[实用新型]一种装配式钢-竹组合半刚性消能节点框架

说明书

本实用新型提出的是一种装配式钢‑竹组合半刚性消能节点框架，其特征是包括钢柱，半刚性消能节点，竹梁；其中竹梁设于两根互相平行的钢柱的顶端之间，竹梁的两端分别设有一个半刚性消能节点，半刚性消能节点的底板与钢柱通过螺栓连接，肋板与竹梁通过螺栓连接。本实用新型将竹梁、钢柱连接成具有抗震能力的框架结构体系，不需要墙体承载，充分利用材料的力学性能，造价较低，并采用钢柱代替传统实心竹柱改善框架体系中构件受力；通过半刚性消能节点既保证节点具有足够的抗剪和抗弯承载力，同时提高节点转动刚度，避免多高层木/竹结构中各层柱之间的拼接问题，以及由于柱构件开洞、槽而造成的削弱。

技术领域

本实用新型涉及的是一种装配式钢-竹组合半刚性消能节点框架，属于工程结构技术领域。

背景技术

我国传统竹/木结构与现代轻型木结构，大多采用纯竹/木框架和剪力墙结构体系，以实心竹/木柱、梁或剪力墙作为竖向承重构件。由于竹/木材料具备蠕变性能，在结构长期服役过程中，柱的蠕变会引起结构构件内力重分布的不确定性，影响结构安全性能。竹/木结构作为绿色可持续发展结构形式的其中一种，多、高层设计是其未来的发展趋势，当建筑层数不断增加时，底部竖向构件的轴力不断增大，需要增大柱截面尺寸以满足设计要求；同时大截面木柱的加工，长柱的运输、拼接问题都是多高层竹/木结构发展面临的问题。

现有竹/木结构连接技术中采用的销连接、齿板连接、植筋连接等节点形式，虽然在强度和连接性能上满足设计要求，但在发生地震情况下，其延性和消能作用不明显，完全依赖构件的变形来耗散地震能量，导致震后构件与节点破坏严重。因此，对未来竹/木结构往多高层发展而言，竖向构件长期服役材料的蠕变问题、构件尺寸过大、长构件拼接问题、构件连接问题都有待更好地解决。

发明内容

本实用新型的目的在于解决现有竹/木结构连接方式存在的上述缺陷，提供一种新型装配式钢-竹组合的、具有水平抗侧刚度和地震耗能特性、适用于多、高层木/竹结构的框架体系。

本实用新型的技术解决方案：一种装配式钢-竹组合半刚性消能节点框架，其结构包括钢柱，半刚性消能节点，竹梁；其中竹梁设于两根竖直且互相平行的钢柱的顶端之间，竹梁的两端分别通过一个半刚性消能节点与钢柱相连接组成框架基础；或通过一根中心钢柱同时与四根钢柱连接组成，其中中心钢柱与其余四根钢柱之间均通过一根竹梁连接，每根竹梁的两端分别设有一个半刚性消能节点，相邻两根钢柱之间呈90°夹角。所述的钢柱和中心钢柱采用Q235 H型钢。

进一步的，所述的半刚性消能节点包括节点底板、抗剪键、耗能板、肋板，其中两块平行的耗能板分别通过焊缝连接固定于节点底板的上部和下部，肋板通过焊缝连接垂直固定于上、下两块耗能板之间，肋板靠近底板的侧边上设有抗剪键，并通过通过剪力键螺栓与节点底板的中部连接。所述的节点底板的表面沿耗能板底部设有若干螺孔，并与钢柱的侧面通过螺栓连接；所述的肋板的表面等距离地设有若干排螺孔，并与竹梁通过螺栓连接。

进一步的，所述的中心钢柱在柱截面弱轴方向设有一片加劲肋和两片连接底板，其中加劲肋与中心钢柱的腹板相垂直，两片连接底板分别设于加劲肋两端，并与中心钢柱的翼缘相连接，组成横截面为“田”字形的钢柱结构。所述加劲肋的厚度与中心钢柱的腹板厚度相等，沿节点高度方向通长布置，并与中心钢柱的腹板和连接底板通过焊缝连接；所述连接底板的厚度与中心钢柱的翼缘厚度相等，沿节点高度方向通长布置，并与中心钢柱的翼缘和加劲肋通过焊缝连接。

本实用新型的优点：

1）将竹梁、钢柱连接成具有抗震能力的框架结构体系，不需要墙体承载，充分利用材料的力学性能，造价较低；

2）采用钢柱代替传统实心竹柱，有效减小柱构件截面尺寸，避免竹材蠕变产生的影响，改善框架体系中构件受力；