[发明专利]高强度螺栓连接弧形端板滑移摩擦耗能柱脚节点

说明书

本发明为一种高强度螺栓连接弧形端板滑移摩擦耗能柱脚节点，属于建筑工程和钢结构技术领域。该节点由钢柱、两块弧形端板、高强螺栓组成，其中，钢柱与弧板之间采用焊缝连接。本发明介绍了高强度螺栓连接弧形端板滑移摩擦耗能柱脚节点的制作方法。本发明为装配式节点，形式简单，现场施工方便，节点可以转动，界面发生滑移摩擦，耗散地震能量，节点在转动过程中处于弹性状态，最大程度地避免震后结构中出现塑性变形和损伤。

技术领域

本发明属于建筑结构工程技术领域，具体是指一种高强度螺栓连接弧形端板滑移摩擦耗能柱脚节点。

背景技术

发生地震时，传统高强螺栓连接柱脚节点通过螺栓的破坏以及杆件的屈服甚至断裂、破坏来耗散地震能量。柱脚节点发生塑性损伤将引起结构严重的永久变形以致修复困难或者难以修复，其本身的修复或拆除费用十分巨大，并且因柱脚破坏而造成的建筑物使用功能丧失或者中止将导致社会经济生活无法正常进行，造成的间接经济损失更是无法估算。在此背景下，“基于最小损失的损伤控制”抗震设计具有重要的意义，近年来，为了降低建筑结构在强震过程中的损伤，“低损伤”施工方法得到了发展。降低地震损失，对保障我国实现现代化和可持续发展进程的顺利推进具有重要意义。

发明内容

本发明的内容是针对以上背景技术以及现有技术的不足，提供一种框架柱脚连接节点。该柱脚节点连接上下钢柱的端板采用弧形端板，上下弧板的旋转中心在上下弧板的圆心处，上弧端板采用长圆螺栓孔，下弧板采用标准圆孔，节点可以转动，界面发生滑移摩擦，可耗散地震能量，在节点在转动过程中构件处于弹性状态，最大程度地避免了震后结构中出现塑性变形和损伤。

为了实现上述目的，本发明提供的高强度螺栓连接弧形端板滑移摩擦耗能柱脚节点，其特征在于：所述节点可用于柱脚连接；包括：上钢柱、下钢柱、上弧端板、下弧端板和多个高强螺栓；

所述上弧端板和下弧端板相应位置上均设有多个对应的螺栓孔；所述上钢柱与下钢柱之间通过上弧端板和下弧端板上的螺栓孔用高强螺栓连接；所述上钢柱、下钢柱与上弧端板、下弧端板均采用焊缝焊接；所述上弧端板、下弧端板在上钢柱与下钢柱的螺栓连接处从上到下依次装置，且所述上弧端板和下弧端板之间的螺栓孔径及螺栓孔间距一一对应。

作为优选方案，还包括多个碟形弹簧；所述多个碟形弹簧分别置于多个高强螺栓的螺母与上弧端板之间；所述碟形弹簧、上弧端板、下弧端板在上钢柱与下钢柱的螺栓连接处从上到下依次装置，且所述碟形弹簧、上弧端板和下弧端板之间的螺栓孔径及螺栓孔间距也一一对应。

进一步地，所述上弧端板和下弧端板均为凸形端板或均为凹形端板；所述上弧端板上开设的多个螺栓孔为长圆螺栓孔，下弧端板上开设的多个螺栓孔为标准圆孔；所述上钢柱和下钢柱的厚度相同。

更进一步地，所述上钢柱和下钢柱为焊接型钢、工字钢、H型钢、钢管或组合钢。

更进一步地，所述上钢柱横截面和下钢柱横截面大小相同；或者，所述下钢柱横截面大于上钢柱横截面。

更进一步地，所述下钢柱的横截面为等截面或变截面。

与现有技术相比，本发明的优点及有益效果如下：

(1)连接上下钢柱的端板采用弧面端板，有利于节点发生转动，类似在柱脚形成了塑性铰。在节点转动过程中构件处于弹性状态，界面发生滑移摩擦，可耗散地震能量，最大程度地避免震后结构中出现的塑性变形和损伤。

(2)节点通过弧板之间以及弧板与螺栓之间的滑移摩擦代替传统柱节点的构件屈服耗能，从而达到无损耗能的设计目标。

(3)在强震作用下，该节点理想的破坏顺序应为螺栓破坏先于端板和钢柱屈服变形，通过这样的破坏顺序可以在震后仅需更换螺栓而无需更换钢柱或者整体推倒重建，由此可降低震后修复成本、提高修复效率。