一種可恢復功能的端板裝配式槽鋼開洞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槽鋼開洞梁柱節點連接裝置，屬于結構工程技術領域。

背景技術：

裝配式建筑體系具有設計制造周期短、設計生產一體化、工人勞動強度低、生產效率高、節能環保、綜合經濟效益好等顯著優點，現已成為歐美日澳等發達國家重要的建筑住宅形式。

繼北嶺地震和阪神地震之后，人們對梁柱焊接剛性連接節點破壞原因進行了廣泛而深入的研究，并提出了多種改進梁柱節點抗震性能的措施。可主要分為改善梁柱節點焊縫性能和使塑性鉸外移兩種類型，其中對塑性鉸外移的研究偏多。而框架梁與柱通過懸臂梁段的連接方式，可以利用自身構造特點使塑性鉸位置從柱面外移，并且利用高強螺栓的滑移進行耗能。在保證梁柱節點強度的條件下，以此種方式來保護梁柱節點免于脆性破壞。這種梁柱連接節點由兩部分組成，一是梁與柱的焊接連接，由工廠加工完成；二是梁與梁的拼接，在施工現場完成。梁柱焊接連接加工在工廠完成，不但便于制作而且使焊縫精度和質量得到保證。梁梁拼接采用摩擦型高強螺栓連接，安裝方便快捷。由于在工地只進行高強螺栓拼接，不需要現場施焊，受場地氣候條件的影響較小，使施工速度大大提高。現有的梁柱節點主要存在以下缺點：①梁柱連接多采用現場焊接的連接形式，焊縫質量無法得到保證，且梁柱連接處的焊縫在地震作用下易發生脆性斷裂；②在柱端多采用加拼接板或加腋的加強方式，多條焊縫疊加，產生的應力較為復雜。③裝配式鋼結構建筑的安裝和拆卸過程可以實現全裝配式，但在震后修復方面，與傳統鋼結構建筑無異，無法實現“可快速恢復功能的裝配式”。

為克服上述問題，本發明專利提出了一種可恢復功能的端板裝配式槽鋼開洞梁柱節點連接裝置。

本發明專利提出的一種可恢復功能的端板裝配式槽鋼開洞梁柱節點連接裝置，由帶懸臂梁段的方鋼管柱、槽鋼開洞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，上部方形隔板，下部方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形隔板焊接；下方鋼管柱、中方鋼管柱分別與下部方形隔板焊接。槽鋼開洞梁段由兩個槽鋼開洞梁通過第1螺栓群連接而成，槽鋼開洞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槽鋼開洞梁與帶懸臂梁段方鋼管柱實現裝配連接。帶懸臂梁段的方鋼管柱與槽鋼開洞梁段之間的連接裝置由上翼緣上連接板，下翼緣下連接板，上翼緣下連接板，下翼緣上連接板，上翼緣墊板，下翼緣墊板，L型連接板，槽鋼開洞梁端板及高強螺栓群組成。

所述的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。

所述的方鋼管柱管內中空，或澆筑混凝土；所述的方鋼管柱也可替換為圓鋼管柱。

所述節點連接裝置也可采用翼緣單蓋板連接形式。

技術實現要素：

本發明提出一種可恢復功能的端板裝配式槽鋼開洞梁柱節點連接裝置，屬于結構工程領域。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和拼接板對帶懸臂梁段的方鋼管柱及槽鋼開洞梁段進行裝配，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。

一種可恢復功能的端板裝配式槽鋼開洞梁柱節點連接裝置，由帶懸臂梁段的方鋼管柱、槽鋼開洞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，上部方形隔板，下部方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形隔板焊接；下方鋼管柱、中方鋼管柱分別與下部方形隔板焊接；懸臂梁段腹板四周分別與上部方形隔板、中方鋼管柱及下部方形隔板焊接；其中，上部方形隔板與下部方形隔板分為三部分，分別為方環部分、方弧連接段部分、翼緣段部分。方環部分作為節點域的加強部分、方弧連接段部分作為梁端部加腋部分、翼緣段部分作為與槽鋼開洞梁段的拼接部分。上部方形隔板、下部方形隔板的內方尺寸均小于方鋼管柱內方尺寸，外方尺寸均大于方鋼管柱外方尺寸，且方形隔板厚度大于槽鋼開洞梁段翼緣厚度；

槽鋼開洞梁段由兩個槽鋼開洞梁用螺栓拼接而成，槽鋼開洞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槽鋼開洞梁與帶懸臂梁段方鋼管柱實現裝配連接。槽鋼開洞梁的上翼緣與上翼緣上連接板、上翼緣墊板和上翼緣下連接板通過高強螺栓連接而成，槽鋼開洞梁的下翼緣與下翼緣下連接板、下翼緣墊板和下翼緣上連接板通過高強螺栓連接而成，槽鋼開洞梁段腹板一側與槽鋼開洞梁端板焊接；同時，槽鋼開洞梁端板通過高強螺栓與L型連接板連接在帶懸臂梁段的方鋼管柱主體上；

帶懸臂梁段的方鋼管柱與槽鋼開洞梁段之間的連接裝置由上翼緣上連接板，下翼緣下連接板，上翼緣下連接板，下翼緣上連接板，上翼緣墊板，下翼緣墊板，L型連接板，槽鋼開洞梁端板及高強螺栓群組成；

上翼緣上連接板和上部方形隔板、槽鋼開洞梁段；上翼緣下連接板和上翼緣墊板、上翼緣上連接板；下翼緣上連接板和下翼緣墊板、下翼緣下連接板；L型連接板和槽鋼開洞梁端板；下翼緣下連接板和下部方形隔板、槽鋼開洞梁段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，先將兩個槽鋼開洞梁通過第1螺栓群連接，其次，將下翼緣下連接板通過螺栓群與下部方形隔板、下翼緣上連接板連接，將下翼緣墊板和槽鋼開洞梁段先后放置在外伸下翼緣下連接板上。同時，將L型連接板與懸臂梁腹板通過預留螺孔用螺栓連接。最后，將上翼緣上連接板通過螺栓群分別與上部方形隔板、上翼緣墊板、槽鋼開洞梁段連接，將L型連接板與槽鋼開洞梁端板通過螺栓群連接，至此裝配完成；

方鋼管柱可管內中空，或澆筑混凝土，也可替換為圓鋼管柱；

所述的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。

所述節點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，并且可以通過拼接節點設計較弱與增加方形加強隔板的厚度共同作用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、連接板和連接件對帶懸臂梁段的方鋼管柱及槽鋼開洞梁段進行裝配，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、此節點還可以通過調整螺栓孔大小、螺栓及狗骨削弱區布設方式等設計參數，來提高節點的延性以及轉動能力，并保證節點有良好的耗能能力，在大震時可以保證建筑不發生倒塌，從而保護人員的生命安全。

4、槽鋼開洞梁可實現管線的貫穿，極大的發揮了梁自身的結構優勢；同時，兩個槽鋼開洞梁的拼接便于實現槽鋼開洞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槽鋼開洞梁與帶懸臂梁段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槽鋼開洞梁柱節點連接裝置的構造形式的三維圖；

圖2為一種可恢復功能的端板裝配式槽鋼開洞梁柱節點連接裝置的構造形式的三維現場安裝圖；

圖3為一種可恢復功能的端板裝配式槽鋼開洞梁柱節點連接裝置的構造形式的正視圖；

圖4為一種可恢復功能的端板裝配式槽鋼開洞梁柱節點連接裝置的構造形式的側視圖；

圖5為一種可恢復功能的端板裝配式槽鋼開洞梁柱節點連接裝置的構造形式的俯視圖；

圖6為一種可恢復功能的端板裝配式槽鋼開洞梁柱節點連接裝置(單蓋板)的構造形式的三維圖；

圖7為一種可恢復功能的端板裝配式槽鋼開洞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槽鋼開洞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槽鋼開洞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所示，一種可恢復功能的端板裝配式槽鋼開洞梁柱節點連接裝置包括以下部件：

1——上方鋼管柱；

2——上部方形隔板；

3——中方鋼管柱；

4——下部方形隔板；

5——下方鋼管柱；

6——下翼緣上連接板；

7——上翼緣上連接板；

8——L型連接板；

9——懸臂梁段腹板；

10——下翼緣墊板；

11——下翼緣下連接板；

12——上翼緣下連接板；

13——上翼緣墊板；

14——第1螺栓群；

15——槽鋼開洞梁；

16——槽鋼開洞梁端板；

17——混凝土樓板；

18——模塊化裝配單元。

如圖1、3、4、5所示，帶懸臂梁段的方鋼管柱由上方鋼管柱(1)，中方鋼管柱(3)，下方鋼管柱(5)，上部方形隔板(2)，下部方形隔板(4)、懸臂梁段腹板(9)及組成懸臂梁段L型連接板(8)。上方鋼管柱(1)、中方鋼管柱(3)分別與上部方形隔板(2)焊接；下方鋼管柱(5)、中方鋼管柱(3)分別與下部方形隔板(4)焊接；懸臂梁段腹板(9)與中方鋼管柱(3)、上部方形隔板(2)及下部方形隔板(4)焊接；懸臂梁段腹板(9)與L型連接板(8)、上翼緣下連接板(12)、下翼緣上連接板(6)、上翼緣墊板(13)、下翼緣墊板(10)、上翼緣上連接板(7)及下翼緣下連接板(11)進行拼接。其中，上部方形隔板(2)與下部方形隔板(4)分為三部分，分別為方環部分、方弧連接段部分、翼緣段部分。方環部分作為節點域的加強部分、方弧連接段部分作為梁端部加腋部分、翼緣段部分作為與槽鋼開洞梁段的拼接部分。上部方形隔板(2)、下部方形隔板(4)的內方尺寸均小于方鋼管柱內方尺寸，其外方直徑大于方鋼管柱外方尺寸，且方形隔板厚度大于槽鋼開洞梁段翼緣厚度；

如圖2所示，槽鋼開洞梁段由槽鋼開洞梁(15)及第一螺栓群(14)拼接而成；槽鋼開洞梁端板(16)與槽鋼開洞梁(15)腹板焊接。

帶懸臂梁段的方鋼管柱與槽鋼開洞梁段之間的連接裝置由上翼緣上連接板(7)，下翼緣下連接板(11)，L型連接板(8)，上翼緣墊板(13)，下翼緣墊板(10)，上翼緣下連接板(12)，下翼緣上連接板(6)，槽鋼開洞梁端板(16)及高強螺栓群組成。

上翼緣上連接板(7)和上部方形隔板(2)、槽鋼開洞梁段；上翼緣下連接板(12)和上翼緣墊板(13)、上翼緣上連接板(7)；下翼緣上連接板(6)和下翼緣墊板(10)、下翼緣下連接板(11)；L型連接板(8)和槽鋼開洞梁端板(16)；下翼緣下連接板(11)和下部方形隔板(4)、槽鋼開洞梁段之間均通過單排或多排螺栓群連接；

上方鋼管柱(1)，中方鋼管柱(3)，下方鋼管柱(5)可管內中空，或澆筑混凝土；所述的方鋼管柱也可替換為圓鋼管柱；

如圖7所示，上翼緣上連接板(7)和下翼緣下連接板(11)、上翼緣下連接板(12)和下翼緣上連接板(6)處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2所示，在現場安裝過程中，先將兩個槽鋼開洞梁(15)通過第1螺栓群(14)連接，其次，將下翼緣下連接板(11)通過螺栓群與下部方形隔板(4)、下翼緣上連接板(6)連接，將下翼緣墊板(10)和槽鋼開洞梁段先后放置在外伸下翼緣下連接板(11)上。同時，將L型連接板(8)與懸臂梁腹板通過預留螺孔用螺栓連接。最后，將上翼緣上連接板(7)通過螺栓群分別與上部方形隔板(2)、上翼緣墊板(13)、槽鋼開洞梁段連接，將L型連接板(8)與槽鋼開洞梁端板(16)通過螺栓群連接，至此裝配完成。

梁柱連接節點采用翼緣雙板拼接，在梁柱節點進行現場拼裝時，槽鋼開洞梁段(15)可搭在與下部方形隔板(4)連接好的下翼緣下連接板(11)上，降低了吊裝難度，加快了施工進度，且拼裝處臺階式構造使槽鋼開洞梁段放置到位后與帶懸臂梁段的互相咬合，易于現場拼裝定位。

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8、9所示，所述節點連接裝置中的槽鋼開洞梁(15)可與樓板(17)在工廠組裝成型，形成模塊化裝配單元(18)，而后在施工現場各裝配單元通過槽鋼開洞梁與帶懸臂梁段方鋼管柱實現裝配連接。