[发明专利]一种扩翼型梁端打孔的钢框架节点

说明书

本发明涉及一种钢框架节点设计，尤其一种扩翼型梁端打孔的钢框架节点，一种扩翼型梁端打孔的钢框架节点，包括钢柱、钢梁，与钢柱相连接的钢梁端部两侧设置扩翼，其特征是，所述扩翼上设置若干个孔，扩翼上的若干个孔沿着塑性铰外移路线均匀分布。本发明通过连续小孔去分散梁端应力集中现象，减少凹弧扩翼型钢框架梁柱节点在地震作用下塑性铰的应力集中、延性不足等问题，提高节点延性性能及更好地实现塑性铰外移。

技术领域

本发明涉及一种钢框架节点设计，尤其是采用扩翼型梁端打孔实现塑性铰外移的钢框架节点设计。

背景技术

梁柱连接处节点在钢框架设计中占有举足轻重的地位，它直接关系到整个结构的安全性、可靠性及经济指标等。因此，对于钢结构建筑来说，对钢结构梁柱连接处节点力学性能和抗震性能的研究，防止节点在地震作用下发生脆性断裂破坏和其它方式的破坏，改良节点的抗震性能是很有必要的。强震作用下钢结构框架破坏或倒塌的最直接原因是大量梁柱节点和部分构件发生屈服、屈曲、破坏，使钢框架恢复力退化，产生无法恢复的塑性变形，再加上P-Δ效应，导致结构失去承受竖向荷载的能力，发生部分动力失稳，局部乃至整体倒塌。基于此现象，研究人员提出改善钢框架梁柱节点抗震性能的基本途径是将塑性铰外移。通过对钢梁截面进行加强或削弱，迫使塑性铰先在梁上产生，并远离梁端部，从而避免在梁柱节点焊缝处过早产生裂缝而发生脆断破坏，使梁端塑性变形在削弱区或加强区的位置出现并扩展，充分发挥钢材的延性性能，以达到“强节点弱构件”的设计宗旨。基于塑性铰外移的思想，近年来研究成果主要集中于加强型和削弱型两种新型延性节点，在加强型节点中，凹弧扩翼型节点凭借其耗散能力强、更好的塑性铰外移能力得到了很多关注。

发明目的

本发明针对钢框架在地震作用下存在的节点易发生脆性断裂破坏和其它方式的破坏及梁柱端塑性铰延性不足等问题，提出一种在钢框架凹弧扩翼型节点梁端打孔的措施，通过连续小孔去分散梁端应力集中现象。本发明减少凹弧扩翼型钢框架梁柱节点在地震作用下塑性铰的应力集中、延性不足等问题，提高节点延性性能及更好地实现塑性铰外移的扩翼型梁端打孔节点。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种扩翼型梁端打孔的钢框架节点，包括钢柱、钢梁，其特征是，与钢柱相连接的钢梁端部两侧设置扩翼，扩翼上设置若干个孔，扩翼上的若干个孔沿着塑性铰外移路线均匀分布。

优选的，所述钢梁和钢柱为采用《钢结构设计标准》GB50017-2017设计的梁和柱。

优选的，所述扩翼为直角梯形结构，直角梯形结构的斜腰为弧形结构，直角梯形结构的直腰与钢柱相连接。

本发明由普通钢梁、普通钢柱、扩翼型梁端打孔节点组成；所述的普通钢梁和普通钢柱为采用《钢结构设计标准》GB50017-2017设计的梁和柱。所述扩翼型梁端打孔节点为采用在扩翼处合理打孔的节点，沿着塑性铰外移路线均匀分布。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：原有的钢框架梁端凹弧扩翼型节点使得塑性铰先在梁上产生，并远离梁端部，从而避免在梁柱节点焊缝处过早产生裂缝而发生脆断破坏，使梁端塑性变形的位置出现并扩展。本发明在原有节点的基础上采用了扩翼型梁端打孔的设计方法，以减少扩翼处塑性铰的应力集中，帮助塑性铰更好地外移，充分发挥钢材的延性性能，以达到“强柱弱梁”、“强节点弱构件”的设计宗旨，更好地提高了结构的延性和抗震性能，增强了原有扩翼型节点在框架中的抗震能力。

附图说明

图1是本发明的框架平面图。

图中：1、2、3、4分别为框架几种不同位置处的扩翼型梁端打孔节点；

图2是图1中1处的凹弧扩翼型梁端打孔节点。

图中：5为扩翼处打孔。

图3是图1中2处的凹弧扩翼型梁端打孔节点。

图中：5为扩翼处打孔。