[发明专利]具有复合耗能机制的自复位钢质梁柱节点

说明书

本发明提供一种具有复合耗能机制的自复位钢质梁柱节点，包括两个外约束板和一个内转动板；所述内转动板的内端被两个所述外约束板的内端夹持，并通过销轴转动连接；围绕所述销轴的中心设置有多个穿过外约束板和内转动板的耗能钢棒，所述内转动板的外端与钢梁固定连接，所述外约束板的外端与钢柱固定连接；预应力钢绞线的一端穿过钢柱并通过锁紧螺栓与所述钢柱固定连接，另一端穿过所述内转动板的外端和所述钢梁的端板，并通过锁紧螺栓与所述钢梁固定连接；所述预应力钢绞线为所述内转动板和所述外约束板发生转动位移后提供复位力。本发明采用钢绞线进行复位，未增加节点在空间上的需求，能够确保墙体、楼板的正常装配。

技术领域

本发明涉及土木建筑结构技术领域，具体而言是一种具有复合耗能机制的自复位钢质梁柱节点。

背景技术

梁柱节点作为钢结构及预制混凝土结构的主要组成部分，是结构的关键承载部件。已有震害表明，地震作用下梁柱节点极易发生塑性变形，进而破坏失效导致整体结构丧失正常使用功能。

传统的抗震设计方法往往致使节点震后产生严重损伤及不可恢复的残余变形，最终导致结构难以修复影响其正常使用功能。近年来，具有自复位、高耗能性能的梁柱节点已成国际研究热点。现有研究往往仅局限于单一耗能机制，难以满足结构复杂的耗能需求；复位系统与耗能系统的繁琐布局增加了其使用空间，增加了楼板、墙体等部件的装配难度；耗能组件不便于拆卸，难以进行震后更换。

发明内容

根据上述技术问题，而提供一种具有复合耗能机制的自复位钢质梁柱节点。本发明主要利用预应力钢绞线进行复位，通过钢棒弯拉变形及橡胶剪切变形进行复合耗能，可应用于钢结构也可将其端板焊接于混凝土预制件内嵌钢筋之上进而制作成预制混凝土梁柱构件。

本发明采用的技术手段如下：

具有复合耗能机制的自复位钢质梁柱节点，所述节点包括两个外约束板和一个内转动板；所述内转动板的内端被两个所述外约束板的内端夹持，并通过销轴转动连接；围绕所述销轴的中心设置有多个耗能钢棒，且所述耗能钢棒穿过两个所述外约束版和所述内转动板；所述内转动板的外端与钢梁固定连接，所述外约束板的外端与钢柱固定连接；

还包括至少一个预应力钢绞线，所述预应力钢绞线的一端穿过钢柱并通过锁紧螺栓与所述钢柱固定连接，另一端穿过所述内转动板的外端和所述钢梁的端板，并通过锁紧螺栓与所述钢梁固定连接；通过锚具预拉所述预应力钢绞线为所述内转动板和所述外约束板发生转动形变后提供复位力。

优选地，所述外约束板与所述内转动板之间设置有套设在所述销轴上的橡胶。

优选地，所述销轴包括位于中部的销轴凸起和所述销轴凸起的两侧外延销轴；所述转动内板的内端供所述销轴穿过的转动板轴孔与所述销轴凸起相适配；

所述外约束板的内端供所述销轴穿过的约束板轴孔与所述外延销轴相适配

优选地，所述转动内板的内端两侧分别具有转动板凸起，所述外约束版的内端的内侧具有与所述转动板凸起相适配的约束板凸起，所述销轴凸起端面与所述约束板凸起表面贴合，防止外约束板向内发生平面外弯曲。

所述橡胶的外径与所述转动板凸起的外径相适配，其包括橡胶圈，且所述橡胶圈的中心具有与所述销轴凸起相适配的橡胶轴孔；

所述橡胶圈通过所述橡胶轴孔套设在所述销轴凸起的外端，且端面与所述销轴凸起的端面平齐，所述橡胶圈的两侧面分别与所述转动板凸起和所述约束板凸起固定连接，固定连接的方式采用硫化或粘结，所述转动内板与所述外约束板发生相对转动时，所述橡胶圈产生剪切变形进行耗能。

优选地，所述耗能钢棒在其与所述外约束板和所述内约束板连接处具有外径增大的钢棒加强段，位于所述外约束板和所述内约束板之间的部分形成钢棒屈服段；且所述耗能钢棒的两端通过钢棒约束螺母锁死。