一種基于適度屈曲控制的構件損傷控制保險絲裝置的制作方法

本發明屬于結構工程抗震技術領域，涉及一種基于適度屈曲控制原理的、利用金屬材料屈服耗能保護建筑結構的震后可快速進行更換的損傷控制保險絲裝置。

背景技術：

梁端布置損傷控制保險絲連接板的鋼結構梁柱節點是一種新型的、基于損傷控制原理的、可以有效提高結構震后快速恢復能力的鋼結構框架梁柱節點連接裝置。典型的使用損傷控制保險絲的鋼框架梁柱節點是這樣的：1）框架梁在靠近柱翼緣的端部打斷并采用保險絲連接板和腹板連接板連接在一起；2）保險絲連接板在梁截斷處采用高強摩擦型螺栓與梁翼緣連接在一起；3）在設計時梁截斷處的保險絲連接板的截面強度低于原本梁翼緣截面的強度，在遭受超過設防烈度的地震時時，損傷控制保險絲連接板在梁翼緣屈服前屈服并發生局部屈曲保護梁翼緣不產生損傷；4）發生損傷的保險絲連接板可以在震后快速對其進行損傷識別和更換，使結構在震后可以快速恢復使用功能；5）腹板連接板與梁腹板之間使用螺栓連接在一起并開長圓孔，僅承擔剪力。按照設計目標采用這種新型鋼結構梁柱節點的結構可以有效提高其震后可快速修復能力，減少修復時間并降低修復成本。但是通過試驗研究表明這類采用損傷控制保險絲的梁柱節點在保險絲連接板發生屈曲之后會較快的發生明顯的強度退化，節點在受損后承載力明顯下降，這限制了這類新型節點的應用。

技術實現要素：

本發明旨在克服上述的傳統的損傷控制保險絲裝置所存在的問題，提出一種基于適度屈曲控制原理的構件損傷控制保險絲裝置。

一種基于適度屈曲控制的構件損傷控制保險絲裝置，由保險絲連接板和屈曲控制裝置構成的一種梁柱節點損傷控制裝置,包括兩塊梁翼緣板，所述兩塊梁翼緣板之間安裝有梁腹板，所述梁腹板上安裝有梁腹板，其中每塊梁翼緣板上安裝有翼緣耗能保險絲，所述屈曲控制裝置包括曲屈約束蓋板和曲屈約束螺栓，所述曲屈約束蓋板和曲屈約束螺栓將保險絲連接板的削弱段夾持在中間。

所述翼緣耗能保險絲中部削弱段的形式為開長圓孔，長圓孔的長度和寬度基于保險絲設計確定。

所述曲屈約束蓋板上開有圓孔，并通過曲屈約束螺栓將曲屈約束蓋板翼緣耗能保險絲固定。

所述曲屈約束螺栓僅提供將曲屈約束蓋板和翼緣耗能保險絲約束在一起的預緊力，不完全擰緊。

所述腹板連接板上開有水平長圓孔而梁腹板對應位置開孔為圓孔。

本發明是對翼緣耗能保險絲的改進，不僅具有翼緣耗能保險絲的安裝方便、簡單可靠，可以有效保護梁柱節點、耗散地震能量，具有可更換性等有益效果；同時它還可以有效控制保險絲的屈曲程度，使節點在保險絲屈曲后獲得更穩定的承載力的同時提高節點的耗能能力。

附圖說明

圖1是本發明實施例一的安裝示意圖；

圖2、圖3是本發明實施例一的剖視圖；

圖4是本發明實施例一的腹板連接板示意圖；

圖5本發明實施例一的翼緣耗能保險絲示意圖；

圖6是本發明實施例二的安裝示意圖。

圖中1.梁翼緣板，2.梁腹板，3.翼緣耗能保險絲，4.曲屈約束蓋板，5.曲屈約束螺栓，6.腹板連接板，7.摩擦型高強螺栓，8.柱翼緣，9.柱腹板，10.節點加勁肋，11.抗剪栓釘， 12.混凝土樓板。

具體實施方式

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作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。

實施例1

圖1是本實施例的安裝示意圖。本實施例是由梁翼緣板1，梁腹板2，翼緣耗能保險絲3，曲屈約束蓋板4，曲屈約束螺栓5，腹板連接板6，摩擦型高強螺栓7，柱翼緣8，柱腹板9，節點加勁肋10組成。組裝時，調整節點梁與中間梁至安裝位置，腹板連接板6安裝在梁腹板2兩側，采用摩擦型高強螺栓7連接，使摩擦型高強螺栓7位于腹板連接板6長圓孔的中心位置，腹板連接板6僅用于傳遞梁中剪力，腹板連接板6上的長圓孔保證梁具有一定的轉動能力。翼緣耗能保險絲3通過螺栓與梁翼緣板1連接，安裝時調整翼緣耗能連接板3的位置，與梁翼緣板1預開孔匹配，采用摩擦型高強螺栓7連接；曲屈約束螺栓5穿過翼緣耗能保險絲3中部的長圓孔和曲屈約束蓋板4上的圓孔，將二者約束在一起。

圖2是本實施例的a-a剖視圖，位于梁翼緣外側的翼緣耗能保險絲3并排放置，通過摩擦型高強螺栓與梁翼緣板1連接。

圖3是本實施例的b-b斷面圖，曲屈約束蓋板4上開有圓孔，并通過曲屈約束螺栓5將曲屈約束蓋板4和損傷控制保險絲3約束一起。

圖4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。

圖5是本實施例腹板連接板的示意圖。通過調整長圓孔長度可以滿足不同變形能力需求。

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6一般不會有損傷，無需更換。

實施例2

圖6是本實施例的安裝示意圖。在實施例1的基礎上，增加了混凝土樓板11。混凝土樓板11采用現場澆筑的方式，通過抗剪栓釘12保證二者的協同工作。

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11的保護，該側翼緣耗能保險絲3一般不會遭受損傷，僅需替換梁底部耗能保險絲即可。

本發明解決其技術問題所采用的工作原理：

本發明設置于鋼框架結構的梁柱節點附件，構件損傷控制保險絲采用普通鋼或低屈服點鋼加工制作，具有較好的延性。損傷控制的原理如下：（1）當建筑遭受超過預期的地震時，本發明首先于主體框架發生屈服，阻止相關構件內力的快速增長，使主體框架保持彈性狀態，并提供一定耗能能力。（2）隨著保險絲塑性變形的增加，梁翼緣受壓側的損傷控制保險絲發生屈曲，保險絲所在梁斷面承載力達到峰值，該承載力正好低于構件發生損傷所需的內力。（3）隨著構件變形的繼續增大，與一般損傷控制保險絲在曲屈后承載力迅速降低不同，基于適度曲屈控制的保險絲可維持保險絲所在斷面承載力基本穩定，有利于提高結構耗能能力和控制結構變形。（4）本發明的適度曲屈原理體現在，當損傷控制保險絲屈曲達到一定程度時，曲屈約束蓋板和曲屈約束螺栓進入工作狀態，限制保險絲屈曲變形的過度發展，使損傷控制保險絲獲得穩定的曲屈后承載力。（5）在地震結束后，不中斷建筑的使用的情況下，可以快速逐個對受損的損傷控制保險絲進行更換。

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。