[实用新型]装配式钢管柱-钢梁抗连续倒塌节点构造

说明书

本实用新型公开了装配式钢管柱‑钢梁抗连续倒塌节点构造，矩形钢管柱内腔浇筑填充有混凝土形成钢管混凝土柱，钢梁的端部设置有连接端板，连接端板通过连接件与矩形钢管柱固定连接，矩形钢管柱相对的两侧分别有两个钢梁，连接件包括设于连接端板上部的第一连接螺栓和设于连接端板下部的耗能装置，耗能装置包括耗能螺柱杆、第一弹簧、第二弹簧和耗能杆套，耗能螺柱杆设置有易断部、第一弹簧阻挡部和第二弹簧阻挡部，耗能杆套上设有第三弹簧阻挡部和第四弹簧阻挡部。该节点具有良好的变形能力和耗能能力，易形成“悬链线效应”，提高节点抗连续倒塌的能力，并且装配化程度高能减少施工现场的工作量，缩短施工工期。

技术领域

本实用新型涉及建筑结构技术领域，尤其涉及一种装配式钢管柱-钢梁抗连续倒塌节点构造。

背景技术

结构的连续倒塌可以定义为：结构在正常使用的条件下，由于偶然事件的发生，引起结构局部构件发生初始损伤或破坏，这种破坏向发生初始破坏的局部构件的周边构件传播，引起更大范围的破坏甚至是结构整体性的破坏。建筑结构一旦发生连续倒塌将造成灾难性的后果，严重威胁了人民的生命和财产的安全，近年来，全球恐怖袭击事件时有发生，反恐形势日趋严峻。因此，降低局部破坏对整体结构的影响，增强结构跨越初始破坏的能力，改善结构的整体性能，提高结构抗连续倒塌能力，得到世界各国的广泛关注。

近年来，我国积极推广绿色建筑和建材，大力发展钢结构和装配式建筑，随着装配式结构建筑产业化政策的密集出台，装配式建筑将会得到更广泛的应用。节点的性能直接影响到结构的整体性能，在装配式框架体系中梁柱节点的构造和性能对整个体系的力学性能起着十分重要的作用。当与节点相连的关键承重构件丧失承载能力时，节点的承载能力将直接决定了结构是否会发生连续倒塌。

矩形钢管柱-钢梁框架结构是一种应用较为广泛的装配式框架结构，螺栓连接是这一结构体系常用的连接方式，这种节点具有构造简单、传力路径明确、无需现场施焊接，施工要求低的特点，与现场焊接的节点相比，装配式节点虽延性性能较好，但其承载能力、侧向刚度以及加载后期的耗能能力均低于现浇结构。并且目前的高强螺栓连接的矩形钢管柱-钢梁节点基本都存在变形能力和耗能能力不足的缺陷，在连续倒塌工况下容易出现节点先于构件破坏的现象，增加了结构发生连续倒塌的风险。

图1为正常状态下矩形钢管混凝土柱-钢梁框架的结构示意图，图中示出由两根方的钢管混凝土柱1作为边柱1_b、一根钢管混凝土柱1作为内柱1_z和两根钢梁2作为两跨梁的框架结构，正常状态下该框架结构受上层建筑物A的荷载作用，该框架的钢梁2承受均布载荷，图2矩形钢管混凝土柱-钢梁框架在正常状态下钢梁的受力和弯矩图的示意图(图2和图4中，q表示均布载荷，W表示弯矩)，此时的内柱节点区内的钢梁上翼缘受拉下翼缘受压状态，此时的连接端板21的上部螺栓受拉，连接端板21的下部螺栓受螺母的预紧力。意外事件如爆炸、撞击等事件造成结构内柱1_z的破坏如图3所示，结构由三柱两跨梁框架转化为两柱一跨梁框架，在均布荷载作用下框架梁的受力图和弯矩图如图4所示，此时内柱节点区内的钢梁上翼缘受压下翼缘受拉，即连接端板21的上部螺栓受压，连接端板21的下部螺栓受拉同，此时连接端板21下部的螺栓会被拉断失效，该处节点的承载力降低，加上上层建筑物A的压力连接端板21上部的螺栓也会失效，进而造成该处节点丧失承载能力，导致连续倒塌的发生。

在结构连续倒塌过程中，结构的压拱机制以及悬链线机制可以有效提高结构的抗连续倒塌性能。在结构的抗连续倒塌设计中，当竖向承重构件被破坏后，剩余结构内部是否具有足够的有效的内力分配路径是结构满足抗倒塌性能的基本要求，而节点构件的变形能力和耗能性能，决定了结构在大变形下“悬链线效应”是否能有效的形成，也就是增加节点区域的耗能能力和节点构件的变形能力的有助于“悬链线效应”的形成，是剩余结构内力重分布顺利进行的重要保障。

实用新型内容