可更换构件的梁柱连接节点及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种可更换构件的梁柱连接节点，包括管柱和工字型梁，工字型梁两端的上下翼缘上均开设有第一槽孔；管柱上水平设置有两外环板，两外环板间竖直设置有环板腹板，所外环板上开设有第二槽孔；外环板外壁和工字型梁翼缘外壁上设置有耗能盖板，耗能盖板上开设有第一通孔，耗能盖板与所述工字型梁通过穿过第一槽孔和第一通孔的高强螺栓连接，耗能盖板上还开设有第二通孔，耗能盖板与外环板通过穿过第二槽孔和第二通孔的高强螺栓连接。本发明专利技术还公开了上述可更换构件的梁柱连接节点的施工方法。本发明专利技术可解决对建筑破坏损伤部位快速更换问题，并且安装方便，施工简单，节省材料，降低费用。

【技术实现步骤摘要】
可更换构件的梁柱连接节点及其施工方法
本专利技术涉及建筑工程领域。更具体地说，本专利技术涉及一种可更换构件的梁柱连接节点及其施工方法。
技术介绍
美国和日本在2019年地震工程会议上提出未来地震工程研究的大方向—“可恢复功能城市”。实现震后结构震害的快速修复和建筑功能的快速恢复成为城市建设的基础要求和重要研究方向之一。具有快速恢复功能的结构，在震后，节点部分通过简单修复甚至无需修复，其性能便可恢复如初。直接减少震害损失，缩短整体结构的震后修复时间。通过将可更换构件设置在该结构恰当位置，能够实现结构可恢复的终极目标。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术还有一个目的是提供一种可更换构件的梁柱连接节点及其施工方法，可解决对建筑破坏损伤部位快速更换问题，并且安装方便，施工简单，节省材料，降低费用。对破坏后的修复施工有利，减少了施工费用，提高了施工的效率。在地震中，可聚集塑性变形破坏在此耗能构件上同时耗散消耗大量地震输入结构的能量，梁中不可更换的部件仍在弹性状态。震后该类结构形式具有很好的控制损伤能力，因此只需要快速替换耗能构件便可使得结构性能恢复到震前水平。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种可更换构件的梁柱连接节点，其包括管柱和架设于管柱间的工字型梁，所述工字型梁两端的上下翼缘上均开设有沿工字型梁长度方向的第一槽孔：所述管柱上与所述工字型梁上下翼缘相对处各水平设置有一外环板，两外环板间竖直设置有环板腹板，所述外环板上开设有沿工字型梁长度方向的第二槽孔；其中，所述外环板和所述工字型梁间留有间隙，所述外环板外壁和所述工字型梁翼缘外壁上设置有耗能盖板，所述耗能盖板上开设有与所述第一槽孔相对的第一通孔，所述耗能盖板与所述工字型梁通过穿过第一槽孔和第一通孔的高强螺栓连接，所述耗能盖板上还开设有与所述第二槽孔相对的第二通孔，所述耗能盖板与所述外环板通过穿过第二槽孔和第二通孔的高强螺栓连接。优选的是，所述工字型梁两端的腹板上开设有沿工字型梁长度方向的第三槽孔；所述环板腹板上开设有沿工字型梁长度方向的第四槽孔；其中，所述环板腹板上和所述工字型梁腹板外设置有单剪板，所述单剪板上开设有与所述第三槽孔相对的第三通孔，所述单剪板与所述工字型梁腹板通过穿过第三槽孔和第三通孔的高强螺栓连接，所述单剪板上还开设有与所述第四槽孔相对的第四通孔，所述单剪板与所述环板腹板通过穿过第四槽孔和第四通孔的高强螺栓连接。优选的是，所述工字型梁腹板靠近两端的板面上还垂直设置有加劲肋。优选的是，所述耗能盖板中部开设有栅格孔，且耗能盖板上开设栅格孔的区域的宽度为工字型梁翼缘宽度的80～90％，耗能盖板上开设栅格孔的区域的长度为所述外环板和所述工字型梁间距的1.5～2倍。优选的是，所述耗能盖板中部的厚度小于所述耗能盖板其他部分的厚度。优选的是，所述耗能盖板所用的材料为低屈服高延性材料，且采用等强度原则与所述管柱及工字型梁连接。优选的是，所述外环板的厚度比所述工字型梁翼缘厚3～5mm，所述环板腹板的厚度与工字型梁腹板的厚度相同，所述单剪板的厚度与所述工字型梁腹板的厚度相同。优选的是，所述第一槽孔的宽度及第一通孔的直径均与设于第一槽孔和第一通孔中的高强螺栓的直径相匹配，所述第一槽孔的长度大于设于第一槽孔和第一通孔中的高强螺栓的直径，所述第二槽孔的宽度及第二通孔的直径均与设于第二槽孔和第二通孔中的高强螺栓的直径相匹配，所述第二槽孔的长度大于设于第二槽孔和第二通孔中的高强螺栓的直径，所述第三槽孔的宽度及第三通孔的直径均与设于第三槽孔和第三通孔中的高强螺栓的直径相匹配，所述第三槽孔的长度大于设于第三槽孔和第三通孔中的高强螺栓的直径，所述第四槽孔的宽度及第四通孔的直径均与设于第四槽孔和第四通孔中的高强螺栓的直径相匹配，所述第四槽孔的长度大于设于第四槽孔和第四通孔中的高强螺栓的直径。优选的是，所述耗能盖板与所述外环板连接端的宽度及所述耗能盖板与所述工字型梁连接端的宽度均与工字型梁翼缘宽度相同，所述外环板和所述工字型梁间距为所述第一槽孔的长度。本专利技术还提供了上述可更换构件的梁柱连接节点的施工方法，其包括：步骤一、在外环板、工字型梁、耗能盖板和单剪板接触面做抛丸处理，用于增加接触面的摩擦力；步骤二、在工字型梁两端的上下翼缘上通过高强螺栓初拧固定耗能盖板，在工字型梁两端的腹板上通过高强螺栓初拧固定单剪板；步骤三、将工字型梁上的耗能盖板与管柱上的外环板通过高强螺栓初拧固定，将工字型梁上的单剪板与环板腹板通过高强螺栓初拧固定，并在工字型梁和外环板间留出间隙；步骤四、将第一槽孔中线与第一通孔中线对齐并进行高强螺栓终拧，将第二槽孔中线与第二通孔中线对齐并进行高强螺栓终拧，将第三槽孔中线与第三通孔中线对齐并进行高强螺栓终拧，将第四槽孔中线与第四通孔中线对齐并进行高强螺栓终拧，所述高强螺栓终拧需达到预定预紧力。本专利技术至少包括以下有益效果：1、管柱采用外环板与工字型梁连接，可有效将塑性铰从钢管处外移，明确塑性铰位置，严格控制塑性铰不出现在管柱与外环板上，且采用外环板式连接方法可满足任何形状柱与工字型梁的连接；2、采用槽孔的设计意图是因为它具有滑移、转动的空间，不仅能延缓节点的破坏，增加了节点的延性和耗能能力，同时有效减缓耗能盖板的损伤和破坏，并提高连接装置的可更换性能，且通过控制槽孔长轴，即可在一定范围内控制梁的转角；3、工字型梁翼缘处耗能盖板的削弱进一步保证在大震情况下，耗能盖板先于主体框架进入屈服状态及破坏集中于耗能盖板，耗能盖板发生反复的屈曲，使梁柱节点构件在拼接处形成塑性铰，确保在地震中将所有塑性变形和能量耗散尽量集中在耗能盖板；4、当高强螺栓全部滑移到槽孔孔壁边缘，高强螺栓已不再完全依靠钢板间摩擦传力，而由螺杆与槽孔孔壁之间的接触传力，使高强螺栓群转变成了承压型高强螺栓群，强度可有一定地提高，故节点的极限承载能力亦可有一定地提高。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1为本专利技术所述可更换构件的梁柱连接节点的立体结构示意图；图2为本专利技术所述可更换构件的梁柱连接节点拆分耗能盖板和单剪板的立体结构示意图；图3为本专利技术所述可更换构件的梁柱连接节点的侧面结构示意图；图4为本专利技术所述可更换构件的梁柱连接节点的俯视结构示意图；图5为本专利技术所述高强螺栓的结构示意图；图6为本专利技术所述可更换构件的梁柱连接节点施工时第一槽孔和第一通孔对齐的结构示意图(第二槽孔和第二通孔、第三槽孔和第三通孔、第四槽孔和第四通孔均采用图示方式对齐)。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.可更换构件的梁柱连接节点，其包括管柱和架设于管柱间的工字型梁，其特征在于，所述工字型梁两端的上下翼缘上均开设有沿工字型梁长度方向的第一槽孔：/n所述管柱上与所述工字型梁上下翼缘相对处各水平设置有一外环板，两外环板间竖直设置有环板腹板，所述外环板上开设有沿工字型梁长度方向的第二槽孔；/n其中，所述外环板和所述工字型梁间留有间隙，所述外环板外壁和所述工字型梁翼缘外壁上设置有耗能盖板，所述耗能盖板上开设有与所述第一槽孔相对的第一通孔，所述耗能盖板与所述工字型梁通过穿过第一槽孔和第一通孔的高强螺栓连接，所述耗能盖板上还开设有与所述第二槽孔相对的第二通孔，所述耗能盖板与所述外环板通过穿过第二槽孔和第二通孔的高强螺栓连接。/n

【技术特征摘要】
1.可更换构件的梁柱连接节点，其包括管柱和架设于管柱间的工字型梁，其特征在于，所述工字型梁两端的上下翼缘上均开设有沿工字型梁长度方向的第一槽孔：
所述管柱上与所述工字型梁上下翼缘相对处各水平设置有一外环板，两外环板间竖直设置有环板腹板，所述外环板上开设有沿工字型梁长度方向的第二槽孔；
其中，所述外环板和所述工字型梁间留有间隙，所述外环板外壁和所述工字型梁翼缘外壁上设置有耗能盖板，所述耗能盖板上开设有与所述第一槽孔相对的第一通孔，所述耗能盖板与所述工字型梁通过穿过第一槽孔和第一通孔的高强螺栓连接，所述耗能盖板上还开设有与所述第二槽孔相对的第二通孔，所述耗能盖板与所述外环板通过穿过第二槽孔和第二通孔的高强螺栓连接。


2.如权利要求1所述的可更换构件的梁柱连接节点，其特征在于，所述工字型梁两端的腹板上开设有沿工字型梁长度方向的第三槽孔；
所述环板腹板上开设有沿工字型梁长度方向的第四槽孔；
其中，所述环板腹板上和所述工字型梁腹板外设置有单剪板，所述单剪板上开设有与所述第三槽孔相对的第三通孔，所述单剪板与所述工字型梁腹板通过穿过第三槽孔和第三通孔的高强螺栓连接，所述单剪板上还开设有与所述第四槽孔相对的第四通孔，所述单剪板与所述环板腹板通过穿过第四槽孔和第四通孔的高强螺栓连接。


3.如权利要求1所述的可更换构件的梁柱连接节点，其特征在于，所述工字型梁腹板靠近两端的板面上还垂直设置有加劲肋。


4.如权利要求1所述的可更换构件的梁柱连接节点，其特征在于，所述耗能盖板中部开设有栅格孔，且耗能盖板上开设栅格孔的区域的宽度为工字型梁翼缘宽度的80～90％，耗能盖板上开设栅格孔的区域的长度为所述外环板和所述工字型梁间距的1.5～2倍。


5.如权利要求1所述的可更换构件的梁柱连接节点，其特征在于，所述耗能盖板中部的厚度小于所述耗能盖板其他部分的厚度。


6.如权利要求1所述的可更换构件的梁柱连接节点，其特征在于，所述耗能盖板所用的材料为低屈服高延性材料，且采用等强度原则与所述管柱及工字型梁连接。


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【专利技术属性】
技术研发人员：左强，熊农，罗勇，李宏飞，刘东东，马小波，孙旺，于鹏，聂永超，杨龙斐，
申请(专利权)人：中铁隧道局集团建设有限公司，南昌临空置业投资有限公司，广西大学，
类型：发明
国别省市：广西;45