一種可更換鋼連梁的連接結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種可更換鋼連梁的連接結(jié)構(gòu)，在消能梁段和非消能梁段連接的端部分別設(shè)置有消能梁段端板和非消能梁段端板，在消能梁段端板上設(shè)置有抗剪鍵，在非消能梁段端板上與消能梁段端板上的抗剪鍵位置對應處開設(shè)有鍵槽；在所述消能梁段端板和非消能梁段端板相對應的位置還開設(shè)有高強螺栓連接的螺栓孔；所述抗剪鍵承擔消能梁段和非消能梁段連接處的剪力，所述高強螺栓承擔消能梁段和非消能梁段連接處的彎矩；本實用新型在強震作用下傳力可靠，在強震后拆卸方便，可保證消能梁段的快速更換，實現(xiàn)連梁的快速修復，從而提升高層建筑結(jié)構(gòu)震后功能快速恢復的能力。
【專利說明】一種可更換鋼連梁的連接結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及建筑工程和結(jié)構(gòu)抗震【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種可更換鋼連梁的連接結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]高層、超高層建筑是現(xiàn)代城市的主要建筑形式之一，剪力墻結(jié)構(gòu)或框架-剪力墻結(jié)構(gòu)是高層建筑廣泛采用的結(jié)構(gòu)體系。連梁是剪力墻結(jié)構(gòu)或框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的耗能構(gòu)件，但鋼筋混凝土連梁由于跨高比小，易發(fā)生剪切破壞，變形能力和耗能能力差，地震后修復困難。近年來，提出了可更換鋼連梁，由跨中的可更換消能梁段(或阻尼器)和兩端的非消能梁段組成，通過合理控制消能梁段(或阻尼器)和非消能梁段的承載力之比，可使強震下連梁的損傷和塑性變形集中于消能梁段(或阻尼器)，并耗散地震能量。地震后僅需更換消能梁段(或阻尼器)，便可實現(xiàn)連梁的修復，從而提升高層建筑結(jié)構(gòu)的震后功能快速恢復能力。
[0003]消能梁段(或阻尼器)與非消能梁段之間的連接是可更換鋼連梁的關(guān)鍵技術(shù)之一。該連接既要保證地震作用下傳力可靠，又要保證震后消能梁段易于更換。鋼構(gòu)件常用的連接型式包括焊接與螺栓連接兩種。焊接連接傳力可靠，但不具有可拆卸性，不能實現(xiàn)地震后消能梁段(或阻尼器)的更換要求。螺栓連接具有可拆卸性，但由于連接處剪力和彎矩較大，需要布設(shè)大量的高強螺栓，而往往實際工程中由于連接面有限，螺栓排布困難，甚至無法實現(xiàn)。以往試驗研究還表明，即使采用摩擦型高強螺栓連接，在較大的地震往復作用下，也可能發(fā)生連接處的螺栓滑移。因此，迫切需要開發(fā)一種既傳力可靠、有便于更換的新型連接型式。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種可更換鋼連梁的連接結(jié)構(gòu)，在強震作用下傳力可靠，在強震后拆卸方便，可保證消能梁段(或阻尼器)的快速更換，實現(xiàn)連梁的快速修復，從而提升高層建筑結(jié)構(gòu)震后功能快速恢復的能力。
[0005]為達到上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種可更換鋼連梁的連接結(jié)構(gòu)，在消能梁段I和非消能梁段2連接的端部分別設(shè)置有消能梁段端板6和非消能梁段端板7，在消能梁段I端部的消能梁段端板6上設(shè)置有抗剪鍵4，在非消能梁段2端部的非消能梁段端板7上與消能梁段端板6上的抗剪鍵4位置對應處開設(shè)有鍵槽5 ;在所述消能梁段端板6和非消能梁段端板7相對應的位置還開設(shè)有高強螺栓3連接的螺栓孔；所述抗剪鍵4承擔消能梁段I和非消能梁段2連接處的剪力，所述高強螺栓3承擔消能梁段I和非消能梁段2連接處的彎矩。
[0007]所述消能梁段I的高度小于非消能梁段2時，非消能梁段2的非消能梁段端板7的內(nèi)側(cè)設(shè)置有水平加勁肋，水平加勁肋的布設(shè)位置與消能梁段(I)的翼緣相對應。
[0008]所述消能梁段I和非消能梁段2連接端部分別設(shè)置的消能梁段端板6和非消能梁段端板7、消能梁段端板6上設(shè)置的抗剪鍵4、非消能梁段端板7上開設(shè)的鍵槽5分別隨消能梁段I和非消能梁段2在工廠制作完成。
[0009]所述消能梁段I為工字鋼梁、金屬阻尼器、摩擦阻尼器或粘彈性阻尼器。
[0010]所述抗剪鍵4和消能梁段端板6采用全熔透焊接，并銑去焊腳。
[0011]本實用新型用于可更換鋼連梁的消能梁段或阻尼器與非消能梁段之間；該連接通過抗剪鍵傳遞剪力，通過高強螺栓傳遞彎矩，“彎剪分離”，受力明確；地震后通過拆卸連接，快速更換消能梁段(或阻尼器)，實現(xiàn)連梁的震損修復。本實用新型和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點:
[0012]1.傳力可靠?？辜翩I傳遞剪力的能力大，高強螺栓可有效傳遞彎矩，大尺寸試件的試驗表明，地震往復作用下，本實用新型的連接結(jié)構(gòu)傳力可靠，由于抗剪鍵與鍵槽楔合緊密，端板間無滑移，保證了鋼連梁的整體性。
[0013]2.施工簡便。端板、抗剪鍵、鍵槽等均隨梁段(或阻尼器)在工廠制作完成，現(xiàn)場將抗剪鍵楔入鍵槽，再安裝高強螺栓，現(xiàn)場施工快速便捷。
[0014]3.拆卸容易。強震后，拆除高強螺栓，將消能梁段(或阻尼器)沿鍵槽方向推出，然后將新的消能梁段(或阻尼器)沿鍵槽方向楔入，安裝高強螺栓，便可實現(xiàn)連梁修復。試驗表明，采用本實用新型的連接型式時，2個工人半小時便可完成一組消能梁段(或阻尼器)的更換。
[0015]4.經(jīng)濟性好。端板、抗剪鍵均為一般鋼材,抗剪鍵和鍵槽的加工也不復雜,且本實用新型的連接型式使用的高強螺栓數(shù)量少，因此經(jīng)濟性優(yōu)良。
[0016]總之，本實用新型在強震作用下傳力可靠，在強震后拆卸方便，可保證消能梁段(或阻尼器)的快速更換，實現(xiàn)連梁的快速修復，從而提升高層建筑結(jié)構(gòu)震后功能快速恢復的能力。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型的構(gòu)造示意圖。
[0018]圖2為圖1的俯視圖。
[0019]圖3a為抗剪鍵和鍵槽楔合前示意圖。
[0020]圖3b為抗剪鍵和鍵槽楔合后示意圖。
[0021]圖4為本實用新型在混合聯(lián)肢剪力墻鋼連梁中的應用。
[0022]圖5為本實用新型在地震力作用下的變形和受力示意圖。
[0023]圖6為使用本實用新型的消能梁段在強震后更換示意圖。

【具體實施方式】
[0024]以下結(jié)合附圖及具體實施例，對本實用新型作進一步的詳細描述。
[0025]如圖1、圖2和圖3a和圖3b所示，本實用新型一種可更換鋼連梁的連接結(jié)構(gòu)，在消能梁段I和非消能梁段2連接的端部分別設(shè)置有消能梁段端板6和非消能梁段端板7，在消能梁段I端部的消能梁段端板6上設(shè)置有抗剪鍵4，在非消能梁段2端部的非消能梁段端板7上與消能梁段端板6上的抗剪鍵4位置對應處開設(shè)有鍵槽5 ;在所述消能梁段端板6和非消能梁段端板7相對應的位置還開設(shè)有高強螺栓3連接的螺栓孔。所述抗剪鍵4承擔消能梁段I和非消能梁段2連接處的剪力，所述高強螺栓3承擔消能梁段I和非消能梁段2連接處的彎矩。
[0026]作為本實用新型的優(yōu)選實施方式，所述消能梁段I的高度小于非消能梁段2時，非消能梁段2的非消能梁段端板7的內(nèi)側(cè)設(shè)置有水平加勁肋，水平加勁肋的布設(shè)位置與消能梁段I的翼緣相對應，保證消能梁段I翼緣的拉力有效傳遞。
[0027]作為本實用新型的優(yōu)選實施方式，所述消能梁段I和非消能梁段2連接端部分別設(shè)置的消能梁段端板6和非消能梁段端板7、消能梁段端板6上設(shè)置的抗剪鍵4、非消能梁段端板7上開設(shè)的鍵槽5分別隨消能梁段I和非消能梁段2在工廠制作完成。
[0028]作為本實用新型的優(yōu)選實施方式，所述消能梁段I為工字鋼梁、金屬阻尼器、摩擦阻尼器或粘彈性阻尼器。
[0029]作為本實用新型的優(yōu)選實施方式，所述抗剪鍵4和消能梁段端板6采用全熔透焊接，并銑去焊腳；鍵槽5為端板7上直接開槽而成。
[0030]本實用新型的現(xiàn)場組裝方法為:先將抗剪鍵4沿水平方向楔入至鍵槽5，再通過安裝和扭緊高強螺栓3將消能梁段端板6和非消能梁段端板7完全貼合。
[0031]采用鋼筋混凝土剪力墻時，可將組裝好的鋼連梁埋入到兩側(cè)的墻肢內(nèi)；如圖4所示，當采用鋼骨(或鋼管)混凝土剪力墻時，可將鋼連梁與墻肢邊緣的鋼骨(或鋼管)焊接，在鋼連梁上方澆注混凝土樓板。
[0032]如圖5所示，強震作用下，鋼連梁的損傷和塑性變形集中于消能梁段(或阻尼器)I。連接處，抗剪鍵4傳遞地震引起的剪力，高強螺栓3傳遞地震引起的彎矩，連接處不發(fā)生地震損傷。
[0033]如圖6所示，地震后，樓層可能存在殘余位移，根據(jù)連梁的實際殘余轉(zhuǎn)角，確定新的消能梁段(或阻尼器)I的幾何尺寸、抗剪鍵4的位置和尺寸。消能梁段(或阻尼器)I的長度可略小于原長度，抗剪鍵4的尺寸略小于原尺寸，以保證能順利裝入，空隙處可采用鐵片填充。強震后，現(xiàn)場拆除連接，更換消能梁段(或阻尼器)1，實現(xiàn)連梁的震損修復。
【權(quán)利要求】
1.一種可更換鋼連梁的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于:在消能梁段(I)和非消能梁段(2)連接的端部分別設(shè)置有消能梁段端板(6)和非消能梁段端板(7)，在消能梁段(I)端部的消能梁段端板(6)上設(shè)置有抗剪鍵(4)，在非消能梁段(2)端部的非消能梁段端板(7)上與消能梁段端板(6)上的抗剪鍵(4)位置對應處開設(shè)有鍵槽(5);在所述消能梁段端板(6)和非消能梁段端板(7)相對應的位置還開設(shè)有高強螺栓(3)連接的螺栓孔；所述抗剪鍵(4)承擔消能梁段(I)和非消能梁段(2)連接處的剪力，所述高強螺栓(3)承擔消能梁段(I)和非消能梁段(2)連接處的彎矩。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可更換鋼連梁的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述消能梁段(I)的高度小于非消能梁段(2)時，非消能梁段(2)的非消能梁段端板(7)的內(nèi)側(cè)設(shè)置有水平加勁肋，水平加勁肋的布設(shè)位置與消能梁段(I)的翼緣相對應。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可更換鋼連梁的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述消能梁段(I)和非消能梁段(2)連接端部分別設(shè)置的消能梁段端板(6)和非消能梁段端板(7)、消能梁段端板(6)上設(shè)置的抗剪鍵(4)、非消能梁段端板(7)上開設(shè)的鍵槽(5)分別隨消能梁段(I)和非消能梁段(2)在工廠制作完成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可更換鋼連梁的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述消能梁段(I)為工字鋼梁、金屬阻尼器、摩擦阻尼器或粘彈性阻尼器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可更換鋼連梁的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述抗剪鍵(4)和消能梁段端板(6)采用全熔透焊接，并銑去焊腳。
【文檔編號】E04B1/58GK204040209SQ201420348438
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月26日
【發(fā)明者】紀曉東, 王彥棟, 馬琦峰, 錢稼茹 申請人:清華大學