[发明专利]一种用于斜支撑的释放梁柱相对转动和弯曲变形的节点板

说明书

本发明公开了一种用于斜支撑的释放梁柱相对转动和弯曲变形的节点板，包括两个外侧承载板、中心承载板和两个可恢复承载板；外侧承载板上设有圆形销孔；中心承载板上设有圆弧形通孔；可恢复承载板为圆弧形板，与中心承载板上的圆弧形通孔相配，两个可恢复承载板的形状对称；两个可恢复承载板相对处分别设置有半圆形销孔；两个可恢复承载板安装在中心承载板的圆弧形通孔中；中心承载板位于中间，两个外侧承载板分别布置在中心承载板的两侧；两个外侧承载板上的圆形销孔中心与中心承载板上的圆弧形通孔的弧形中心线的中点重合对中。该节点板能够有效地释放梁柱在节点板区段的相对转动变形和弯曲变形对节点板的不利影响，受力明确，应力分布均匀。

技术领域

本发明属于土木建筑结构技术领域，尤其涉及一种用于斜支撑的释放梁柱相对转动和弯曲变形的节点板。

背景技术

斜支撑作为抗侧力构件、抗侧力和耗能双功能构件或者连接构件被广泛地应用于土木建筑结构中。例如普通钢支撑常作为抗侧力构件来提高结构的抗侧刚度，但由于其受压时易发生整体屈曲而耗能性能较差；屈曲约束支撑的芯板耗能段由于具有外套筒的约束作用，表现出受拉和受压承载力基本一致和优越的耗能特性，常被应用于多高层和高设防烈度地区的建筑结构中以提高结构的抗侧和耗能能力；斜支撑也常作为连接件将剪切型金属阻尼器、弯曲型金属阻尼器、黏滞消能器、黏弹性消能器等耗能型阻尼器固定于钢框架结构中，从而在地震作用下吸收地震能量，降低钢框架梁柱等关键构件的损伤。

土木工程结构中，斜支撑须通过节点板与钢框架进行连接固定，传统的节点板为单块整板，通过焊接方式与钢框架梁柱翼缘固定。但是，此类节点板以及节点板与梁柱的连接方式存在以下问题：

(1)梁柱在节点板区段的相对转动变形和弯曲变形(统称为梁柱开合效应)对节点板受力的不利影响。研究表明，在地震等水平荷载作用下，刚接钢框架梁柱在节点板区段会发生弯曲变形，铰接和半刚接钢框架梁柱在节点板区段不仅会发生弯曲变形，还会发生相对转动变形；这会导致节点板抑制节点处梁柱的弯曲变形和相对转动变形，从而在节点板与梁柱的连接处产生附加的开合效应作用力。此不利的开合效应作用力常会使得节点板与梁柱的连接焊缝过早的撕裂，不能充分地发挥斜支撑预期的性能目标。且现有的关于节点板设计的规范标准中并没有充分地考虑此不利的开合效应作用力对节点板的影响。

(2)无法实现铰接钢框架支撑结构和半刚接钢框架支撑结构预期的受力变形模式。对于铰接钢框架支撑结构，其设计理念为钢框架承受竖向荷载，斜支撑承受地震等水平向荷载；对于半刚接钢框架支撑结构，其设计理念为钢框架承受竖向荷载和部分地震等水平向荷载，斜支撑承受大部分地震等水平向荷载，并且半刚接梁柱节点可以充分地转动变形以消耗地震能量。然而，节点板的设置会严重地抑制铰接钢框架和半刚接钢框架梁柱的相对转动变形和弯曲变形，与设计理念不符，导致无法准确地预测钢框架支撑结构在不同水平的地震等水平向荷载作用下的响应，结构的抗震性能存在安全隐患。

发明内容

本发明的目的是设计一种用于斜支撑的释放梁柱相对转动和弯曲变形的节点板，可以有效地释放梁柱在节点板区段的相对转动变形和弯曲变形对节点板的不利影响，受力明确，应力分布均匀。

本发明的技术方案是一种用于斜支撑的释放梁柱相对转动和弯曲变形的节点板，包括两个外侧承载板、中心承载板和两个可恢复承载板；

所述外侧承载板上设置有圆形销孔；

所述中心承载板上设置有圆弧形通孔；

所述可恢复承载板为圆弧形板，与中心承载板上的圆弧形通孔相配，两个可恢复承载板的形状对称；两个可恢复承载板相对处分别设置有半圆形销孔；两个可恢复承载板安装在中心承载板的圆弧形通孔中；

所述中心承载板位于中间，两个外侧承载板分别布置在中心承载板的两侧；所述两个外侧承载板上的圆形销孔中心与中心承载板上的圆弧形通孔的弧形中心线的中点重合对中；

所述两个外侧承载板的一侧端面焊接在相应钢框架的梁翼缘上或柱翼缘上；