模块化自复位钢框架连接结构制造技术

本发明专利技术涉及建筑结构消能减震结构领域，尤其是一种装配便利、抗震效果显著且易于后期修复的模块化自复位钢框架连接结构，包括沿竖直方向布置的上部模块柱和下部模块柱，下部模块柱的顶端与上部模块柱的底端固定连接，所述上部模块柱底部横向设置有底板梁，下部模块柱顶部横向设置有天花板梁，包括自复位装置和软钢阻尼装置，所述上部模块柱与下部模块柱之间通过自复位装置固定连接，软钢阻尼装置设置于底板梁和顶板梁之间，软钢阻尼装置顶面与底板梁可拆卸连接，软钢阻尼装置的底面与天花板梁可拆卸连接。本发明专利技术尤其适用于对抗震性能要求高的建筑结构中。的建筑结构中。的建筑结构中。

【技术实现步骤摘要】
模块化自复位钢框架连接结构


[0001]本专利技术涉及建筑结构消能减震结构领域，尤其是一种模块化自复位钢框架连接结构。

技术介绍

[0002]近年来随着我国社会经济的持续快速发展、节能环保要求的提高、劳动力成本的不断增长，装配式结构的应用持续升温。模块化钢结构由于其施工效率高、工期短、施工质量易保证等优势，越来越多地应用于装配式建筑中。传统的模块化钢结构主要依靠构件本身产生塑性变形耗能，自复位能力差，且震后难以修复。模块单元间梁柱节点力学性能会极大地影响到其在地震作用下结构的整体性，故在进行模块化钢结构的抗震设计时，除了要充分考虑节点装配的便利性之外，还要保证其在循环荷载下的强度、刚度、延性以及震后的力学性能等。
[0003]自复位节点是一种能在地震作用后使结构变形恢复的节点，其设计采用延性连接的理念，在地震力作用下，放松节点的连接约束，结构能产生较大变形，释放地震产生的能量，避免构件产生不可逆的破坏。在减震技术当中，被动耗能装置因构造简单、造价低及易于维护等优点，成为目前发展成熟且应用较为广泛的减震控制技术。软钢阻尼器是依靠软钢的屈服来耗能，软钢的屈服荷载较低，低屈服点的软钢在地震作用下先于主体结构进入屈服阶段，凭借其在塑性阶段良好的滞回特性来耗散地震能量，保护主体结构的安全。在大震作用后，如果软钢阻尼器受损严重，可进行更换，且成本低廉。自复位装置与金属阻尼器二者相结合，能够更为有效的提高结构的耗能能力。
[0004]中国专利申请号201911381161.9公开了“一种耗能自复位钢结构梁柱节点连接装置”，装置包括钢框架柱和刚接在钢框架柱一侧形成的悬臂短梁，以及拼接在悬臂短梁另一端的连接梁，连接梁和悬臂短梁的翼缘及腹板拼接处均通过耗能连接组件连接，连接梁和悬臂短梁翼缘拼接处内侧还设置有U型钢阻尼器；连接梁腹板的两侧对称位置分别设置有一组锚固板，钢框架柱和锚固板的上下两侧之间均通过沿水平方向设置的预应力钢筋连接。U型钢阻尼器在悬臂短梁和连接梁拼接处耗能，确保梁柱主体保持弹性不被破坏；且构造简单，大部分采用螺栓连接，模块化程度高，易于拆卸替换修复，施工便捷，符合建筑行业的发展趋势；同时预应力钢筋可提供自恢复力，具有理想的自复位效果。但其耗能能力有限，且自复位能力相对较弱。
[0005]中国专利申请号202010341754.9公开了“一种具有复位功能的插入式模块化钢结构连接节点”，包括模块化钢结构连接节点与自复位腋撑；模块化钢结构连接节点包括两个上部模块单元、两个下部模块单元、十字型插销连接件、竖向盖板、水平盖板和高强螺栓；四个内设碟簧的自复位腋撑对称布置在节点角部，并与模块梁柱铰接。通过十字型插销连接件、盖板和高强螺栓连接模块单元，保证节点具有足够的抗拉、抗剪、抗弯刚度，且连接装置无需占用建筑使用空间，适用范围广同时确保美观。自复位腋撑的设置可提高节点承载能力，延缓节点刚度与强度的退化，减轻节点梁柱相交处的损伤，避免构件过早发生破坏，且
震后残余变形小，可实现快速修复并保证节点性能的稳定可靠。但该节点装配较为复杂，自复位腋撑也会占据一定的空间，大大降低了建筑物空间布置灵活度。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种装配便利、抗震性能好且易于后期修复的模块化自复位钢框架连接结构。
[0007]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：模块化自复位钢框架连接结构，包括沿竖直方向布置的上部模块柱和下部模块柱，下部模块柱的顶端与上部模块柱的底端固定连接，所述上部模块柱底部横向设置有底板梁，下部模块柱顶部横向设置有顶梁，包括自复位装置和软钢阻尼装置，所述上部模块柱与下部模块柱之间通过自复位装置固定连接，软钢阻尼装置设置于底板梁和顶梁之间，软钢阻尼装置顶面与底板梁可拆卸连接，软钢阻尼装置的底面与顶梁可拆卸连接。
[0008]进一步的是，自复位装置包括螺杆，所述螺杆两端分别设置有一个双向螺母，所述两个双向螺母之间设置有两个碟簧，每个碟簧与对应的双向螺母紧贴设置。
[0009]进一步的是，所述螺杆横向穿过上部模块柱和下部模块柱之间的连接孔内，碟簧在双向螺母作用下紧贴设置于上部模块柱或下部模块柱侧壁上。
[0010]进一步的是，所述软钢阻尼装置包括上端板和下端板，所述上端板和下端板之间设置有至少一个耗能板。
[0011]进一步的是，所述上端板和下端板均设置有耗能板材连接板，所述耗能板两段分别与上端板和下端板各自的耗能板材连接板连接。
[0012]进一步的是，所述软钢阻尼装置通过紧固螺钉分别与底板梁和顶梁连接。
[0013]进一步的是，包括内套筒连接装置，所述上部模块柱和下部模块柱通过内套筒连接装置而固定连接，所述自复位装置设置于内套筒连接装置上。
[0014]进一步的是，所述内套筒连接装置包括套筒，所述套筒上套接设置有内套筒连接板，套筒上设置有套筒预留螺栓孔，所述内套筒连接板上设置有端板预留长圆孔，所述自复位装置的螺杆穿过套筒预留螺栓孔，内套筒连接板与顶梁顶面以及软钢阻尼装置的底面连接。
[0015]进一步的是，所述套筒的一端套接设置于上部模块柱的底部，所述套筒的另一端套接设置于下部模块柱的顶部。
[0016]进一步的是，所述套筒的轴线与内套筒连接板之间互相垂直。
[0017]本专利技术的有益效果是：当发生小的地震作用时，自复位装置的负载储蓄一定的势能，当螺栓出现松弛时，自复位装置释放部分势能以保持法兰连接间的压力达到密封要求，从而达到自复位的目的。在此基础之上，软钢阻尼装置处于弹性工作阶段，只负责给结构提供一定的附加刚度，二者协同工作耗散大部分因小地震产生的能量。当遇到强震作用时，软钢阻尼装置的耗能板材先于主体结构发生屈服，进入弹塑性工作阶段，利用软钢阻尼器滞回变形来耗散外部输入能量，从而有效地降低结构的地震反应，保证结构主体的安全。本专利技术尤其适用于对抗震性能要求高的建筑结构中。
附图说明
[0018]图1是本专利技术的结构示意图。
[0019]图2是本专利技术的结构拆解示意图。
[0020]图3是本专利技术的上部模块柱以及底板梁的结构示意图。
[0021]图4是本专利技术的下部模块柱以及顶梁的结构示意图。
[0022]图5是本专利技术的软钢阻尼装置的一个实施例的示意图。
[0023]图6是本专利技术的软钢阻尼装置的耗能板示意图。
[0024]图7是本专利技术的软钢阻尼装置的下端板示意图。
[0025]图8是本专利技术的内套筒连接装置的示意图。
[0026]图9是本专利技术的自复位装置的一个实施例的示意图。
[0027]图中标记为：上部模块柱1、上部模块柱底部预留螺栓孔11、下部模块柱2、下部模块柱顶部预留螺栓孔21、顶梁3、顶梁上翼缘预留长圆孔31、顶梁上翼缘预留螺栓孔32、底板梁4、底板梁端板41、底板梁下翼缘预留长圆孔42、自复位装置5、螺杆51、碟簧52、双向螺母53、软钢阻尼装置6、上端板61、耗能板62、下端板63、耗能板材连接板64、内套筒连接装置7、套本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.模块化自复位钢框架连接结构，包括沿竖直方向布置的上部模块柱(1)和下部模块柱(2)，下部模块柱(2)的顶端与上部模块柱(1)的底端固定连接，所述上部模块柱(1)底部横向设置有底板梁(4)，下部模块柱(2)顶部横向设置有顶梁(3)，其特征在于：包括自复位装置(5)和软钢阻尼装置(6)，所述上部模块柱(1)与下部模块柱(2)之间通过自复位装置(5)固定连接，软钢阻尼装置(6)设置于底板梁(4)和顶梁(3)之间，软钢阻尼装置(6)顶面与底板梁(4)可拆卸连接，软钢阻尼装置(6)的底面与顶梁(3)可拆卸连接。2.如权利要求1所述的模块化自复位钢框架连接结构，其特征在于：自复位装置(5)包括螺杆(51)，所述螺杆(51)两端分别设置有一个双向螺母(53)，所述两个双向螺母(53)之间设置有两个碟簧(52)，每个碟簧(52)与对应的双向螺母(53)紧贴设置。3.如权利要求2所述的模块化自复位钢框架连接结构，其特征在于：所述螺杆(51)横向穿过上部模块柱(1)和下部模块柱(2)之间的连接孔内，碟簧(52)在双向螺母(53)作用下紧贴设置于上部模块柱(1)或下部模块柱(2)侧壁上。4.如权利要求1、2或3所述的模块化自复位钢框架连接结构，其特征在于：所述软钢阻尼装置(6)包括上端板(61)和下端板(63)，所述上端板(61)和下端板(63)之间设置有至少一个耗能板(62)。5.如权利要求4所述的模块化自复位钢框架连接结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨威，陈雪琴，袁星，胡伟山，刘昌文，肖立鲜，陈敏，褚云朋，
申请(专利权)人：西南科技大学十九冶成都建设有限公司，
类型：发明
国别省市：