本專利涉及一種可恢復(fù)功能的端板裝配式蜂窩腹板梁柱節(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(kāi)放以來(lái)，我國(guó)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，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)建筑是全壽命周期內(nèi)的綠色建筑，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)。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(guò)剩產(chǎn)能，形成鋼材戰(zhàn)略儲(chǔ)備。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)。

現(xiàn)有的多高層公共建筑及住宅建筑，一旦發(fā)生地震損傷，將導(dǎo)致建筑終止使用，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)恢復(fù)和人民群眾生活將造成嚴(yán)重影響，震后的修復(fù)工作更是費(fèi)時(shí)費(fèi)力。如何通過(guò)合理的梁柱節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，既能保證結(jié)構(gòu)在地震中的抗倒塌能力，又可降低結(jié)構(gòu)震后修復(fù)加固的經(jīng)濟(jì)成本和時(shí)間成本，實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的震后功能可快速恢復(fù)，是結(jié)構(gòu)抗震研究的重點(diǎn)問(wèn)題。

目前已有的裝配式鋼結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)破壞時(shí)塑性鉸距柱面較近，容易引起節(jié)點(diǎn)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(fā)生梁端撕裂破壞，需通過(guò)加設(shè)蓋板、加勁肋或邊板等梁端加強(qiáng)措施才能達(dá)到梁端塑性鉸外移的目的，不僅對(duì)節(jié)點(diǎn)加工工藝提出了較高要求，還會(huì)引起多條焊縫的復(fù)雜應(yīng)力場(chǎng)問(wèn)題。且地震產(chǎn)生的塑性變形發(fā)生在梁構(gòu)件主體上，不利于實(shí)現(xiàn)震后快速修復(fù)。為克服上述問(wèn)題，本發(fā)明專利在專利[201310139115.4]的基礎(chǔ)之上提出了一種可恢復(fù)功能的端板裝配式蜂窩腹板梁柱節(jié)點(diǎn)連接裝置。

本發(fā)明專利提出的一種可恢復(fù)功能的端板裝配式蜂窩腹板梁柱節(jié)點(diǎn)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(huán)形隔板、下部方環(huán)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(huán)形隔板焊接；下方鋼管柱、中方鋼管柱分別與下部方環(huán)形隔板焊接；懸臂梁段腹板分別與上部方環(huán)形隔板、中方鋼管柱和下部方環(huán)形隔板焊接。蜂窩腹板鋼梁段由兩個(gè)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(xiàn)場(chǎng)各裝配單元通過(guò)蜂窩腹板鋼梁與帶懸臂梁段的方鋼管柱實(shí)現(xiàn)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(duì)、下翼緣上連接板對(duì)、翼緣墊板及左、右兩個(gè)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(shè)置狗骨削弱區(qū)，也可以設(shè)置成圓弧狗骨削弱區(qū)或平狗骨削弱區(qū)，狗骨削弱區(qū)的尺寸根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)。

方鋼管柱管內(nèi)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(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明專利提出的一種可恢復(fù)功能的端板裝配式蜂窩腹板梁柱節(jié)點(diǎn)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(huán)形隔板、下部方環(huán)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(huán)形隔板焊接；下方鋼管柱、中方鋼管柱分別與下部方環(huán)形隔板焊接；懸臂梁段腹板分別與上部方環(huán)形隔板、中方鋼管柱和下部方環(huán)形隔板焊接。其中，上部方環(huán)形隔板與下部方環(huán)形隔板均可分為三部分，分別為方環(huán)部分、圓弧連接段部分、翼緣段部分；方環(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(tǒng)稱為方鋼管柱。上部方環(huán)形隔板、下部方環(huán)形隔板的內(nèi)環(huán)尺寸均小于方鋼管柱內(nèi)環(huán)尺寸，外環(huán)尺寸均大于方鋼管柱外環(huán)尺寸，且方環(huán)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(gè)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(xiàn)場(chǎng)各裝配單元通過(guò)蜂窩腹板鋼梁與帶懸臂梁段的方鋼管柱實(shí)現(xiàn)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(duì)、下翼緣上連接板對(duì)、翼緣墊板及左、右兩個(gè)L形連接件。

上翼緣上連接板和上部方環(huán)形隔板、翼緣墊板、上翼緣下連接板對(duì)、蜂窩腹板鋼梁段上翼緣；下翼緣下連接板和下部方環(huán)形隔板、翼緣墊板、下翼緣上連接板對(duì)、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(guò)單排或多排螺栓群連接。

連接裝置在施工安裝時(shí)，先將蜂窩腹板鋼梁段部件通過(guò)高強(qiáng)螺栓連接成整體，將懸臂梁段腹板和左、右兩個(gè)L形連接件通過(guò)高強(qiáng)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(duì)通過(guò)高強(qiáng)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(duì)通過(guò)高強(qiáng)螺栓連接，最后將左、右兩個(gè)L形連接件與蜂窩腹板鋼梁段端板通過(guò)高強(qiáng)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(shè)置狗骨削弱區(qū)，也可以設(shè)置成圓弧狗骨削弱區(qū)或平狗骨削弱區(qū)，狗骨削弱區(qū)的尺寸根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)。

方鋼管柱管內(nèi)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(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(guò)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(wú)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、本發(fā)明的節(jié)點(diǎn)連接裝置焊接部分均在工廠內(nèi)完成，其焊縫精度和質(zhì)量更易控制，現(xiàn)場(chǎng)只采用高強(qiáng)螺栓、連接板和L形連接件對(duì)帶懸臂梁段的方鋼管柱及蜂窩腹板鋼梁段進(jìn)行裝配，螺栓的緊固工作方便快捷，施工速度與施工質(zhì)量大大提高，適應(yīng)裝配式鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展。

3、此節(jié)點(diǎn)可以通過(guò)螺栓及狗骨削弱區(qū)布設(shè)方式等設(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，確保帶懸臂梁段方鋼管柱及中間梁段無(wú)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，且連接板、L形連接件震后修復(fù)時(shí)的拆卸和再安裝都方便快捷。

4、兩個(gè)蜂窩腹板鋼梁的拼接便于實(shí)現(xiàn)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(xiàn)場(chǎng)各裝配單元通過(guò)蜂窩腹板鋼梁與帶懸臂梁段的方鋼管柱實(shí)現(xiàn)裝配連接。

附圖說(shuō)明

圖1為一種可恢復(fù)功能的端板裝配式蜂窩腹板梁柱節(jié)點(diǎn)連接裝置的三維分解示意圖；

圖2為一種可恢復(fù)功能的端板裝配式蜂窩腹板梁柱節(jié)點(diǎn)連接裝置的三維圖；

圖3為一種可恢復(fù)功能的端板裝配式蜂窩腹板梁柱節(jié)點(diǎn)連接裝置的正視圖；

圖4為一種可恢復(fù)功能的端板裝配式蜂窩腹板梁柱節(jié)點(diǎn)連接裝置的側(cè)視圖；

圖5為一種可恢復(fù)功能的端板裝配式蜂窩腹板梁柱節(jié)點(diǎn)連接裝置的俯視圖；

圖6為一種可恢復(fù)功能的端板裝配式蜂窩腹板梁柱節(jié)點(diǎn)連接裝置(單剪)的三維圖；

圖7為一種可恢復(fù)功能的端板裝配式蜂窩腹板梁柱節(jié)點(diǎn)連接裝置的翼緣連接板構(gòu)造形式的俯視圖；

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

圖9為一種可恢復(fù)功能的端板裝配式蜂窩腹板梁柱節(jié)點(diǎn)連接裝置的4個(gè)模塊化裝配單元裝配完成的俯視圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，詳細(xì)說(shuō)明本專利的實(shí)施方式。

如圖1-5所示，一種可恢復(fù)功能的端板裝配式蜂窩腹板梁柱節(jié)點(diǎn)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(huán)形隔板；

5——下部方環(huán)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(duì)；

10——下翼緣上連接板對(duì)；

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(fù)功能的端板裝配式蜂窩腹板梁柱節(jié)點(diǎn)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(huán)形隔板4、下部方環(huán)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(huán)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(huán)形隔板5焊接；懸臂梁段腹板6與中方鋼管柱2、上部方環(huán)形隔板4及下部方環(huán)形隔板5焊接。其中，上部方環(huán)形隔板4與下部方環(huán)形隔板5可分為三部分，分別為方環(huán)部分、圓弧連接段部分、翼緣段部分；方環(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(tǒng)稱為方鋼管柱，上部方環(huán)形隔板4、下部方環(huán)形隔板5的內(nèi)環(huán)尺寸均小于方鋼管柱內(nèi)環(huán)尺寸，其外環(huán)直徑大于方鋼管柱外環(huán)尺寸，且方環(huán)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(duì)9、下翼緣上連接板對(duì)10、翼緣墊板11及左、右兩個(gè)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(huán)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(duì)9；下翼緣下連接板8和下部方環(huán)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(duì)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(guò)單排或多排螺栓群連接。

如圖1、2所示，在現(xiàn)場(chǎng)安裝過(guò)程中，先將蜂窩腹板鋼梁段13部件通過(guò)高強(qiáng)螺栓連接成整體，將懸臂梁段腹板6和左、右兩個(gè)L形連接件12通過(guò)高強(qiáng)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(duì)10通過(guò)高強(qiáng)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(duì)9通過(guò)高強(qiáng)螺栓連接，最后將左、右兩個(gè)L形連接件12與蜂窩腹板鋼梁段端板14通過(guò)高強(qiáng)螺栓連接。

如圖2、3、4所示，方鋼管柱管內(nèi)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(jié)點(diǎn)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(shè)置狗骨削弱區(qū)，也可以設(shè)置成圓弧狗骨削弱區(qū)或平狗骨削弱區(qū)，狗骨削弱區(qū)的尺寸根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)。

如圖8、9所示，兩個(gè)端板裝配式蜂窩腹板鋼梁13的拼接便于實(shí)現(xiàn)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(xiàn)場(chǎng)各裝配單元通過(guò)蜂窩腹板鋼梁與帶懸臂梁段的方鋼管柱實(shí)現(xiàn)裝配連接。