[发明专利]一种偏心支撑钢结构可更换耗能梁段的连接节点

说明书

本发明属于建筑钢结构工程领域的一种偏心支撑钢结构可更换耗能梁段的连接节点，技术方案为：耗能梁段位于两个偏心支撑的端部之间；框架梁与耗能梁段水平连接；耗能梁段的梁顶标高低于框架梁的梁顶标高，使耗能梁段与顶部的楼板脱开；框架梁端板与框架梁的梁端部焊接连接；耗能梁段端板与耗能梁段的端部焊接连接；框架梁端板和耗能梁段端板通过高强螺栓连接；高强螺栓的最外排须位于耗能梁段的翼缘外侧；翼缘和耗能梁段端板之间设置外加劲板。其解决了常规钢框架‑偏心支撑结构耗能梁段连接节点无法实现震后可修复问题，且不降低其耗能效果。

技术领域

本发明属于建筑钢结构工程领域，具体涉及一种偏心支撑钢结构耗能梁段的连接节点。

背景技术

钢框架-偏心支撑结构是支撑和框架构件的杆件工作线不交汇于一点，两根支撑端部之间或一根支撑端部与柱之间形成耗能梁段，并可通过耗能梁段进行耗能减震的一种结构体系。

在高烈度地震区，结构设计中地震起主要控制作用，选择结构体系时侧重于减小地震力和提高结构延性，而纯钢结构具有明显的优势。钢框架-偏心支撑结构，兼顾了框架结构和框架-中心支撑结构两种结构体系的优点，不仅可以提供高效的抗侧刚度、优越的延性，减轻结构自重从而减小地震力，而且又能灵活适应核心筒的功能需求，如设备管线穿越、各种走道和门洞的布置。此结构体系在高烈度地区的高层建筑中应用具有明显优势。

钢框架-偏心支撑结构在地震作用下的损伤主要集中在耗能梁段，而常规钢框架-偏心支撑结构的耗能梁段不易更换或更换代价大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种传力可靠、易于更换的一种偏心支撑钢结构可更换耗能梁段的连接节点。其解决了常规钢框架-偏心支撑结构耗能梁段连接节点无法实现震后可修复问题，且不降低其耗能效果。

本发明是技术方案为：耗能梁段位于两个偏心支撑的端部之间；框架梁与耗能梁段水平连接；耗能梁段的梁顶标高低于框架梁的梁顶标高，使耗能梁段与顶部的楼板脱开；框架梁端板与框架梁的端部焊接连接；耗能梁段端板与耗能梁段的端部焊接连接；框架梁端板和耗能梁段端板通过高强螺栓连接；高强螺栓的最外排须位于耗能梁段的翼缘外侧；翼缘和耗能梁段端板之间设置外加劲板。

作为一种优化，基于上述技术特征，耗能梁段的梁顶标高与框架梁的梁顶标高差不小于150毫米。即耗能梁段与上部楼板的脱开距离不小于150毫米。耗能梁段与混凝土楼板脱开是为了方便耗能梁段更换，同时不影响楼面使用。

上述技术方案中，耗能梁段端板和框架梁端板的连接满足承载力和刚性连接的要求。高强螺栓承担连接处的全部剪力、弯矩、轴力，端板和连接满足耗能梁段全截面进入塑性时保持弹性的能力。各构件的尺寸计算可根据实际工程荷载及现有规范、公式得出。

高强螺栓的最外排须位于耗能梁段的翼缘外侧，这样有助于提高连接的抗弯承载力，实现强连接弱构件。耗能梁段翼缘和耗能梁段端板之间设置外加劲板可有效减小耗能梁段端板的变形，从而提高端板连接的刚度。

本专利技术基于可更换损伤元、功能可恢复结构的设计概念，提出一种可更换的耗能梁段的连接节点，以实现震后修复的可能性和便利性。本发明相对现有技术，具有如下优点和有益效果：

（1）本发明提出一种可更换偏心支撑结构耗能梁段的连接节点，耗能梁段在震后易于拆卸更换，实现了震后可修复的可能性和便利性，且不影响楼面使用功能；

（2）具备与传统耗能梁段基本相同的连接刚度，不影响整体结构刚度；

（3）耗能梁段端板和框架梁端板的连接可满足强连接弱耗能梁段的构造要求，不影响耗能梁段的耗能减震效果；

（4）高强螺栓连接构造简单，传力可靠，承担连接处的所有剪力、弯矩、轴力。

附图说明

图1 是可更换偏心支撑结构耗能梁段的连接节点的正视图。