专利名称：用于偏心支撑结构中剪切型耗能梁段与柱连接的加盖板节点的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种梁、柱连接节点，特别涉及一种用于偏心支 撑中剪切型耗能梁段与柱连接的加盖板节点。
背景技术：
偏心支撑钢框架体系是最近发展起来适用于高烈度地震区建筑 的一种新型抗侧力结构体系。偏心支撑是指框架水平杆，竖杆和斜杆 的中心并非交于一点的支撑形式。耗能梁段分为剪切型耗能梁段和弯 曲型耗能梁段。偏心支撑结构中的梁柱连接形式分为两种耗能梁段 与柱连接和非耗能梁段与柱连接。其中，耗能梁段与柱连接又分为剪 切型耗能梁段与柱连接和弯曲型耗能梁段与柱连接两种。
我国《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99-98)中第8.1.5 条明确指出在节点设计中，节点的构造应避免采用约束度大和易产 生层状撕裂的连接形式。另外，《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2001) 中第8. 2条对多、高层钢结构在地震作用下的内力及变形分析也做了 明确规定，其中强柱弱梁节点更强和梁端抗弯承载力的设计要求很难 满足。尤其在偏心支撑结构的耗能梁段与柱连接中，梁端的抗弯承载 力必须足够大，才能保证耗能梁段充分发展剪切塑性变形，以便耗散 更多的地震能量。
为了保证耗能梁段充分发展剪切塑性变形，以便耗散更多的地震 能量，也为了满足强柱弱梁节点更强和梁端抗弯承载力的设计要求， 一般需要对梁柱连接节点处采取一些加强措施，目前通常做法如附图 所示。下面简单介绍一下目前这些通常做法应用到偏心支撑结构中的 不足
1、如附图3所示加盖板方案，由于翼缘顶部的大量焊缝可能会引起
严重的应力、应变集中和悍缝缺陷，因而会降低结构的承载力；由于 剪切型耗能梁段通常是在其腹板形成剪切塑性铰后，随着剪切承载力 的继续增加，才会在梁端形成弯曲铰，而该方案只加强了耗能梁段的 抗弯承载力，腹板却没有得到加强，因而对偏心支撑结构中的剪切型 耗能梁段与柱连接承载力的提高不会有太大的帮助。
2、 如附图4所示加肋板方案，虽然可以加强梁柱连接节点，将耗能 梁段从柱边移开，但是T型加肋板翼缘与框架梁翼缘的大量焊缝可能 会引起严重的应力、应变集中和焊缝缺陷，因而会降低结构的承载力； 采用T型加肋板加强耗能梁段与柱连接节点，对耗能梁段的转动约束 太强，不利于耗能梁段充分发展剪切塑性变形；采用T型加肋板方案 时，必须如附图4所示，在框架柱的相应位置上加设加劲肋，这样既 浪费了钢材，又增加了施工费用。
3、 如附图5所示将短梁在工厂内与柱焊接，再将框架梁与短梁在施 工现场拼接方案，不适用于耗能梁段与柱直接相连。因为如果框架梁 与短梁的拼接位置在耗能梁段内，则连接板拼接处的高强螺栓孔会降 低耗能梁段腹板的抗剪承载力；如果框架梁与短梁的拼接位置在耗能 梁段外，则所需的短梁长度会过长， 一方面不利于运输，另一方面框 架梁翼缘需要整块钢板下料，会造成钢材的极大浪费。另外，该方案 同附图3所示加强方案类似，只加强了耗能梁段的抗弯承载力，腹板 却没有得到加强，因而对偏心支撑结构中的剪切型耗能梁段与柱连接 时承载力的提高不会有太大的帮助。
4、 如附图6所示狗骨式方案，有关资料显示其很适用于弯曲型耗能 梁段与柱的连接，但并不一定适用于剪切型耗能梁段与柱的连接，因 为它可能会降低耗能梁段的转动能力；框架梁翼缘处焊缝质量是决定 狗骨式节点性能的主要因素。另外，该方案同附图3所示加强方案类 似，只加强了耗能梁段的抗弯承载力，腹板却没有得到加强，因而对
偏心支撑结构中的剪切型耗能梁段与柱连接时承载力的提高不会有 太大的帮助。
5、 如附图7所示预应力方案，IO为预应力索，ll为锚具，该方案成 本高，施工工艺复杂，很难推广应用。
6、 如附图8所示腹板开槽口方案，虽然可以保证翼缘自由连接，但 是大大减小了耗能梁段的有效长度，从而降低了耗能梁段的转动能 力。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一 种能将耗能梁段从柱边移开的梁柱连接节点，把剪切型耗能梁段直接 与柱相连转换为剪切型耗能梁段与梁柱刚性节点相连，不仅保证了梁 端的抗弯承载力足够大，而且还保证了耗能梁段充分发展剪切变形， 以便耗散更多的地震能量，减小震后修复工作量；同时还要保证施工 工艺简单，造价低廉，便于推广应用。
为解决上述技术问题，本实用新型是这样实现的它包括框架柱 (1)和框架梁(2),在框架梁(2)端部上下翼缘上分别焊接一块楔 形钢盖板(3);用高强螺栓(6)通过连接板(5)将框架柱(1)与 框架梁(2)腹板连接，本实用新型的改进之处在于将连接板(5)与 框架梁(2)腹板三面围焊。
所述楔形钢盖板(3)宽度比框架梁(2)翼缘宽度窄20 30 mm， 长度大于180腿或0.3hb，厚度为6 8咖。
所述框架柱加劲肋(7)厚度应大于或等于框架梁(2)翼缘与楔 形钢盖板(3)厚度之和。
本实用新型的理论依据是从内力分析可知，耗能梁段耗能的关 键是梁段必须具有一定的转动能力，因此与耗能梁段直接相连的非耗 能梁段、柱和支撑对其的约束情况也能影响到它的耗能能力，进而影
响到偏心支撑结构的承载力。即使是剪切型耗能梁段，当耗能梁段直 接与柱相连时，其端部弯矩很大，有可能剪切塑性铰形成后，随着剪 切承载力的继续增加，梁端弯矩迅速增加，最后形成弯曲铰，极易在 柱翼缘处产生层状撕裂，不但降低了整体结构的承载力，而且也增大 了震后修复工作量。因此，当剪切型耗能梁段直接与柱相连时，将梁 柱连接节点加强，将耗能梁段从柱边移开，把剪切型耗能梁段直接与 柱相连转换为剪切型耗能梁段与梁柱刚性节点相连，不仅保证了梁端 的抗弯承载力足够大，而且还保证了耗能梁段充分发展剪切变形，以 便耗散更多的地震能量，也可减小震后修复工作量。 本实用新型的有益效果是
该新型节点形式用于剪切型耗能梁段与柱的连接，相当于将剪切 型耗能梁段从柱边移开，就可避免剪切铰和弯曲铰在柱边形成，从而 允许剪切型耗能梁段有较大的转动；腹板通过连接板和高强螺栓与柱 相连，安装施工很方便；不必在柱上另外增设加劲肋，既节约了钢材， 又减少了施工费用；不需要整块钢板下料，比较经济；既可满足强柱 弱梁节点更强和梁端抗弯承载力的设计要求，又可保证剪切型耗能梁 段充分发展剪切塑性变形，以便耗散更多的地震能量；改进加盖板法 用料少，翼缘加强措施在工厂内即可完成，施工工艺简单，造价低廉， 便于推广应用。以下结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。
图l是本实用新型结构示意图2是本实用新型
图1的俯视图3是现有技术在框架梁翼缘上加盖板结构示意图4是现有技术在框架梁翼缘上加肋板结构示意图5是现有技术在框架柱上焊接短梁，并将短梁翼缘加宽结构示意
图6是现有技术将框架梁翼缘做成狗骨式结构示意图7是现有技术预应力法结构示意图8是现有技术在框架梁腹板上开槽口结构示意图。
l一框架柱，2—框架梁，3—楔形盖板，4一耗能梁段加劲肋，5—梁
柱节点连接板，6—高强螺栓，7—框架柱加劲肋，8—加劲肋，9一加
劲翼缘板，10—预应力氣11一锚具。
具体实施方式
参见附
图1、附图2。采用单面角焊缝在框架梁(2)端部上下翼 缘上分别焊接一块楔形钢盖板(3);采用双面对角角焊缝在框架柱G) 上焊接一块连接板(5)，连接板(5)上预留与框架梁(2)腹板连接 的高强螺栓(6)孔；在施工现场先采用高强螺栓(6)通过连接板(5) 将框架柱(1)与框架梁(2)腹板连接，再采用单面角焊缝将连接板
(5)与框架梁(2)腹板三面围焊；最后在施工现场采用坡口全熔透 对接焊缝将框架梁(2)的上下翼缘与框架柱(1)焊接。
所述楔形钢盖板(3)宽度比框架梁(2)翼缘宽度窄约20 30 咖，长度不小于180mm或0. 3hb (框架梁高)，厚度为6 8咖。另外， 框架柱加劲肋(7)厚度应大于或等于框架梁(2)翼缘与楔形钢盖板
(3)厚度之和。
该改进加盖板法不仅将梁柱连接节点加强，还相当于将耗能梁段 从柱边移开，既可避免剪切铰和弯曲铰在柱边形成，又可允许耗能梁 段有较大的转动，使其充分发展剪切塑性变形,耗散更多的地震能量， 也可减小震后修复工作量。 实施例
该新型节点形式部分在工厂内加工，部分在现场焊接完成，具体 实施方案如下在工厂内采用单面角焊缝在框架梁2端部上下翼缘上
分别焊接一块楔形钢盖板3;在工厂内采用双面对角角焊缝在框架柱
1上焊接一块连接板5，连接板5上预留与框架梁2腹板连接的高强 螺栓6孔；在施工现场先采用高强螺栓6通过连接板5将框架柱1与 框架梁2腹板连接，再采用单面角焊缝将连接板5与框架梁2腹板三 面围焊；最后在施工现场采用坡口全熔透对接焊缝将框架梁2的上下 翼缘与框架柱1焊接。
权利要求1、一种用于偏心支撑结构中剪切型耗能梁段与柱连接的加盖板节点，它包括框架柱(1)和框架梁(2)，在框架梁(2)端部上下翼缘上分别焊接一块楔形钢盖板(3)；用高强螺栓(6)通过连接板(5)将框架柱(1)与框架梁(2)腹板连接，其特征是将连接板(5)与框架梁(2)腹板三面围焊。
2、 根据权利要求1所述的用于偏心支撑结构中剪切型耗能梁段与柱 连接的加盖板节点，其特征是所述楔形钢盖板(3)宽度比框架梁(2)翼缘宽度窄20 30咖，长度大于180mm或0.3hb，厚度为6 8 mm。
3、 根据权利要求1或2所述的用于偏心支撑结构中剪切型耗能梁段 与柱连接的加盖板节点，其特征是所述框架柱加劲肋(7)厚度应 大于或等于框架梁(2)翼缘与楔形钢盖板(3)厚度之和。
专利摘要本实用新型公开了一种用于偏心支撑结构中剪切型耗能梁段与柱连接的加盖板节点，它包括框架柱(1)和框架梁(2)，在框架梁(2)端部上下翼缘上分别焊接一块楔形钢盖板(3)；用高强螺栓(6)通过连接板(5)将框架柱(1)与框架梁(2)腹板连接，将连接板(5)与框架梁(2)腹板三面围焊。本实用新型能将耗能梁段从柱边移开的梁柱连接节点，把剪切型耗能梁段直接与柱相连转换为剪切型耗能梁段与梁柱刚性节点相连，不仅保证了梁端的抗弯承载力足够大，而且还保证了耗能梁段充分发展剪切变形，以便耗散更多的地震能量，减小震后修复工作量；同时还要保证施工工艺简单，造价低廉，便于推广应用。
文档编号E04B1/19GK201059017SQ200720032148
公开日2008年5月14日 申请日期2007年6月27日 优先权日2007年6月27日
发明者潘秀珍, 郝际平 申请人:西安建筑科技大学