一種用于防屈曲支撐的帶滑移端板的連接節(jié)點板的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于防屈曲支撐的帶滑移端板的連接節(jié)點板，包括中心板、第一肋板、第二肋板、水平端板、第一水平墊板、第二水平墊板、螺栓和無粘結層；水平端板與中心板垂直，且固定設置在中心板的下端面；第一水平墊板和第二水平墊板均設置在水平端板的上表面，且分別位于中心板的兩側；水平端板上設置有第一通孔，第一水平墊板和第二水平墊板設置有第一安裝孔，無粘結層分別設置在水平端板的底表面、水平端板與第一水平墊板之間、水平端板與第二水平墊板之間。本發(fā)明的連接節(jié)點板，減小了梁柱開合效應對節(jié)點板的不利影響，減小了節(jié)點板對梁柱剛域效應和計算長度的影響，節(jié)點板應力分布更均勻，設計、施工更簡便。
【專利說明】
一種用于防屈曲支撐的帶滑移端板的連接節(jié)點板
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及土木建筑結構技術領域，尤其涉及一種用于防屈曲支撐的帶滑移端板的連接節(jié)點板。
【背景技術】
[0002]防屈曲支撐目前正在作為一種新興的耗能減震構件被應用于土木建筑結構，尤其是多高層建筑中，其在小震時為結構提供抗側剛度，而在中大震時進入屈服耗散地震能量。在實際應用中，防屈曲支撐須通過節(jié)點板與梁柱進行連接。圖1是防屈曲支撐與梁、柱之間的整體連接構造圖，圖2為傳統(tǒng)的防屈曲支撐連接節(jié)點板結構示意圖，如圖1、2所示，傳統(tǒng)的連接方法則是由節(jié)點板與鋼柱、鋼梁的翼緣通過角焊縫進行連接，其中防屈曲支撐連接節(jié)點板包括中心板1、第一肋板和第二肋板。此類連接方式存在以下問題:
[0003 ] 一、支撐-梁-柱節(jié)點的剛域問題
[0004]由于節(jié)點板的面內剛度很大，會顯著增加梁柱節(jié)點的轉動剛度，導致梁柱節(jié)點形成剛域效應。目前已有的試驗及有限元分析研究結果表明，這種剛域效應會顯著增加主體結構的抗側剛度，導致結構承擔的地震剪力增加，使結構提前發(fā)生破壞(詳見第二點)，反過來削弱了防屈曲支撐本應有的有利作用。然而，在結構設計中，工程師又往往由于計算機建模復雜等問題而忽略此剛域效應的影響，這將導致防屈曲支撐結構體系的實際性能與設計性能之間產生較大偏差，為此類結構遭受大地震時的安全性埋下人為隱患。
[0005]二、梁柱的破壞模式轉移及計算長度改變問題
[0006]國內外已有的防屈曲支撐框架試驗結果表明，剛域效應會導致梁柱屈服(破壞)截面由梁柱端部轉移到節(jié)點板端部，其塑性變形峰值為無剛域模型的32倍。此外，剛域效應會減小梁柱的計算長度，使梁柱由彎曲破壞轉為剪切破壞，加劇鋼筋混凝土梁柱構件發(fā)生脆性破壞的趨勢，這在大震中將是致命的。
[0007 ]三、梁柱開合效應對節(jié)點板的不利作用
[0008]研究表明，在地震剪力下梁柱會產生顯著的彎曲變形(翼緣產生伸長或壓縮變形)，但節(jié)點板的剛域效應卻約束了梁柱變形的自由發(fā)展，從而在梁柱翼緣與節(jié)點板的連接焊縫處產生附加的作用力(稱為開合效應)，使節(jié)點板的連接焊縫過早發(fā)生斷裂，甚至在支撐受拉情況下出現節(jié)點板的平面外失穩(wěn)破壞，然而這種開合效應在現有的節(jié)點板設計方法中并沒有進行充分的考慮，使節(jié)點板連接反而成為薄弱環(huán)節(jié)，違背“強節(jié)點弱構件”的抗震設計原則，無法保證防屈曲支撐耗能能力的充分發(fā)揮。
[0009]綜上所述，在地震、尤其大震下，結構與節(jié)點板之間將存在顯著的平面內相互作用效應，對結構抗震性能和節(jié)點板連接性能將產生不利的影響，且該影響目前還難以在結構設計中予以充分考慮，無法定量保證防屈曲支撐結構在大震或超大震下的抗震安全性。

【發(fā)明內容】

[0010]本發(fā)明的目的在于提供一種用于防屈曲支撐的帶滑移端板的連接節(jié)點板，以解決現有技術的連接節(jié)點板存在的焊縫連接所引起的剛域效應、梁柱計算長度縮短以及結構對節(jié)點板產生的開合效應等問題。
[0011 ]為了實現上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案:
[0012]本發(fā)明提供的一種用于防屈曲支撐的帶滑移端板的連接節(jié)點板，包括中心板、第一肋板和第二肋板，還包括水平端板、第一水平墊板、第二水平墊板、螺栓和無粘結層;所述水平端板與所述中心板垂直，且對應于所述第一肋板固定設置在所述中心板的下端面;所述第一水平墊板和所述第二水平墊板均設置在所述水平端板的上表面，且分別位于所述中心板的兩側;所述水平端板上設置有第一通孔，所述第一水平墊板和所述第二水平墊板對應于所述第一通孔的位置設置有第一安裝孔，所述螺栓分別穿過所述第一安裝孔、所述第一通孔與鋼梁上的定位孔，并能夠用螺母固定;所述無粘結層分別設置在所述水平端板的底表面、所述水平端板與所述第一水平墊板之間、所述水平端板與所述第二水平墊板之間。
[0013]進一步，所述第一通孔與所述螺栓為間隙配合。該技術方案的技術效果在于:第一通孔與螺栓間隙配合，在螺栓不受力彎曲的情況下，水平端板和中心板能夠相對于鋼梁做一定量的水平滑移，避免中心板產生切向剪應力，而主要承受支撐軸力所引起的正應力。
[0014]進一步，所述第一通孔為長槽孔。該技術方案的技術效果在于:長槽孔的長度方向設計為與水平端板的長度方向一致，長槽孔能夠加大螺栓和第一通孔的間隙配合尺寸，在水平方向上降低梁柱開合效應對節(jié)點板的不利影響。
[0015]進一步，還包括垂直端板、第一垂直墊板、第二垂直墊板;所述垂直端板分別與所述中心板、所述水平端板垂直，且對應于所述第二肋板固定設置在所述中心板的左端面;所述第一垂直墊板和所述第二垂直墊板均設置在所述垂直端板的右表面，且分別位于所述中心板的兩側;所述垂直端板上設置有第二通孔，所述第一垂直墊板和所述第二垂直墊板對應于所述第二通孔的位置設置有第二安裝孔，所述螺栓分別穿過所述第二安裝孔、所述第二通孔與鋼柱上的定位孔，并能夠用螺母固定;所述無粘結層還分別設置在所述垂直端板的左表面、所述垂直端板與所述第一垂直墊板之間、所述垂直端板與所述第二垂直墊板之間。該技術方案的技術效果在于:垂直端板、第一垂直墊板、第二垂直墊板和無粘結層之間使用螺栓、第二安裝孔、第二通孔來安裝的組合結構，使得連接節(jié)點板中的中心板增加了在垂直方向上的活動余量，降低梁柱開合效應對節(jié)點板在垂直方向上的不利影響。
[0016]進一步，所述第二通孔為長槽孔。該技術方案的技術效果在于:長槽孔的長度方向設計為與垂直端板的長度方向一致，長槽孔能夠加大螺栓和第二通孔的間隙配合尺寸，在垂直方向上降低梁柱開合效應對節(jié)點板的不利影響。
[0017]進一步，所述第一通孔和所述第二通孔的數量均為多個。該技術方案的技術效果在于:多個第一通孔和第二通孔分散了水平端板和垂直端板受到的滑移受力，能夠較大地延長連接節(jié)點板的使用壽命。
[0018]進一步，所述螺栓為高強螺栓。該技術方案的技術效果在于:由于連接節(jié)點板在防屈曲支撐中承受很大的應力，采用高強螺栓才能夠保證防屈曲支撐的效果。
[0019]進一步，所述無粘結層的摩擦系數小于或者等于0.1。該技術方案的技術效果在于:水平端板和鋼梁、垂直端板和鋼柱之間的相對滑移程度，與無粘結層的摩擦系數有關。在水平端板和鋼梁的接觸面之間，以及垂直端板和鋼柱的接觸面之間，無粘結層的摩擦系數設計得較小，能夠順利釋放由于梁柱彎曲引起的伸長/壓縮變形。
[0020]進一步，所述中心板與所述水平端板焊接，所述中心板與所述垂直端板焊接。該技術方案的技術效果在于:由于水平端板、垂直端板的設置，避免了中心板承受切向剪應力，而只承受支撐軸力而引起的正應力，故中心板與水平端板、垂直端板焊接固定，以增加連接節(jié)點板的結構強度。
[0021]本發(fā)明的有益效果是:在連接節(jié)點板的底部設置水平端板、第一水平墊板、第二水平墊板，并且在水平端板與第一水平墊板之間、水平端板與第二水平墊板之間、水平端板與鋼梁之間設置無粘結層，再利用螺栓進行連接。避免了傳統(tǒng)的焊縫連接所引起的剛域效應、梁柱計算長度縮短以及結構對節(jié)點板產生的開合效應問題。
【附圖說明】
[0022]為了更清楚地說明本發(fā)明【具體實施方式】的技術方案，下面將對【具體實施方式】描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。作為對比，附圖中還包括了現有技術的圖紙。顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0023]圖1是防屈曲支撐與梁、柱之間的整體連接構造圖；
[0024]圖2為傳統(tǒng)的防屈曲支撐連接節(jié)點板結構示意圖；
[0025]圖3為本發(fā)明實施例一提供的用于防屈曲支撐的帶滑移端板的連接節(jié)點板的結構示意圖；
[0026]圖4為本發(fā)明實施例一提供的用于防屈曲支撐的帶滑移端板的連接節(jié)點板的爆炸圖；
[0027]圖5為本發(fā)明實施例二提供的用于防屈曲支撐的帶滑移端板的連接節(jié)點板的結構示意圖；
[0028]圖6為本發(fā)明實施例二提供的用于防屈曲支撐的帶滑移端板的連接節(jié)點板的爆炸圖。
[0029]附圖標記:
[0030]1-中心板；2-第一肋板；3-第二肋板；
[0031]4_水平端板；5_第一水平墊板；6_第二水平墊板；
[0032]7-螺栓；8-無粘結層；9-第一通孔；
[0033]10-第一安裝孔； 11-垂直端板；12-第一垂直墊板；
[0034]13-第二垂直墊板；14-第二通孔；15-第二安裝孔；
[0035]16-鋼梁；17-鋼柱。
【具體實施方式】
[0036]下面將結合附圖對本發(fā)明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0037]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[0038]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是機械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。
[0039]實施例一:
[0040]本實施例提供了一種用于防屈曲支撐的帶滑移端板的連接節(jié)點板，其中:圖1是防屈曲支撐與梁、柱之間的整體連接構造圖；圖3為本發(fā)明實施例一提供的用于防屈曲支撐的帶滑移端板的連接節(jié)點板的結構示意圖，圖4為本發(fā)明實施例一提供的用于防屈曲支撐的帶滑移端板的連接節(jié)點板的爆炸圖。如圖1、3、4所示，用于防屈曲支撐的帶滑移端板的連接節(jié)點板主要結構包括中心板1、第一肋板2、第二肋板3、水平端板4、第一水平墊板5、第二水平墊板6、螺栓7和無粘結層8。具體地，水平端板4與中心板I垂直，且對應于第一肋板2固定設置在中心板I的下端面。第一水平墊板5和第二水平墊板6均設置在水平端板4的上表面，且分別位于中心板I的兩側。水平端板4上設置有第一通孔9，第一水平墊板5和第二水平墊板6對應于第一通孔9的位置設置有第一安裝孔10。螺栓7分別穿過第一安裝孔10、第一通孔9與鋼梁16上的定位孔，并能夠用螺母固定。并且，在水平端板4的底表面、水平端板4與第一水平墊板5之間、水平端板4與第二水平墊板6之間均設置有無粘結層8。
[0041 ]在現有技術中，防屈曲支撐與鋼梁16柱之間的連接方法由節(jié)點板與鋼柱17、鋼梁16的翼緣通過角焊縫進行連接，其中防屈曲支撐連接節(jié)點板僅包括中心板1、第一肋板2和第二肋板3。圖2為傳統(tǒng)的防屈曲支撐連接節(jié)點板結構示意圖。如圖2所示，傳統(tǒng)的連接節(jié)點板容易帶來支撐梁-柱節(jié)點的剛域問題、梁柱的破壞模式轉移及計算長度改變問題以及梁柱開合效應對節(jié)點板的不利影響等問題。
[0042]而本實施例的帶滑移端板的連接節(jié)點板，在連接節(jié)點板的底部設置水平端板4、第一水平墊板5、第二水平墊板6，并且在水平端板4與第一水平墊板5之間、水平端板4與第二水平墊板6之間、水平端板4與鋼梁16之間設置無粘結層8，再利用螺栓7進行連接。避免了上述傳統(tǒng)連接節(jié)點板無法避免的工程問題，減小了梁柱開合效應對節(jié)點板的不利影響，減小了節(jié)點板對梁柱剛域效應和計算長度的影響，節(jié)點板應力分布更均勻，設計、施工更簡便。
[0043]在本實施例的可選方案中，如圖4所示，進一步地，第一通孔9與螺栓7為間隙配合。在本實施例中，第一通孔9與螺栓7間隙配合，在螺栓7不受力彎曲的情況下，水平端板4和中心板I能夠相對于鋼梁16做一定量的水平滑移，避免中心板I產生切向剪應力，而主要承受支撐軸力所引起的正應力。
[0044]在本實施例的可選方案中，如圖4所示，進一步地，第一通孔9為長槽孔。其中，長槽孔的長度方向設計為與水平端板4的長度方向一致，長槽孔能夠加大螺栓7和第一通孔9的間隙配合尺寸，在水平方向上降低梁柱開合效應對節(jié)點板的不利影響。
[0045]實施例2:
[0046]本實施例的帶滑移端板的連接節(jié)點板，還設置有垂直端板11、第一垂直墊板12、第二垂直墊板13。圖5為本發(fā)明實施例二提供的用于防屈曲支撐的帶滑移端板的連接節(jié)點板的結構示意圖；圖6為本發(fā)明實施例二提供的用于防屈曲支撐的帶滑移端板的連接節(jié)點板的爆炸圖。如圖5、6所示，具體地，垂直端板11分別與中心板1、水平端板4垂直，且對應于第二肋板3固定設置在中心板I的左端面。第一垂直墊板12和第二垂直墊板13均設置在垂直端板11的右表面，且分別位于中心板I的兩側。垂直端板11上設置有第二通孔14，第一垂直墊板12和第二垂直墊板13對應于第二通孔14的位置設置有第二安裝孔15。螺栓7分別穿過第二安裝孔15、第二通孔14與鋼柱17上的定位孔，并能夠用螺母固定。并且，在垂直端板11的左表面、垂直端板11與第一垂直墊板12之間、垂直端板11與第二垂直墊板13之間均設置有無粘結層8。在本實施例中，垂直端板11、第一垂直墊板12、第二垂直墊板13和無粘結層8之間使用螺栓7、第二安裝孔15、第二通孔14來安裝的組合結構，使得連接節(jié)點板中的中心板I增加了在垂直方向上的活動余量，降低梁柱開合效應對節(jié)點板在垂直方向上的不利影響。
[0047]在本實施例的可選方案中，如圖6所示，進一步地，第二通孔14為長槽孔。其中，長槽孔的長度方向設計為與垂直端板11的長度方向一致，長槽孔能夠加大螺栓7和第二通孔14的間隙配合尺寸，在垂直方向上降低梁柱開合效應對節(jié)點板的不利影響。
[0048]在本實施例的可選方案中，如圖4、6所示，進一步地，第一通孔9和第二通孔14的數量均為多個。由于多個第一通孔9和第二通孔14分散了水平端板4和垂直端板11受到的滑移受力，故能夠較大地延長連接節(jié)點板的使用壽命。
[0049]在本實施例的可選方案中，如圖3、5所示，進一步地，螺栓7優(yōu)選使用高強螺栓7。由于連接節(jié)點板在防屈曲支撐中承受很大的應力，采用高強螺栓7才能夠保證防屈曲支撐的效果。
[0050]在本實施例的可選方案中，進一步地，無粘結層8的摩擦系數小于或者等于0.1。在本實施例中，水平端板4和鋼梁16、垂直端板11和鋼柱17之間的相對滑移程度，與無粘結層8的摩擦系數有關。在水平端板4和鋼梁16的接觸面之間，以及垂直端板11和鋼柱17的接觸面之間，無粘結層8的摩擦系數設計得較小，能夠順利釋放由于梁柱彎曲引起的伸長/壓縮變形。
[0051]在本實施例的可選方案中，如圖4、6所示，進一步地，中心板I與水平端板4焊接，中心板I與垂直端板11焊接。由于水平端板4、垂直端板11的設置，避免了中心板I承受切向剪應力，而只承受支撐軸力而引起的正應力，故中心板I與水平端板4、垂直端板11焊接固定，以增加連接節(jié)點板的結構強度。
[0052]最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制;盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術方案的范圍。
【主權項】
1.一種用于防屈曲支撐的帶滑移端板的連接節(jié)點板，包括中心板、第一肋板和第二肋板，其特征在于，還包括水平端板、第一水平墊板、第二水平墊板、螺栓和無粘結層； 所述水平端板與所述中心板垂直，且對應于所述第一肋板固定設置在所述中心板的下端面； 所述第一水平墊板和所述第二水平墊板均設置在所述水平端板的上表面，且分別位于所述中心板的兩側； 所述水平端板上設置有第一通孔，所述第一水平墊板和所述第二水平墊板對應于所述第一通孔的位置設置有第一安裝孔，所述螺栓分別穿過所述第一安裝孔、所述第一通孔與鋼梁上的定位孔，并能夠用螺母固定； 所述無粘結層分別設置在所述水平端板的底表面、所述水平端板與所述第一水平墊板之間、所述水平端板與所述第二水平墊板之間。2.根據權利要求1所述的用于防屈曲支撐的帶滑移端板的連接節(jié)點板，其特征在于，所述第一通孔與所述螺栓為間隙配合。3.根據權利要求2所述的用于防屈曲支撐的帶滑移端板的連接節(jié)點板，其特征在于，所述第一通孔為長槽孔。4.根據權利要求1所述的用于防屈曲支撐的帶滑移端板的連接節(jié)點板，其特征在于，還包括垂直端板、第一垂直墊板、第二垂直墊板； 所述垂直端板分別與所述中心板、所述水平端板垂直，且對應于所述第二肋板固定設置在所述中心板的左端面； 所述第一垂直墊板和所述第二垂直墊板均設置在所述垂直端板的右表面，且分別位于所述中心板的兩側； 所述垂直端板上設置有第二通孔，所述第一垂直墊板和所述第二垂直墊板對應于所述第二通孔的位置設置有第二安裝孔，所述螺栓分別穿過所述第二安裝孔、所述第二通孔與鋼柱上的定位孔，并能夠用螺母固定； 所述無粘結層還分別設置在所述垂直端板的左表面、所述垂直端板與所述第一垂直墊板之間、所述垂直端板與所述第二垂直墊板之間。5.根據權利要求4所述的用于防屈曲支撐的帶滑移端板的連接節(jié)點板，其特征在于，所述第二通孔為長槽孔。6.根據權利要求5所述的用于防屈曲支撐的帶滑移端板的連接節(jié)點板，其特征在于，所述第一通孔和所述第二通孔的數量均為多個。7.根據權利要求1?6任一項所述的用于防屈曲支撐的帶滑移端板的連接節(jié)點板，其特征在于，所述螺栓為高強螺栓。8.根據權利要求1?6任一項所述的用于防屈曲支撐的帶滑移端板的連接節(jié)點板，其特征在于，所述無粘結層的摩擦系數小于或者等于0.1。9.根據權利要求1?6任一項所述的用于防屈曲支撐的帶滑移端板的連接節(jié)點板，其特征在于，所述中心板與所述水平端板焊接，所述中心板與所述垂直端板焊接。
【文檔編號】E04H9/02GK105839968SQ201610333205
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年5月19日
【發(fā)明人】趙俊賢, 陳若冰, 馬容全, 苗冬梅, 范新海, 白佳楠, 韓偉, 周璋鑫, 鄭棉燦, 黃英翔, 王丹, 楊林, 黃慶
【申請人】華南理工大學, 中國建筑第八工程局有限公司, 北京堡瑞思減震科技有限公司