同时满足空间不同方向约束要求的结构节点制造技术

本发明专利技术公开了一种同时满足空间不同方向约束要求的结构节点。所述同时满足空间不同方向约束要求的结构节点，选用满足节点间产生的轴力和剪力需要的工字钢作为基本连接材料，在工字钢连接件中部采用能够满足幕墙柱与悬挑钢平台间的竖向剪力和铰连接轴力需要且能释放Ｘ、Ｚ平面弯距的连接销栓，在工字钢上下翼缘设能够抵抗Ｘ、Ｙ向水平地震作用剪力的水平连接钢板。本发明专利技术一是将单纯轴铰节点约束变为复合约束；二是使单向轴铰具有较好的平面外抗震、抗变形能力；三是具有较好的阻尼，能较明显减轻地震和温度作用，保护悬挂幕墙系统安全；四是连接节点构造简单，即使结构遭遇罕见地震作用，节点连接板可屈服，易修复。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种工程结构构件连接技术，特别涉及一种同时满足空间不同方向约束要求的结构节点。
技术介绍
在实际工程结构中，结构整体是由许多构件组成，这些构件又以节点方式连接起 来，形成一完整的能满足设计功能要求的结构，达到使用的目的。不同性质的结构或不同结 构构件的连接要求千差万别，因此节点的性能往往决定结构的能力和满足设计功能要求的 程度。 有一项工程，结构形式为不规则多支撑筒、大悬挑、大跨度复杂空间组合钢结构。 在工程实际中，悬挑的巨型桁架平台与外部维持玻璃、金属幕墙间要求连接，这种连接要求 节点能同时传递法向风荷载，并同时能有限制释放悬挑桁架与幕墙连接处竖向位移。由于 幕墙与系统有抗侧刚度，因此幕墙与悬挑桁架间的连接节点能承受纵向水平剪力，由于幕 墙与屋架相连，屋盖幕墙系统在不同温差作用下产生法向水平位移，这种连接节点要求绕 外幕墙结构平面有转动能力。所需的节点构造必须能同时满足上述空间不同方向约束要 求。 在实际工程结构中，构件的连接方式种类很多，有刚性节点、弹性节点、有限刚性 节点、滑动节点、耗能阻尼节点等。但本工程所需的节点与以上连节点最大区别在于节点 三个空间主轴方向约束差异很大，或有原则性差异。如所需节点有三个主轴方向，X向(本 文称为法向)，Y向为侧向或纵向，Z为竖向。X向连接的点将结构风压、风吸力传递到结构 抗力大的主体上；Z向要满足悬挑结构主体的竖向变形不能过多地传递到节点外侧幕墙柱 上；Y向能传递侧向温度应力和地震作用水平荷载；Y、 Z向要有转动能力，释放屋架产生结 构温度和地震作用变形。经查，本工程所需要的连接节点目前存在的构造技术均无法满足。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的节点构造无法满足本工程所需的能同时满足空间不 同方向约束要求的结构节点的技术问题，本专利技术提供一种同时满足空间不同方向约束要求 的结构节点。 本专利技术为了解决上述技术问题采用的技术方案是提供一种能同时满足空间不同 方向约束要求的结构节点，所述同时满足空间不同方向约束要求的结构节点，选用满足节 点间产生的轴力和剪力需要的工字钢作为基本连接材料，在工字钢连接件中部采用能够满 足幕墙柱与悬挑钢平台间的竖向剪力和铰连接轴力需要且能释放X、Z平面弯距的连接销 铨，在工字钢上下翼缘设能够抵抗X、 Y向水平地震作用剪力的水平连接钢板。所述钢板是 当X、 Z面产生转动时能够产生拉伸或压縮以增加转动阻力从而使连接节点转动有所限制 的薄钢板。所述的X向为法向，Y向为侧向或纵向，Z向为竖向。本专利技术的优点一是将单纯轴铰节点约束变为复合约束；二是使单向轴铰具有较好的平面外抗震、抗变形能力；三是具有较好的阻尼，单纯铰不具备阻尼功能，但加设水平 弧板后，对转动能力有所约束，具有较好的阻尼，能较明显减轻地震和温度作用，保护悬挂 幕墙系统安全；四是连接节点构造简单，即使结构遭遇罕见地震作用，节点连接板可屈服， 易修复。附图说明 图1是本专利技术同时满足空间不同方向约束要求的结构节点的示意图； 图2是本专利技术同时满足空间不同方向约束要求的结构节点的抗弯能力应力图； 图3是本专利技术同时满足空间不同方向约束要求的结构节点当梁为 H300X300X25X25，盖板10厚，销铨直径为60的盖板拉伸曲线图； 图4是本专利技术同时满足空间不同方向约束要求的结构节点在工程实际应用中的 节点图； 图5是本专利技术同时满足空间不同方向约束要求的结构节点在工程实际应用中的 剖面图。具体实施例方式本实施例提供的一种同时满足空间不同方向约束要求的结构节点，如图l，所述同时满足空间不同方向约束要求的结构节点，选用满足节点间产生的轴力和剪力需要的工字钢作为基本连接材料，在工字钢连接件中部采用能够满足幕墙柱与悬挑钢平台间的竖向剪力和铰连接轴力需要且能释放X、Z平面弯距的连接销铨，在工字钢上下翼缘设能够抵抗X、Y向水平地震作用剪力的水平连接钢板。所述钢板是当X、Z面产生转动时能够产生拉伸或压縮以增加转动阻力从而使连接节点转动有所限制的薄钢板。所述的X向为法向，Y向为侧向或纵向，Z向为竖向。 本专利技术连接节点构造应用方法如下 1.确定连接节点的转角范围，根据转角范围确定工字钢连接间隙。 2.根据Z向连接竖向剪力确定工字钢和铰轴尺寸。 3.根据工字钢翼缘尺寸和水平力(地震、温度应力等)确定盖板尺寸。 4.经过计算选择最优板厚，以确定初始阻尼力对结构的影响。 5.根据连接节点的具体情况进行设计制造。 本专利技术节点构造经过有限元分析证明，选择不同厚度盖板情况下，对节点转动阻 尼约束可以达到多种要求，但并不降低节点抵抗水平剪力的能力，达到盖板抗拉强度极限 值前节点转动能力约束为线弹性状态，达到极限值后，节点转动能力约束趋于常值。这种构 造对抗震是有效的。 有限元分析结果见图2、图3。图2是本实施例的节点抗弯能力应力图；图3是梁 H300X300X25X25，盖板10厚，销铨直径为60的盖板拉伸曲线图。 图4是本专利技术在工程实际应用中的节点图，其剖面图见图5。 以上内容是结合具体的优选技术方案对本专利技术所作的进一步详细说明，不能认定 本专利技术的具体实施只局限于这些说明。对于本专利技术所属
的普通技术人员来说，在 不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本专利技术的保护范围。权利要求一种同时满足空间不同方向约束要求的结构节点，其特征在于所述同时满足空间不同方向约束要求的结构节点，选用满足节点间产生的轴力和剪力需要的工字钢作为基本连接材料，在工字钢连接件中部采用能够满足幕墙柱与悬挑钢平台间的竖向剪力和铰连接轴力需要且能释放X、Z平面弯距的连接销铨，在工字钢上下翼缘设能够抵抗X、Y向水平地震作用剪力的水平连接钢板。2. 根据权利要求1所述的同时满足空间不同方向约束要求的结构节点，其特征在于所述钢板是当x、 z面产生转动时能够产生拉伸或压縮以增加转动阻力从而使连接节点转动有所限制的薄钢板。3. 根据权利要求1所述的同时满足空间不同方向约束要求的结构节点，其特征在于所述的X向为法向，Y向为侧向或纵向，Z向为竖向。全文摘要本专利技术公开了一种同时满足空间不同方向约束要求的结构节点。所述同时满足空间不同方向约束要求的结构节点，选用满足节点间产生的轴力和剪力需要的工字钢作为基本连接材料，在工字钢连接件中部采用能够满足幕墙柱与悬挑钢平台间的竖向剪力和铰连接轴力需要且能释放X、Z平面弯距的连接销栓，在工字钢上下翼缘设能够抵抗X、Y向水平地震作用剪力的水平连接钢板。本专利技术一是将单纯轴铰节点约束变为复合约束；二是使单向轴铰具有较好的平面外抗震、抗变形能力；三是具有较好的阻尼，能较明显减轻地震和温度作用，保护悬挂幕墙系统安全；四是连接节点构造简单，即使结构遭遇罕见地震作用，节点连接板可屈服，易修复。文档编号E04B1/38GK101761136SQ20101001015公开日2010年6月30日 申请日期2010年1月18日 优先权日2010年1月18日专利技术者姜拥军, 曲鑫蕃, 李东方, 温海林, 王国雷, 王立长 申请人:大连市建筑设计研究院有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同时满足空间不同方向约束要求的结构节点，其特征在于：所述同时满足空间不同方向约束要求的结构节点，选用满足节点间产生的轴力和剪力需要的工字钢作为基本连接材料，在工字钢连接件中部采用能够满足幕墙柱与悬挑钢平台间的竖向剪力和铰连接轴力需要且能释放Ｘ、Ｚ平面弯距的连接销铨，在工字钢上下翼缘设能够抵抗Ｘ、Ｙ向水平地震作用剪力的水平连接钢板。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王立长，曲鑫蕃，王国雷，姜拥军，温海林，李东方，
申请(专利权)人：大连市建筑设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：91[中国|大连]