本發(fā)明涉及一種可恢復(fù)功能的裝配式波形腹板梁柱節(jié)點(diǎn)連接裝置，屬于結(jié)構(gòu)工程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

改革開放以來，我國在城市建設(shè)領(lǐng)域取得了舉世矚目的成就，與此同時(shí)，高能耗、高污染、低效率的傳統(tǒng)粗放型建造模式仍然較為普遍，與新型城鎮(zhèn)化、工業(yè)化、信息化的發(fā)展要求相距甚遠(yuǎn)。改變現(xiàn)有建筑業(yè)的生產(chǎn)方式，發(fā)展綠色建筑是引領(lǐng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展新常態(tài)和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略。裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑具有標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工廠化生產(chǎn)、裝配化施工、一體化裝修，信息化管理等特點(diǎn)，是全壽命周期內(nèi)的綠色建筑。大力推廣裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑，可以減少建筑垃圾和建筑揚(yáng)塵污染、縮短建造工期、提升工程質(zhì)量、消化鋼鐵過剩產(chǎn)能、形成鋼材戰(zhàn)略儲(chǔ)備。目前，裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系已成為建筑鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的新方向和新趨勢(shì)。

波形腹板工形構(gòu)件作為一種節(jié)能、節(jié)材、綠色環(huán)保的新型鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，在國內(nèi)外工程領(lǐng)域已被廣泛運(yùn)用。波形腹板工形構(gòu)件由波形腹板與平直翼緣通過高頻連續(xù)焊接組成，可替代傳統(tǒng)的普通焊接H型鋼、工字鋼等。它與傳統(tǒng)的平腹板工形構(gòu)件相比不僅節(jié)省了材料、減輕了自身重量，還提高了工形構(gòu)件的面外抗彎剛度與扭轉(zhuǎn)剛度，能夠保證構(gòu)件在超過高寬比的限值時(shí)，構(gòu)件仍能滿足在制作、運(yùn)輸及安裝過程中的剛度要求，減少了因構(gòu)件腹板剛度不足給施工帶來的不便。

目前，現(xiàn)有的裝配式波形腹板梁柱連接節(jié)點(diǎn)和栓焊式梁柱節(jié)點(diǎn)的破壞形式大體相同，即會(huì)發(fā)生區(qū)域內(nèi)的整體破壞，震后無法快速恢復(fù)功能，這使得裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的震后修復(fù)及加固與傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)建筑無異，無法實(shí)現(xiàn)“可快速恢復(fù)功能的裝配式”。若裝配式波形腹板梁柱節(jié)點(diǎn)構(gòu)造合理且設(shè)計(jì)理論完善，則可將可能發(fā)生在梁柱構(gòu)件上的破壞轉(zhuǎn)移為可更換部件的局部損傷破壞，震后只需利用裝配式鋼結(jié)構(gòu)可快速安裝和拆卸的優(yōu)點(diǎn)更換局部損壞部件即可恢復(fù)結(jié)構(gòu)的整體使用功能，有效提升裝配式鋼結(jié)構(gòu)的抗震能力及震后可修復(fù)能力。為此，本發(fā)明專利提出了一種可恢復(fù)功能的裝配式波形腹板梁柱節(jié)點(diǎn)連接裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出了一種可恢復(fù)功能的裝配式波形腹板梁柱節(jié)點(diǎn)連接裝置，其目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，滿足節(jié)點(diǎn)各項(xiàng)力學(xué)性能，提高結(jié)構(gòu)體系的剛度、穩(wěn)定性、承載力及震后修復(fù)能力，實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)剛性連接，提高結(jié)構(gòu)的裝配化程度，提升構(gòu)件的拼裝速度，充分適應(yīng)多高層裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系的要求與特點(diǎn)。

一種可恢復(fù)功能的裝配式波形腹板梁柱節(jié)點(diǎn)連接裝置，由帶懸臂梁段圓鋼管柱、波形腹板工形梁段及兩者的連接裝置組成；

帶懸臂梁段圓鋼管柱由上圓鋼管柱、中圓鋼管柱、下圓鋼管柱、上部環(huán)形隔板、下部環(huán)形隔板及懸臂梁段腹板焊接而成。上圓鋼管柱、中圓鋼管柱分別與上部環(huán)形隔板焊接；下圓鋼管柱、中圓鋼管柱分別與下部環(huán)形隔板焊接；懸臂梁段腹板分別與上部環(huán)形隔板、中圓鋼管柱及下部環(huán)形隔板焊接。其中，上部環(huán)形隔板與下部環(huán)形隔板均分為三部分，分別為圓環(huán)部分、圓弧連接段部分、翼緣段部分。圓環(huán)部分作為節(jié)點(diǎn)域的加強(qiáng)部分，圓弧連接段部分作為梁端部加腋部分，翼緣段部分作為與波形腹板工形梁段翼緣的連接部分。上圓鋼管柱、中圓鋼管柱、下圓鋼管柱統(tǒng)稱為圓鋼管柱。上部環(huán)形隔板、下部環(huán)形隔板的內(nèi)環(huán)尺寸均小于圓鋼管柱內(nèi)環(huán)尺寸，外環(huán)尺寸均大于圓鋼管柱外環(huán)尺寸，且環(huán)形隔板厚度大于波形腹板工形梁段翼緣厚度；波形腹板工形梁段由波形腹板工形梁和波形腹板工形梁段端板焊接而成；連接裝置包括上翼緣連接板，下翼緣連接板，兩個(gè)L形連接件，橡膠墊及高強(qiáng)螺栓。其中，上翼緣連接板和上部環(huán)形隔板、波形腹板工形梁段上翼緣；下翼緣連接板和下部環(huán)形隔板、波形腹板工形梁段下翼緣；兩個(gè)L形連接件和懸臂梁段腹板、波形腹板工形梁段端板均通過單排或多排螺栓群連接；

連接裝置在施工安裝時(shí)，先將下翼緣連接板通過第3螺栓群與帶懸臂梁段圓鋼管柱的下部環(huán)形隔板連接，將懸臂梁段腹板和兩個(gè)L形連接件通過第5螺栓群連接，而后將波形腹板工形梁段放置在外伸下翼緣連接板上，通過第6螺栓群將兩個(gè)L形連接件、橡膠墊和波形腹板工形梁段端板連接，再通過第4螺栓群將下翼緣連接板與波形腹板工形梁段下翼緣固定，最后上翼緣連接板通過第1螺栓群、第2螺栓群分別與上部環(huán)形隔板、波形腹板工形梁段上翼緣連接；

圓鋼管柱管內(nèi)中空，或澆筑混凝土；

波形腹板工形梁段的波形腹板可采用直角形波形腹板、梯形波形腹板、三角波形腹板或正弦波浪腹板。

本專利的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1、不僅能夠適應(yīng)現(xiàn)行的裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系，并且可以通過增加環(huán)形隔板的厚度而達(dá)到耗能與塑性鉸外移的目的，而無需采取加設(shè)蓋板、加勁肋及邊板等梁端加強(qiáng)措施，降低了施工難度，避免了多條焊縫的復(fù)雜應(yīng)力場(chǎng)。

2、懸臂梁段與波形腹板工形梁段的上下翼緣均采用翼緣單蓋板的連接方式，故可先將下翼緣連接板與下部環(huán)形隔板栓接，波形腹板工形梁段可搭在帶懸臂梁段圓鋼管柱下翼緣外伸連接板上，降低了吊裝難度，加快了施工進(jìn)度，且拼裝處臺(tái)階式構(gòu)造使波形腹板工形梁段放置到位后與懸臂梁段互相咬合，易于現(xiàn)場(chǎng)拼裝定位。

3、此節(jié)點(diǎn)還可以通過調(diào)整螺栓孔大小、橡膠墊的厚度及螺栓等設(shè)計(jì)參數(shù)，將塑性鉸轉(zhuǎn)移到可更換的翼緣連接板上，并實(shí)現(xiàn)螺栓摩擦滑移及連接板塑性變形的雙重耗能，確保帶懸臂梁段圓鋼管柱及波形腹板工形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(qiáng)螺栓即可達(dá)到震后可恢復(fù)功能的效果。

附圖說明

圖1為一種可恢復(fù)功能的裝配式波形腹板梁柱節(jié)點(diǎn)連接裝置的三維圖；

圖2為一種可恢復(fù)功能的裝配式波形腹板梁柱節(jié)點(diǎn)連接裝置的拆分圖；

圖3為一種可恢復(fù)功能的裝配式波形腹板梁柱節(jié)點(diǎn)連接裝置的三維安裝示意圖；

圖4為一種可恢復(fù)功能的裝配式波形腹板梁柱節(jié)點(diǎn)連接裝置的正視圖；

圖5為一種可恢復(fù)功能的裝配式波形腹板梁柱節(jié)點(diǎn)連接裝置的側(cè)視圖；

圖6為一種可恢復(fù)功能的裝配式波形腹板梁柱節(jié)點(diǎn)連接裝置的俯視圖；

圖7為一種可恢復(fù)功能的裝配式波形腹板梁柱節(jié)點(diǎn)連接裝置的波形腹板形式示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖1～7詳細(xì)說明本專利的實(shí)施方式。

一種可恢復(fù)功能的裝配式梁柱節(jié)點(diǎn)連接裝置的構(gòu)造形式包括以下部件：

1——上圓鋼管柱；

2——中圓鋼管柱；

3——下圓鋼管柱；

4——上部環(huán)形隔板；

5——下部環(huán)形隔板；

6——懸臂梁段腹板；

7——波形腹板工形梁；

8——上翼緣連接板；

9——下翼緣連接板；

10——L形連接件；

11——波形腹板工形梁段端板；

12——橡膠墊；

13——第1螺栓群；

14——第2螺栓群；

15——第3螺栓群；

16——第4螺栓群；

17——第5螺栓群；

18——第6螺栓群；

19——直角形波形腹板；

20——梯形波形腹板；

21——三角波形腹板；

22——正弦波浪腹板。

下面將結(jié)合附圖具體說明本發(fā)明節(jié)點(diǎn)的具體連接方式。

如圖1、2、3、4、5、6所示，帶懸臂梁段圓鋼管柱由上圓鋼管柱1、中圓鋼管柱2、下圓鋼管柱3、上部環(huán)形隔板4、下部環(huán)形隔板5及懸臂梁段腹板6焊接而成；上圓鋼管柱1、中圓鋼管柱2分別與上部環(huán)形隔板4焊接；下圓鋼管柱3、中圓鋼管柱2分別與下部環(huán)形隔板5焊接；懸臂梁段腹板6分別與上部環(huán)形隔板4、中圓鋼管柱2及下部環(huán)形隔板5焊接；其中，上部環(huán)形隔板4與下部環(huán)形隔板5均分為三部分，分別為圓環(huán)部分、圓弧連接段部分、翼緣段部分；圓環(huán)部分作為節(jié)點(diǎn)域的加強(qiáng)部分，圓弧連接段部分作為梁端部加腋部分，翼緣段部分作為與波形腹板工形梁段翼緣的連接部分；上圓鋼管柱1、中圓鋼管柱2、下圓鋼管柱3統(tǒng)稱為圓鋼管柱；上部環(huán)形隔板4、下部環(huán)形隔板5的內(nèi)環(huán)尺寸均小于圓鋼管柱內(nèi)環(huán)尺寸，外環(huán)尺寸均大于圓鋼管柱外環(huán)尺寸，且上部環(huán)形隔板4、下部環(huán)形隔板5厚度大于波形腹板工形梁段翼緣厚度；波形腹板工形梁段由波形腹板工形梁7和波形腹板工形梁段端板11焊接而成；連接裝置包括上翼緣連接板8，下翼緣連接板9，L形連接件10，橡膠墊12及高強(qiáng)螺栓；其中，上翼緣連接板8和上部環(huán)形隔板4、波形腹板工形梁段上翼緣；下翼緣連接板9和下部環(huán)形隔板5、波形腹板工形梁段下翼緣；L形連接件10和懸臂梁段腹板6、波形腹板工形梁段端板11均通過單排或多排螺栓群連接；

如圖3所示，連接裝置在施工安裝時(shí)，先將下翼緣連接板9通過第3螺栓群15與帶懸臂梁段圓鋼管柱的下部環(huán)形隔板5連接，將懸臂梁段腹板6和兩個(gè)L形連接件10通過第5螺栓群17連接，而后將波形腹板工形梁段放置在外伸下翼緣連接板9上，通過第6螺栓群18將兩個(gè)L形連接件10、橡膠墊12和波形腹板工形梁段端板11連接，再通過第4螺栓群16將下翼緣連接板9與波形腹板工形梁段下翼緣固定，最后上翼緣連接板8通過第1螺栓群13、第2螺栓群14分別與上部環(huán)形隔板4、波形腹板工形梁段上翼緣連接；

如圖1、2、3、4、所示，圓鋼管柱可管內(nèi)中空，或澆筑混凝土；

如圖7所示，波形腹板工形梁段的波形腹板可采用直角形波形腹板19、梯形波形腹板20、三角波形腹板21和正弦波浪腹板22。