屈曲约束钢板墙与混凝土框架连接的栓钉连接节点的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种屈曲约束钢板墙与混凝土框架连接的栓钉连接节点，其包括用来与所述屈曲约束钢板墙相连的鱼尾板，以及与所述混凝土框架的梁或柱相连的连接板，所述连接板与所述梁或柱的表面平行设置，所述连接板朝向所述梁或柱的表面上垂直设有栓钉，所述栓钉伸入所述梁或柱的内部，所述鱼尾板垂直设置在所述连接板背离所述梁或柱的表面上。本发明可以在工厂中预先制作，无需施工时现场制作，而且由于只有栓钉伸入梁或柱内部，因此这种栓钉连接节点便于梁或柱的纵筋和箍筋的排列和绑扎。
【专利说明】 屈曲约束钢板墙与混凝土框架连接的栓钉连接节点
【技术领域】
[0001]本发明属于建筑结构节点连接【技术领域】，特别是涉及一种屈曲约束钢板墙与混凝土框架连接的栓钉连接节点。
【背景技术】
[0002]钢筋混凝土框架结构是目前建筑结构中应用最广泛的一种结构形式。对于量大面广的钢筋混凝土结构，提高其抗侧刚度的传统做法是在结构适当部位设置钢筋混凝土剪力墙。混凝土剪力墙主要以弯曲受力为主,塑性铰集中于结构的底部,结构整体的变形能力取决于塑性铰的变形能力，从而导致混凝土剪力墙的延性和耗能能力较钢板剪力墙要差很多。
[0003]屈曲约束钢板墙是一种良好的耗能构件，可大幅提高框架结构的承载力、抗侧刚度，且具有良好的延性和耗能能力，因而能够大大提高结构的抗震能力。因此，将屈曲约束钢板墙应用于钢筋混凝土结构，既可以改善结构的受力性能，又能降低结构自重进而节约基础结构的费用，具有十分重要的意义。
[0004]屈曲约束钢板墙在混凝土结构中应用的关键问题之一就是钢板墙与混凝土框架的连接问题，目前这个问题还没有很好的解决。
【发明内容】
[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种屈曲约束钢板墙与混凝土框架连接的栓钉连接节点，用于解决现有技术中将混凝土框架与屈曲约束钢板墙相连的问题。
[0006]为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种屈曲约束钢板墙与混凝土框架连接的栓钉连接节点，其包括用来与所述屈曲约束钢板墙相连的鱼尾板，以及用来与所述混凝土框架的梁或柱相连的连接板，所述连接板与所述梁或柱的表面平行设置，所述连接板朝向所述梁或柱的表面上垂直设有栓钉，所述栓钉伸入所述梁或柱的内部，所述鱼尾板垂直设置在所述连接板背离所述梁或柱的表面上。
[0007]优选的，所述栓钉的高度大于所述梁或柱的一半高度时，相同所述梁相对面上分别设置的所述连接板上的栓钉在所述连接板长度方向上应错位排列。
[0008]优选的，所述鱼尾板中心线与所述连接板中心线的偏心距为所述鱼尾板厚度和屈曲约束钢板墙厚度之和的一半。
[0009]优选的，所述鱼尾板与所述连接板通过全熔透坡口对接焊缝连接。
[0010]优选的，所述连接板置于所述梁或柱的箍筋外部。
[0011]优选的，所述鱼尾板和所述屈曲约束钢板墙通过两者端部的角焊缝相连，或者通过全熔透坡口对接焊缝相连，或者采用高强螺栓相连。
[0012]如上所述，本发明的屈曲约束钢板墙与混凝土框架连接的栓钉连接节点，具有以下有益效果:(1)本发明解决了钢筋混凝土框架结构内设置屈曲约束钢板墙的关键问题，可方便实现屈曲约束钢板墙与混凝土框架的连接，尤其当屈曲约束钢板墙为四边连接时，本发明的栓钉连接节点的受力情况最好。
[0013](2)连接结构的设置便于梁、柱内钢筋的排列和绑扎。
[0014](3)本发明的连接结构使各结构间传力明确、受力性能好且便于施工，具有广阔的应用前景。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1显示为本发明的屈曲约束钢板墙与混凝土框架连接的栓钉连接节点在梁中的结构示意图。
[0016]图2显示为本发明的栓钉连接节点在梁中的正视图。
[0017]图3显示为本发明的栓钉连接节点在梁中的剖视图。
[0018]图4显示为本发明的栓钉连接节点在梁和柱节点处的正视图。
[0019]元件标号说明
[0020]I 鱼尾板
[0021]2 连接板
[0022]3 栓钉
[0023]4 梁箍筋
[0024]5 梁纵筋
[0025]6 柱箍筋
[0026]7 柱纵筋
【具体实施方式】
[0027]以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
[0028]请参阅图1至图4。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述得明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
[0029]如图1至图4所示，本发明提供一种屈曲约束钢板墙与混凝土框架连接的栓钉连接节点，其包括用来与屈曲约束钢板墙相连的鱼尾板1，以及与混凝土框架的梁或柱相连的连接板2，连接板2与梁或柱的表面平行设置，连接板2朝向梁或柱的表面上垂直设有栓钉3，栓钉3伸入梁或柱的内部，鱼尾板I垂直设置在连接板2背离梁或柱的表面上。本发明采用栓钉伸入梁或柱内部用来与混凝土框架相连，采用鱼尾板与屈曲约束钢板墙相连，连接板构成整个结构的中间桥梁，该栓钉连接节点可以在工厂中预先制作，无需施工时现场制作，而且由于只有栓钉伸入梁或柱内部，因此这种栓钉连接节点便于梁或柱的纵筋和箍筋的排列和绑扎。[0030]如图1所示为梁中本栓钉连接节点的具体分布图，由上述鱼尾板1、连接板2和栓钉3构成的连接结构为两组，分别相对设置在梁的两相对面处，用来将两块屈曲约束钢板墙与一根梁相连，即两块连接板2分别与梁的两个相对面平行设置，且连接板2置于梁的梁箍筋4外部。该两组连接结构中的不同连接板2上的栓钉3在连接板长度方向上可以平齐排列，也可以错位排列。栓钉3预先通过栓焊连接在连接板2上，当栓钉3焊后的高度大于梁或柱的一半高度时，两组连接结构中的不同连接板上(即相同梁两相对面上分别设置的连接板上)的栓钉3在连接板长度方向上应错位排列。
[0031]本发明中栓钉3的数量可根据单根栓钉抗剪承载力和单位长度范围内由屈曲约束钢板墙极限剪切强度确定的剪力来计算。如果上述屈曲钢板墙采用普通钢板墙，则确定栓钉承载力时应同时考虑剪力和拉力的作用。栓钉3焊后的高度应不小于栓钉自身直径的八倍。栓钉3沿连接板长度方向的间距应不小于栓钉自身直径的五倍，栓钉3沿连接板横向的间距应不小于栓钉自身直径的四倍，栓钉3离连接板边缘的边距不小于35mm。连接板2的宽度通过满足栓钉的排列要求来确定，连接板2的厚度按栓钉直径的2/3并结合钢板厚度规格确定。
[0032]上述鱼尾板中心线与连接板中心线的偏心距为鱼尾板厚度和屈曲约束钢板墙厚度之和的一半，使屈曲约束钢板墙中心线与本栓钉连接节点中心线重合。
[0033]上述鱼尾板I与连接板2通过全熔透坡口对接焊缝连接，该焊缝应在工厂焊接完成。鱼尾板I的目的是方便屈曲约束钢板墙与上述连接结构的现场连接，同时增大连接板的平面外刚度。本发明中内嵌钢板墙(即屈曲约束钢板墙)和鱼尾板I可通过位于鱼尾板端部和屈曲约束钢板墙端部的两条角焊缝进行连接，或通过全熔透坡口对接焊缝进行连接，也可采用摩擦型高强螺栓连接。当采用角焊缝时，鱼尾板端部的角焊缝应采用不等边角焊缝来实现不同厚度钢板的过渡。当采用对接焊缝时应保证钢板墙的加工精度，且全部对接焊缝应达到一级质量要求。
[0034]若要在某一钢筋混凝土框架中布置屈曲约束钢板墙，首先要对屈曲约束钢板墙直接传力的梁、柱进行设计，使其满足承载力和刚度的要求，能够作为四边连接屈曲约束钢板墙的有效约束构件。同时根据屈曲约束钢板墙分担的水平荷载确定钢板墙厚度。
[0035]在混凝土框架结构施工前，将上述鱼尾板1、连接板2和栓钉3预先在工厂加工并连接成整体，其中连接板2的外表面分别与梁的上、下表面或柱的内、外表面平齐，鱼尾板中心线与连接板中心线偏心距为鱼尾板厚度和内嵌钢板墙厚度之和的一半。鱼尾板I与连接板2通过全熔透坡口对接焊缝连接。栓钉3的数量根据单位长度范围内由屈曲约束钢板墙极限剪切强度确定的剪力来计算。
[0036]施工时，将本发明的栓钉连接节点与需要设置屈曲约束钢板墙部位的梁、柱内的钢筋整体绑扎预埋于混凝土框架结构内部。待混凝土浇筑完成后，屈曲约束钢板墙的连接节点即施工完成。在主体混凝土框架结构施工完毕以后，将内嵌钢板墙和鱼尾板I连接，连接方式可采用角焊缝、对接焊缝或摩擦型高强螺栓。
[0037]综上所述，本发明的屈曲约束钢板墙与混凝土框架连接的栓钉连接节点，采用栓钉伸入梁或柱内部用来与混凝土框架相连，采用鱼尾板与屈曲约束钢板墙相连，连接板构成整个结构的中间桥梁，这种连接结构可以在工厂中预先制作，无需施工时现场制作，而且由于只有栓钉伸入梁或柱内部，因此这种连接结构便于梁或柱的纵筋和箍筋的排列和绑扎。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0038]上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属【技术领域】中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
【权利要求】
1.一种屈曲约束钢板墙与混凝土框架连接的栓钉连接节点，其特征在于，包括用来与所述屈曲约束钢板墙相连的鱼尾板(1)，以及用来与所述混凝土框架的梁或柱相连的连接板(2)，所述连接板(2)与所述梁或柱的表面平行设置，所述连接板(2)朝向所述梁或柱的表面上垂直设有栓钉(3)，所述栓钉(3)伸入所述梁或柱的内部，所述鱼尾板(I)垂直设置在所述连接板(2)背离所述梁或柱的表面上。
2.根据权利要求1所述的屈曲约束钢板墙与混凝土框架连接的栓钉连接节点，其特征在于:所述栓钉(3)的高度大于所述梁或柱的一半高度时，相同所述梁相对面上分别设置的所述连接板上的栓钉(3)在所述连接板(2)长度方向上应错位排列。
3.根据权利要求1所述的屈曲约束钢板墙与混凝土框架连接的栓钉连接节点，其特征在于:所述鱼尾板中心线与所述连接板中心线的偏心距为所述鱼尾板厚度和屈曲约束钢板墙厚度之和的一半。
4.根据权利要求1所述的屈曲约束钢板墙与混凝土框架连接的栓钉连接节点，其特征在于:所述鱼尾板(I)与所述连接板(2)通过全熔透坡口对接焊缝连接。
5.根据权利要求1所述的屈曲约束钢板墙与混凝土框架连接的栓钉连接节点，其特征在于:所述连接板(2)置于所述梁或柱的箍筋外部。
6.根据权利要求1所述的屈曲约束钢板墙与混凝土框架连接的栓钉连接节点，其特征在于:所述鱼尾板(I)和所述屈曲约束钢板墙通过两者端部的角焊缝相连，或者通过全熔透坡口对接焊缝相连，或者采用高强螺栓相连。
【文档编号】E04B1/61GK104032835SQ201410231295
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年5月28日 优先权日:2014年5月28日
【发明者】李国强, 刘文洋, 王志鲁, 孙飞飞 申请人:同济大学