一種可更換的梁柱節點地震損傷控制裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及結構工程抗震技術領域，尤其涉及一種可更換的梁柱節點地震損傷控制裝置。
【背景技術】
[0002]鋼結構具有強度高、質量輕、抗震性能好、施工周期短等特點，被認為是抗震性能最好的結構形式之一。隨著鋼結構設計和制造、安裝技術的發展，其在工程實踐中的應用越來越廣泛。但是大量震害資料與試驗研究表明:地震作用下，梁柱的節點處應力值較大，尤其是焊接部位附近的鋼材容易發生脆性斷裂，嚴重影響到結構在地震下的安全，并導致建筑在地震后無法快速恢復使用。
[0003]為了減少鋼結構框架梁柱節點在地震作用下發生脆性斷裂的發生，并確保框架梁屈服后仍然能保持較好的延性，以達到耗散地震能量的作用，科研與工程中提出了一系列改進措施，包括削弱梁端截面、改善焊接連接構造等。其中，梁端削弱處理是人為削弱連接節點附近梁的上下翼緣截面，使梁削弱截面的承載力小于節點破壞需要的力，不僅可以避免節點發生脆性斷裂，還可利用梁屈服后的塑性耗能能力來耗散地震能量。
[0004]大量試驗表明該類節點在地震作用下表現出了良好的延性，但是它也存在明顯缺陷和不足:首先，為了防止在削弱截面產生應力集中，施工過程中對加工工藝的精度要求很高，工序復雜，施工周期長，經濟消耗大。其次，隨著經濟的發展，對建筑物的抗震要求不斷提高，不再僅僅停留在“大震不倒”的基本要求上，而是要求地震后建筑可以盡快恢復使用，削弱部位的損傷和變形可導致建筑難以修復或無法快速恢復使用，帶來巨大的經濟代價。地震后快速替換或修復受損部位，盡快恢復建筑使用功能，減少因強地震破壞造成的直接和間接損失，是提升我國地震災害防御整體水平的必要環節。因此，此類節點遭受強震以后，梁端形成塑性鉸，具有較大的殘余變形，不能實現快速替換或修復的目標，需要進一步改善。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于解決上述現有技術存在的不足，提供一種可更換的梁柱節點地震損傷控制裝置。本發明作為耗能元件安裝在結構中，當結構遭受超過設防烈度等級的地震時，本發明抗震裝置進入塑性工作狀態并耗散大量地震能量，主體結構保持彈性;地震動結束后，對損傷元件可以逐一進行快速更換，結構使用功能不中斷或快速恢復。
[0006]—種可更換的梁柱節點地震損傷控制裝置，包括:翼緣耗能保險絲，所述翼緣耗能保險絲設置在兩兩梁翼緣板的連接縫隙之間，且梁翼緣板的上下面分別設置有翼緣耗能保險絲，翼緣耗能保險絲上設置有螺栓孔，上下兩面的翼緣耗能保險絲通過摩擦型高強螺栓固定在一起。
[0007]進一步地，如上所述的可更換的梁柱節點地震損傷控制裝置，所述翼緣耗能保險絲上的螺栓孔間距、大小能夠調節。
[0008]進一步地，如上所述的可更換的梁柱節點地震損傷控制裝置，所述翼緣耗能保險絲的中間部分位置有弧形耗能段。
[0009]進一步地，如上所述的可更換的梁柱節點地震損傷控制裝置，所述弧形耗能段的弧度、長度能夠調節。
[0010]進一步地，如上所述的可更換的梁柱節點地震損傷控制裝置，所述翼緣耗能保險絲并排安裝有多個。
[0011]進一步地，如上所述的可更換的梁柱節點地震損傷控制裝置，包括梁腹板，在兩兩梁腹板之間的連接處設置有腹板連接板，所述腹板連接板上設置有長圓孔，梁腹板與腹板連接板之間通過摩擦型高強螺栓固定連接在一起。有益效果:
[0012]本發明裝置結構簡單可靠，安裝方便;可對結構進行損傷控制，保護連接節點；具備耗散地震引起的振動能量，減小建筑在地震下的振動響應;具有較好的可更換性，地震結束可以在不影響建筑使用的條件下對損傷元件進行快速替換。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明可更換的梁柱節點地震損傷控制裝置安裝示意圖一；
[0014]圖2為圖1的俯視圖；
[0015]圖3為圖1的A-A向剖視圖；
[0016]圖4為腹板連接板示意圖；
[0017]圖5為翼緣耗能保險絲示意圖；
[0018]圖6為本發明可更換的梁柱節點地震損傷控制裝置安裝示意圖二。
【具體實施方式】
[0019]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面本發明中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明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0020]實施例1
[0021]圖1為本發明可更換的梁柱節點地震損傷控制裝置安裝示意圖一，圖2為圖1的俯視圖；圖3為圖1的A-A向剖視圖，如圖1-圖3所示，本發明提供的可更換的梁柱節點地震損傷控制裝置，包括:翼緣耗能保險絲3，所述翼緣耗能保險絲3設置在兩兩梁翼緣板I的連接縫隙之間，且梁翼緣板I的上下面分別設置有翼緣耗能保險絲3，翼緣耗能保險絲上設置有螺栓孔，上下兩面的翼緣耗能保險絲3通過摩擦型高強螺栓5固定在梁翼緣板I上。
[0022]本發明可用普通鋼結構或高強鋼結構的梁柱節點，翼緣耗能保險絲3使用普通強度鋼材或低屈服點鋼材加工制作，具有較好的延性與耗能能力。本發明在工作時，當結構的內力增大到一定程度，翼緣耗能保險絲3首先進入屈服狀態，組織梁端內力繼續增長，保護焊接連接和主體構件不受損壞，同時耗散地震能量;地震結束以后，損壞的翼緣耗能保險絲可通過擰動螺栓快速逐一更換，確保建筑在地震后功能不中斷或稍加修復即可恢復使用。
[0023]優選地，所述翼緣耗能保險絲3上的螺栓孔間距、大小能夠調節。
[0024]優選地，如圖5所示，為保護焊接連接部位和提高結構耗能能力，所述翼緣耗能保險絲3的中間部位斷面減小，為弧形削弱屈服耗能段。
[0025]優選地，為保護焊接連接部位和提高結構耗能能力，所述弧形耗能段的弧度、長度能夠調節。耗能段曲線形狀可調，并可在耗能段內部開孔進行斷面削弱。
[0026]優選地，所述翼緣耗能保險絲3并排安裝有多個，安裝數量可調。
[0027]進一步地，結合圖4，如上所述的可更換的梁柱節點地震損傷控制裝置，還包括梁腹板2，所述梁腹板2與翼緣板I構成梁，在兩兩梁腹板2之間的連接處設置有腹板連接板4，所述腹板連接板4上設置有長圓孔，梁腹板2與腹板連接板4通過摩擦型高強螺栓5固定連接在一起。
[0028]具體地，當出現地震使翼緣耗能保險絲3形變時，腹板連接板4上的長圓孔，可以保證其相連的兩段梁有一定的相對轉動能力，確保腹板連接板4不受損壞并承擔所有垂直于梁的剪力。
[0029]組裝時，調整節點梁與中間梁至安裝位置，腹板連接板4安裝在梁腹板2兩側，采用摩擦型高強螺栓5連接，使摩擦型高強螺栓5位于腹板連接板4長圓孔的中心位置。調整翼緣耗能連接板3的位置，與梁翼緣板I預開孔匹配，采用摩擦型高強螺栓5連接。腹板連接板4僅用于傳遞梁中剪力，長圓孔保證梁具有一定的轉動能力，翼緣耗能保險絲3能夠進入耗能工作階段。
[0030]圖5、圖6是本實施例翼緣耗能保險絲的示意圖。通過調整削弱截面方式及鋼板厚度可以實現不同強度和剛度組合。
[0031 ]本實施例適用于無樓板連接節點，如工業廠房。遭受地震后，翼緣耗能保險絲3可逐一拆除、替換，替換過程中結構仍保持較高的承載能力;腹板連接板4 一般不會有損傷，無需更換。
[0032]實施例2
[0033]圖6為本發明可更換的梁柱節點地震損傷控制裝置安裝示意圖二，在實施例1的基礎上，增加了混凝土樓板9。混凝土樓板9采用現場澆筑的方式，通過抗剪栓釘10保證二者的協同工作。
[0034]本實施例適用于有樓板連接節點，如住宅。遭受地震后，由于現澆混凝土樓板9的保護，上側翼緣耗能保險絲3—般不會遭受損傷，僅需替換梁底部耗能保險絲即可。
[0035]最后應說明的是:以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制;盡管參照前述實施例對本發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明各實施例技術方案的精神和范圍。
【主權項】
1.一種可更換的梁柱節點地震損傷控制裝置，其特征在于，包括:翼緣耗能保險絲(3)，所述翼緣耗能保險絲(3)設置在兩兩梁翼緣板(I)的連接縫隙之間，且梁翼緣板(I)的上下面分別設置有翼緣耗能保險絲(3)，翼緣耗能保險絲(3)上設置有螺栓孔，上下兩面的翼緣耗能保險絲(3)通過摩擦型高強螺栓(5)和梁翼緣板(I)連接固定。2.根據權利要求1所述的可更換的梁柱節點地震損傷控制裝置，其特征在于，翼緣耗能保險絲(3)上的螺栓孔間距、大小能夠調節。3.根據權利要求1所述的可更換的梁柱節點地震損傷控制裝置，其特征在于，所述翼緣耗能保險絲(3)的中間部分有弧形耗能段。4.根據權利要求3所述的可更換的梁柱節點地震損傷控制裝置，其特征在于，所述弧形耗能段的弧度、長度能夠調節。5.根據權利要求1所述的可更換的梁柱節點地震損傷控制裝置，其特征在于，所述翼緣耗能保險絲(3)并排安裝有多個，其數量和位置可調。6.根據權利要求1所述的可更換的梁柱節點地震損傷控制裝置，其特征在于，所述梁腹板(2)通過腹板連接板(4)連接而成，所述腹板連接板(4)上設置有長圓孔，梁腹板(2)與腹板連接板(4)通過摩擦型高強螺栓(5)連接在一起。
【專利摘要】本發明提供一種可更換的梁柱節點地震損傷控制裝置，包括：翼緣耗能保險絲，所述翼緣耗能保險絲設置在兩兩梁翼緣板的連接縫隙之間，且梁翼緣板的上下面分別設置有翼緣耗能保險絲，翼緣耗能保險絲上設置有螺栓孔，翼緣耗能保險絲通過摩擦型高強螺栓與梁翼緣連接固定。本發明裝置結構簡單可靠，安裝方便；可對結構進行損傷控制，保護連接節點；具備耗散地震引起的振動能量，減小建筑在地震下的振動響應；具有較好的可更換性，地震結束可以在不影響建筑使用的條件下對損傷元件進行快速替換。
【IPC分類】E04B1/58, E04B1/24, E04B1/98
【公開號】CN105569204
【申請號】CN201610068796
【發明人】林旭川, 胡陽陽, 李吉超
【申請人】中國地震局工程力學研究所
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2016年2月1日