一種可恢復功能的端板裝配式蜂窩腹板梁柱節點連接裝置的制作方法

本專利涉及一種可恢復功能的端板裝配式蜂窩腹板梁柱節點連接裝置，屬于結構工程技術領域。

背景技術：

改革開放以來，我國在城市建設領域取得了舉世矚目的成就，與此同時，高能耗、高污染、低效率的傳統粗放型建造模式仍然較為普遍，改變現有建筑業的生產方式，發展綠色建筑是引領經濟發展新常態和實現可持續發展的重要戰略。裝配式鋼結構建筑是全壽命周期內的綠色建筑，具有標準化設計、工廠化生產、裝配化施工、一體化裝修，信息化管理等特點。大力推廣裝配式鋼結構建筑，可以減少建筑垃圾和建筑揚塵污染，縮短建造工期，提升工程質量，消化鋼鐵過剩產能，形成鋼材戰略儲備。裝配式鋼結構建筑體系已成為建筑鋼結構發展的新方向和新趨勢。

現有的多高層公共建筑及住宅建筑，一旦發生地震損傷，將導致建筑終止使用，對社會經濟恢復和人民群眾生活將造成嚴重影響，震后的修復工作更是費時費力。如何通過合理的梁柱節點設計，既能保證結構在地震中的抗倒塌能力，又可降低結構震后修復加固的經濟成本和時間成本，實現建筑結構的震后功能可快速恢復，是結構抗震研究的重點問題。

目前已有的裝配式鋼結構梁柱節點破壞時塑性鉸距柱面較近，容易引起節點域柱腹板受剪屈曲、柱翼緣局部屈曲及梁端端板屈服，或易發生梁端撕裂破壞，需通過加設蓋板、加勁肋或邊板等梁端加強措施才能達到梁端塑性鉸外移的目的，不僅對節點加工工藝提出了較高要求，還會引起多條焊縫的復雜應力場問題。且地震產生的塑性變形發生在梁構件主體上，不利于實現震后快速修復。為克服上述問題，本發明專利在專利[201310139115.4]的基礎之上提出了一種可恢復功能的端板裝配式蜂窩腹板梁柱節點連接裝置。

本發明專利提出的一種可恢復功能的端板裝配式蜂窩腹板梁柱節點連接裝置，由帶懸臂梁段的方鋼管柱、蜂窩腹板鋼梁段及兩者的連接裝置組成。帶懸臂梁段的方鋼管柱由上方鋼管柱，中方鋼管柱、下方鋼管柱、上部方環形隔板、下部方環形隔板及懸臂梁段腹板焊接而成。上方鋼管柱、中方鋼管柱分別與上部方環形隔板焊接；下方鋼管柱、中方鋼管柱分別與下部方環形隔板焊接；懸臂梁段腹板分別與上部方環形隔板、中方鋼管柱和下部方環形隔板焊接。蜂窩腹板鋼梁段由兩個蜂窩腹板鋼梁用螺栓拼接而成，蜂窩腹板鋼梁可與樓板在工廠組裝成型，形成模塊化裝配單元，而后在施工現場各裝配單元通過蜂窩腹板鋼梁與帶懸臂梁段的方鋼管柱實現裝配連接。帶懸臂梁段方鋼管柱與蜂窩腹板鋼梁段之間的連接裝置包括上翼緣上連接板、下翼緣下連接板、上翼緣下連接板對、下翼緣上連接板對、翼緣墊板及左、右兩個L形連接件。

連接裝置中的上翼緣連接板和下翼緣連接板可以不設置狗骨削弱區，也可以設置成圓弧狗骨削弱區或平狗骨削弱區，狗骨削弱區的尺寸根據實際情況設計。

方鋼管柱管內中空，或澆筑混凝土；所述的方鋼管柱也可替換為圓鋼管柱。

連接裝置也可采用翼緣單蓋板連接形式。

技術實現要素：

本發明專利提出的一種可恢復功能的端板裝配式蜂窩腹板梁柱節點連接裝置，由帶懸臂梁段的方鋼管柱、蜂窩腹板鋼梁段及兩者的連接裝置組成。

帶懸臂梁段的方鋼管柱由上方鋼管柱，中方鋼管柱、下方鋼管柱、上部方環形隔板、下部方環形隔板及懸臂梁段腹板焊接而成。上方鋼管柱、中方鋼管柱分別與上部方環形隔板焊接；下方鋼管柱、中方鋼管柱分別與下部方環形隔板焊接；懸臂梁段腹板分別與上部方環形隔板、中方鋼管柱和下部方環形隔板焊接。其中，上部方環形隔板與下部方環形隔板均可分為三部分，分別為方環部分、圓弧連接段部分、翼緣段部分；方環部分作為節點域的加強部分，圓弧連接段部分作為梁端部加腋部分，翼緣段部分作為與蜂窩腹板鋼梁段翼緣的連接部分。上方鋼管柱、中方鋼管柱、下方鋼管柱統稱為方鋼管柱。上部方環形隔板、下部方環形隔板的內環尺寸均小于方鋼管柱內環尺寸，外環尺寸均大于方鋼管柱外環尺寸，且方環形隔板厚度大于蜂窩腹板鋼梁段翼緣厚度。

蜂窩腹板鋼梁段由兩個蜂窩腹板鋼梁用螺栓拼接而成，蜂窩腹板鋼梁可與樓板在工廠組裝成型，形成模塊化裝配單元，而后在施工現場各裝配單元通過蜂窩腹板鋼梁與帶懸臂梁段的方鋼管柱實現裝配連接。

帶懸臂梁段方鋼管柱與蜂窩腹板鋼梁段之間的連接裝置包括上翼緣上連接板、下翼緣下連接板、上翼緣下連接板對、下翼緣上連接板對、翼緣墊板及左、右兩個L形連接件。

上翼緣上連接板和上部方環形隔板、翼緣墊板、上翼緣下連接板對、蜂窩腹板鋼梁段上翼緣；下翼緣下連接板和下部方環形隔板、翼緣墊板、下翼緣上連接板對、蜂窩腹板鋼梁段下翼緣；左、右L形連接件和懸臂梁段腹板、蜂窩腹板鋼梁段端板之間均通過單排或多排螺栓群連接。

連接裝置在施工安裝時，先將蜂窩腹板鋼梁段部件通過高強螺栓連接成整體，將懸臂梁段腹板和左、右兩個L形連接件通過高強螺栓連接，再將下翼緣下連接板與蜂窩腹板鋼梁段下翼緣、翼緣墊板、下翼緣連接板對通過高強螺栓連接，將上翼緣上連接板與蜂窩腹板鋼梁段上翼緣、翼緣墊板、上翼緣連接板對通過高強螺栓連接，最后將左、右兩個L形連接件與蜂窩腹板鋼梁段端板通過高強螺栓連接。

連接裝置中的上翼緣連接板和下翼緣連接板可以不設置狗骨削弱區，也可以設置成圓弧狗骨削弱區或平狗骨削弱區，狗骨削弱區的尺寸根據實際情況設計。

方鋼管柱管內中空，或澆筑混凝土；所述的方鋼管柱也可替換為圓鋼管柱。

連接裝置也可采用翼緣單蓋板連接形式。

本專利的優點主要表現在以下幾個方面：

1、不僅能夠適應現行的裝配式鋼結構體系，并且可以通過增加環形隔板的厚度而達到耗能與塑性鉸外移的目的，而無需采取加設蓋板、加勁肋及邊板等梁端加強措施，降低了施工難度，避免了多條焊縫的復雜應力場。

2、本發明的節點連接裝置焊接部分均在工廠內完成，其焊縫精度和質量更易控制，現場只采用高強螺栓、連接板和L形連接件對帶懸臂梁段的方鋼管柱及蜂窩腹板鋼梁段進行裝配，螺栓的緊固工作方便快捷，施工速度與施工質量大大提高，適應裝配式鋼結構的發展。

3、此節點可以通過螺栓及狗骨削弱區布設方式等設計參數，將塑性鉸轉移到可更換的翼緣連接板上，并實現螺栓摩擦滑移及連接板塑性變形的雙重耗能，確保帶懸臂梁段方鋼管柱及中間梁段無損壞或輕微損壞，震后只需更換連接板、L形連接件和高強螺栓即可達到震后可恢復功能的效果，且連接板、L形連接件震后修復時的拆卸和再安裝都方便快捷。

4、兩個蜂窩腹板鋼梁的拼接便于實現蜂窩腹板鋼梁與樓板工廠組裝成型形成模塊化裝配單元，而后在施工現場各裝配單元通過蜂窩腹板鋼梁與帶懸臂梁段的方鋼管柱實現裝配連接。

附圖說明

圖1為一種可恢復功能的端板裝配式蜂窩腹板梁柱節點連接裝置的三維分解示意圖；

圖2為一種可恢復功能的端板裝配式蜂窩腹板梁柱節點連接裝置的三維圖；

圖3為一種可恢復功能的端板裝配式蜂窩腹板梁柱節點連接裝置的正視圖；

圖4為一種可恢復功能的端板裝配式蜂窩腹板梁柱節點連接裝置的側視圖；

圖5為一種可恢復功能的端板裝配式蜂窩腹板梁柱節點連接裝置的俯視圖；

圖6為一種可恢復功能的端板裝配式蜂窩腹板梁柱節點連接裝置(單剪)的三維圖；

圖7為一種可恢復功能的端板裝配式蜂窩腹板梁柱節點連接裝置的翼緣連接板構造形式的俯視圖；

圖8為一種可恢復功能的端板裝配式蜂窩腹板梁柱節點連接裝置與樓板組成的模塊化裝配單元的構造形式的三維圖；

圖9為一種可恢復功能的端板裝配式蜂窩腹板梁柱節點連接裝置的4個模塊化裝配單元裝配完成的俯視圖。

具體實施方式

下面結合附圖，詳細說明本專利的實施方式。

如圖1-5所示，一種可恢復功能的端板裝配式蜂窩腹板梁柱節點連接裝置包括以下部件：

1——上方鋼管柱；

2——中方鋼管柱；

3——下方鋼管柱；

4——上部方環形隔板；

5——下部方環形隔板；

6——懸臂梁段腹板；

7——上翼緣上連接板；

8——下翼緣下連接板；

9——上翼緣下連接板對；

10——下翼緣上連接板對；

11——翼緣墊板；

12——L形連接件；

13——裝配式蜂窩腹板鋼梁；

14——裝配式蜂窩腹板鋼梁端板；

15——混凝土樓板；

16——模塊化裝配單元。

如圖1、2、3、4、5所示，所述的一種可恢復功能的端板裝配式蜂窩腹板梁柱節點連接裝置，由帶懸臂梁段方鋼管柱、蜂窩腹板鋼梁段及兩者的連接裝置組成。帶懸臂梁段方鋼管柱由上方鋼管柱1、中方鋼管柱2、下方鋼管柱3、上部方環形隔板4、下部方環形隔板5及懸臂梁段腹板6焊接而成。上方鋼管柱1、中方鋼管柱2分別與上部方環形隔板4焊接；下方鋼管柱3、中方鋼管柱2分別與下部方環形隔板5焊接；懸臂梁段腹板6與中方鋼管柱2、上部方環形隔板4及下部方環形隔板5焊接。其中，上部方環形隔板4與下部方環形隔板5可分為三部分，分別為方環部分、圓弧連接段部分、翼緣段部分；方環部分作為節點域的加強部分、圓弧連接段部分作為梁端部加腋部分、翼緣段部分作為與蜂窩腹板鋼梁段11翼緣的連接部分。上方鋼管柱1、中方鋼管柱2、下方鋼管柱3統稱為方鋼管柱，上部方環形隔板4、下部方環形隔板5的內環尺寸均小于方鋼管柱內環尺寸，其外環直徑大于方鋼管柱外環尺寸，且方環形隔板厚度大于蜂窩腹板鋼梁段翼緣厚度。

如圖1、2、3、4、5所示，帶懸臂梁段方鋼管柱與蜂窩腹板鋼梁段之間的連接裝置包括上翼緣上連接板7、下翼緣下連接板8、上翼緣下連接板對9、下翼緣上連接板對10、翼緣墊板11及左、右兩個L形連接件12。

如圖1、3、4、5所示，上翼緣上連接板7和上部方環形隔板4、翼緣墊板11、蜂窩腹板鋼梁段13上翼緣、上翼緣下連接板對9；下翼緣下連接板8和下部方環形隔板5、翼緣墊板11、蜂窩腹板鋼梁段13下翼緣、下翼緣上連接板對10；左、右L形連接件12和懸臂梁段腹板6、蜂窩腹板鋼梁段端板14之間均通過單排或多排螺栓群連接。

如圖1、2所示，在現場安裝過程中，先將蜂窩腹板鋼梁段13部件通過高強螺栓連接成整體，將懸臂梁段腹板6和左、右兩個L形連接件12通過高強螺栓連接，再將下翼緣下連接板8與蜂窩腹板鋼梁段13下翼緣、翼緣墊板11、下翼緣上連接板對10通過高強螺栓連接，將上翼緣上連接板7與蜂窩腹板鋼梁段13上翼緣、翼緣墊板11、上翼緣下連接板對9通過高強螺栓連接，最后將左、右兩個L形連接件12與蜂窩腹板鋼梁段端板14通過高強螺栓連接。

如圖2、3、4所示，方鋼管柱管內中空，或澆筑混凝土。所述的方鋼管柱也可替換為圓鋼管柱。

如圖6所示，所述節點連接裝置也可采用翼緣單蓋板連接形式。

如圖7所示，所述的連接裝置中的上翼緣連接板7、9和下翼緣連接板8、10可以不設置狗骨削弱區，也可以設置成圓弧狗骨削弱區或平狗骨削弱區，狗骨削弱區的尺寸根據實際情況設計。

如圖8、9所示，兩個端板裝配式蜂窩腹板鋼梁13的拼接便于實現蜂窩腹板鋼梁13與樓板15在工廠組裝成型形成模塊化裝配單元16，而后在施工現場各裝配單元通過蜂窩腹板鋼梁與帶懸臂梁段的方鋼管柱實現裝配連接。