功能装配式防屈曲梁柱节点连接装置，其特征在于：由一个带悬臂梁段的方钢管柱、一个槽钢梁段、一组连接装置组成和一组FRP组成；该连接装置是一种震后可恢复功能的连接装置；翼缘采用单翼缘盖板连接形式，通过合理参数设计使得塑性破坏发生在拼接区，而悬臂梁段和槽钢梁段基本保持弹性，震后只需替换连接装置即可恢复主体结构的使用功能；该连接装置不仅利用翼缘盖板失稳，达到塑性铰外移的目的，确保梁柱等主要构件处于弹性状态，同时在梁受力发生转动时，盖板发生变形，将促使FRP环向应变增长，反过来约束翼缘盖板变形，确保节点的承载力，提升节点承载能力及耗能能力；所述的带悬臂梁段的方钢管柱包括一个悬臂梁段、一个上方钢管柱、一个中方钢管柱、一个下方钢管柱，中方钢管柱焊接在悬臂梁段上，上方钢管柱和下方钢管柱分别焊接在中方钢管柱的上端和下端，悬臂梁段由一个上部方状环形隔板、一个下部方状环形隔板及悬臂梁段腹板焊接而成；其中，上部方状环形隔板与下部方状环形隔板分为三部分，分别为方状圆环部分、圆弧连接段部分、翼缘段部分；方状圆环部分作为节点域的加强部分、圆弧连接段部分作为梁端部加腋部分、翼缘段部分作为与槽钢梁段的拼接部分；上部方状环形隔板、下部方状环形隔板的内方尺寸均小于方钢管柱内方尺寸，外方尺寸均大于方钢管柱外方尺寸，且方状环形隔板厚度大于槽钢梁段翼缘厚度；所述的槽钢梁段由两段槽钢拼装而成，通过高强螺栓群将两段槽钢腰部连接在一起，有利于装配式结构的发展；所述的带悬臂梁段与槽钢梁段之间的连接装置由一片上翼缘外盖板、一片下翼缘外盖板、两个一字型腹板剪切件和高强螺栓群组成。所述中方钢管柱的壁厚应大于上方钢管柱和下方钢管柱的壁厚，所述方状环形隔板厚度与槽钢梁段翼缘厚度之比应大于1.3，以实现对柱节点域及悬臂梁段的有效加强；带悬臂梁段的方钢管柱和槽钢梁段通过连接装置连接；FRP是由多股连续纤维胶合后，经过特定加工得到的一种材料，FRP绕悬臂梁段和槽钢梁段连接位置处缠绕数圈，并覆盖上翼缘外盖板、下翼缘外盖板狗骨削弱位置。连接装置中的上翼缘外盖板和下翼缘外盖板设置成圆弧狗骨削弱区或者开洞剪切削弱区，狗骨削弱区和开洞削弱区的尺寸根据实际情况设计。本专利的优点主要表现在以下几个方面：1、本专利技术的带悬臂梁柱的焊接连接，由工厂加工完成，不但便于制作而且焊缝精度和质量都能得到保证；槽钢梁段由两段槽钢拼装而成，通过高强螺栓群将两段槽钢腰部连接在一起，结构主要部件都通过高强螺栓连接，有利于装配式结构的发展2、该连接装置是一种震后可恢复功能的连接装置，翼缘采用单翼缘盖板连接形式，通过合理参数设计使得塑性破坏发生在拼接区，而悬臂梁段和槽钢梁段基本保持弹性，震后只需替换连接装置即可恢复主体结构的使用功能。3、利用防屈曲的理念，在梁受力发生转动时，盖板发生变形，将促使FRP环向应变增长，反过来约束翼缘盖板变形，确保了梁的承载力，提升了梁的承载能力及耗能能力；该梁柱节点连接装置不仅利用翼缘盖板失稳，达到塑性铰外移的目的，确保梁柱等主要构件处于弹性状态，同时又限制翼缘盖板变形，确保梁具有必要的承载力，提升梁的承载能力及耗能能力。附图说明图1为一种带FRP的可恢复功能装配式防屈曲梁柱节点连接装置的构造形式的三维图；图2为一种带FRP的可恢复功能装配式防屈曲梁柱节点连接装置的构造形式的三维现场安装图；图3为一种带FRP的可恢复功能装配式防屈曲梁柱节点连接装置的构造形式的正视图；图4为一种带FRP的可恢复功能装配式防屈曲梁柱节点连接装置的构造形式的侧视图；图5为一种带FRP的可恢复功能装配式防屈曲梁柱节点连接装置的构造形式的俯视图；图6为一种带FRP的可恢复功能装配式防屈曲梁柱节点连接装置的上翼缘外盖板和下翼缘外盖板构造形式的俯视图。具体实施方式下面结合附图，详细说明本专利的实施方式。如图1-5所示，一种带FRP的可恢复功能装配式防屈曲梁柱节点连接装置包括以下部件：1——上方钢管柱；2——中方钢管柱；3——下方钢管柱；4——上部方状环形隔板；5——下部方状环形隔板；6——悬臂梁段腹板；7——一字型腹板剪切件；8——上翼缘外盖板；9——下翼缘外盖板；10——槽钢；11——FRP。如图1-5所示，带悬臂梁段方钢管柱由本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带FRP的可恢复功能装配式防屈曲梁柱节点连接装置，其特征在于：由一个带悬臂梁段的方钢管柱、一个槽钢梁段、一组连接装置和一组FRP组成；所述的带悬臂梁段的方钢管柱包括一个悬臂梁段、一个上方钢管柱、一个中方钢管柱、一个下方钢管柱，中方钢管柱焊接在悬臂梁段上，上方钢管柱和下方钢管柱分别焊接在中方钢管柱的上端和下端，悬臂梁段由一个上部方状环形隔板、一个下部方状环形隔板及悬臂梁段腹板焊接而成；其中，上部方状环形隔板和下部方状环形隔板都分为三部分，分别为方状圆环部分、圆弧连接段部分、翼缘段部分；方状圆环部分作为节点域的加强部分、圆弧连接段部分作为梁端部加腋部分、翼缘段部分作为与槽钢梁段的拼接部分；上部方状环形隔板、下部方状环形隔板的内方尺寸均小于方钢管柱内方尺寸，外方尺寸均大于方钢管柱外方尺寸，且方状环形隔板厚度大于槽钢梁段翼缘厚度；所述的槽钢梁段由两段槽钢拼装而成，通过高强螺栓群将两段槽钢腰部连接在一起；所述中方钢管柱的壁厚应大于上方钢管柱和下方钢管柱的壁厚，所述方状环形隔板厚度与槽钢梁段翼缘厚度之比应大于1.3，以实现对柱节点域及悬臂梁段的有效加强；带悬臂梁段的方钢管柱和槽钢梁段通过连接装置连接；所述的带悬臂梁段与槽钢梁段之间的连接装置由一片上翼缘外盖板、一片下翼缘外盖板、两个一字型腹板剪切件和高强螺栓群组成，上翼缘外盖板紧贴槽钢梁段和悬臂梁段上翼缘，下翼缘外盖板紧贴槽钢梁段和悬臂梁段下翼缘；在悬臂梁段和槽钢梁段连接位置处，上翼缘外盖板和下翼缘外盖存在狗骨削弱区，FRP绕悬臂梁段和槽钢梁段连接位置处缠绕数圈，并覆盖上翼缘外盖板、下翼缘外盖板狗骨削弱位置。...

【技术特征摘要】
1.一种带FRP的可恢复功能装配式防屈曲梁柱节点连接装置，其特征在于：由一个带悬臂梁段的方钢管柱、一个槽钢梁段、一组连接装置和一组FRP组成；所述的带悬臂梁段的方钢管柱包括一个悬臂梁段、一个上方钢管柱、一个中方钢管柱、一个下方钢管柱，中方钢管柱焊接在悬臂梁段上，上方钢管柱和下方钢管柱分别焊接在中方钢管柱的上端和下端，悬臂梁段由一个上部方状环形隔板、一个下部方状环形隔板及悬臂梁段腹板焊接而成；其中，上部方状环形隔板和下部方状环形隔板都分为三部分，分别为方状圆环部分、圆弧连接段部分、翼缘段部分；方状圆环部分作为节点域的加强部分、圆弧连接段部分作为梁端部加腋部分、翼缘段部分作为与槽钢梁段的拼接部分；上部方状环形隔板、下部方状环形隔板的内方尺寸均小于方钢管柱内方尺寸，外方尺寸均大于方钢管柱外方尺寸，且方状环形隔板厚度大于槽钢梁段翼缘厚度；所述的槽钢梁段由两段槽钢拼装而成，通过高强螺栓群将两段槽钢腰部连接在一起；所述中方钢管柱的壁厚应大于上方钢管柱和下方钢管柱的壁厚，所述方状环形隔板厚度与槽钢梁段翼缘厚度之比...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜子钦，周宝儒，杨晓峰，康轶涛，申存杰，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11