一种带防屈曲盖板的功能可恢复铰接钢梁

本发明涉及震后震损原位快速修复，特别是涉及一种带防屈曲盖板的功能可恢复铰接钢梁。

背景技术：

1、城市发展的智能化和可持续性对建筑工业化和工程结构抗震结构提出了新的要求和挑战，其中，实现结构震害快速修复和建筑功能快速恢复是“可恢复功能城市”的基本要求和重要研究方向。可恢复性能结构一般指结构遭遇地震后不需要修复或适度修复即可恢复其性能的建筑结构，可恢复性能结构的研发和推广应用，不仅可显著减少直接震害损失，而且可显著缩短震后修复周期，为最终实现可恢复城市提供基本技术支持。

2、钢框架结构中，各部件的安装和拆卸更为方便，为可替换技术提供了方便，通过设置可更换构件，经过合理设计，实现损伤可控，从而实现结构性能的可恢复及震后快速修复。目前在可恢复钢梁领域的研究，一方面少有带机械铰节点的构造，在受力分析时没有明确的旋转点。另一方面，可更换钢板沿钢梁上下左右各表面设置，在震后替换时工作量较大。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种带防屈曲盖板的功能可恢复铰接钢梁，以解决上述现有技术存在的问题，地震过程中吸收大部分的地震能量，震后震损能够原位快速修复。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明提供一种带防屈曲盖板的功能可恢复铰接钢梁，包括：端部h型钢梁，中部h型钢梁，机械铰节点，翼缘连接板，防屈曲盖板，所述端部h型钢梁用于与柱连接；所述中部h型钢梁与所述端部h型钢梁远离所述柱的一端连接，且所述端部h型钢梁与所述中部h型钢梁之间设置有间隙；所述机械铰节点的两端分别与所述端部h型钢梁和所述中部h型钢梁固定连接以使所述端部h型钢梁和所述中部h型钢梁铰接连接，所述机械铰节点用于传递中部h型钢梁传递到所述柱上的剪力；所述翼缘连接板设置于所述端部h型钢梁和所述中部h型钢梁远离所述机械铰节点一侧的翼缘的外侧，且所述翼缘连接板分别与所述中部h型钢梁的翼缘和所述端部h型钢梁的翼缘能够拆卸地固定连接，所述翼缘连接板用于在长度方向上发生塑性变形以吸收消耗地震时的能量；所述防屈曲盖板能够拆卸地连接于所述翼缘连接板远离所述端部h型钢梁翼缘的一侧用于防止所述翼缘连接板发生屈曲行为。

4、优选的，所述机械铰节点设置于所述端部h型钢梁和所述中部h型钢梁的腹板的上部，所述翼缘连接板设置于所述端部h型钢梁和所述中部h型钢梁底部翼缘的外侧。

5、优选的，所述机械铰节点包括第一耳板、销轴和两个第二耳板，所述第一耳板与所述端部h型钢梁的腹板固定连接，两个所述第二耳板分别固定设置于所述中部h型钢梁的两侧，所述第一耳板上设有第一销孔，所述第二耳板上设置有第二销孔，所述第一耳板插入于两个所述第二耳板之间使所述第一销孔和两个所述第二销孔对齐，所述销轴穿过所述第一销孔和两个所述第二销孔并固定，所述机械铰节点能够绕所述销轴的轴心线转动。

6、优选的，所述第一耳板为所述端部h型钢梁的腹板顶部部分延长形成。

7、优选的，所述翼缘连接板为低屈服点钢板。

8、优选的，还包括多个固定螺栓，所述翼缘连接板上设置有多排第一通孔，所述端部h型钢梁和所述中部h型钢梁的底部翼缘均设置有多个第二通孔，所述固定螺栓用于所述第一通孔和所述第二通孔以将所述翼缘连接板与所述端部h型钢梁和所述中部h型钢梁的底部翼缘连接。

9、优选的，所述翼缘连接板中部的所述第一通孔为翼缘长圆孔，其余的所述第一通孔过为圆孔，所述翼缘长圆孔两端的两个所述固定螺栓分别与所述端部h型钢梁和所述中部h型钢梁固定。

10、优选的，所述防屈曲盖板的中部设置有盖板竖向加劲肋，所述防屈曲盖板的一端设置有第三通孔，另一端设置有防屈曲盖板长圆孔，所述第三通孔用于被所述端部h型钢梁上靠近的所述中部h型钢梁的所述固定螺栓穿过，所述防屈曲盖板长圆孔用于被所述中部h型钢梁上靠近的所述端部h型钢梁的所述固定螺栓穿过。

11、优选的，所述端部h型钢梁还包括钢梁端板，所述钢梁端板用于与所述柱通过螺栓固定连接。

12、优选的，还包括机械铰加劲肋和钢梁腹板加劲肋，所述机械铰加劲肋固定设置于所述端部h型钢梁上靠近所述机械铰节点的位置，所述机械铰加劲肋包括多个机械铰竖向加劲肋和多个机械铰水平加劲肋，所述机械铰竖向加劲肋与所述端部h型钢梁的腹板和翼缘垂直固定连接，所述机械铰水平加劲肋平行与所述端部h型钢梁的翼缘且与所述机械铰竖向加劲肋和所述端部h型钢梁的腹板固定连接，所述钢梁腹板加劲肋与所述中部h型钢梁的腹板和翼缘垂直固定连接。

13、本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

14、本发明提供一种带防屈曲盖板的功能可恢复铰接钢梁，包括端部h型钢梁、中部h型钢梁、机械铰节点、翼缘连接板及防屈曲盖板。通过设置机械铰节点，传递中部h型钢梁从跨中传递到柱上的剪力，并在地震作用下为该部位提供明确的转动机制。通过在一侧翼缘设置翼缘连接板，在地震作用下，使翼缘连接板发生塑性变形，吸收大部分的地震能量，很好地保护钢梁和机械铰不发生破坏；同时，由于翼缘连接板与端部h型钢梁和中部h型钢梁能够拆卸地连接，在地震后，可将被损坏的翼缘连接板取下替换，实现震后快速修复，进一步的在翼缘连接板外侧设置防屈曲盖板，防止在地震作用下翼缘连接板的屈曲行为，确保翼缘连接板材料性能充分发挥。

技术特征：

1.一种带防屈曲盖板的功能可恢复铰接钢梁，其特征在于：包括：

2.根据权利要求1所述的带防屈曲盖板的功能可恢复铰接钢梁，其特征在于：所述机械铰节点设置于所述端部h型钢梁和所述中部h型钢梁的腹板的上部，所述翼缘连接板设置于所述端部h型钢梁和所述中部h型钢梁底部翼缘的外侧。

3.根据权利要求2所述的带防屈曲盖板的功能可恢复铰接钢梁，其特征在于：所述机械铰节点包括第一耳板、销轴和两个第二耳板，所述第一耳板与所述端部h型钢梁的腹板固定连接，两个所述第二耳板分别固定设置于所述中部h型钢梁的两侧，所述第一耳板上设有第一销孔，所述第二耳板上设置有第二销孔，所述第一耳板插入于两个所述第二耳板之间使所述第一销孔和两个所述第二销孔对齐，所述销轴穿过所述第一销孔和两个所述第二销孔并固定，所述机械铰节点能够绕所述销轴的轴心线转动。

4.根据权利要求3所述的带防屈曲盖板的功能可恢复铰接钢梁，其特征在于：所述第一耳板为所述端部h型钢梁的腹板顶部部分延长形成。

5.根据权利要求4所述的带防屈曲盖板的功能可恢复铰接钢梁，其特征在于：所述翼缘连接板为低屈服点钢板。

6.根据权利要求5所述的带防屈曲盖板的功能可恢复铰接钢梁，其特征在于：还包括多个固定螺栓，所述翼缘连接板上设置有多排第一通孔，所述端部h型钢梁和所述中部h型钢梁的底部翼缘均设置有多个第二通孔，所述固定螺栓用于所述第一通孔和所述第二通孔以将所述翼缘连接板与所述端部h型钢梁和所述中部h型钢梁的底部翼缘连接。

7.根据权利要求6所述的带防屈曲盖板的功能可恢复铰接钢梁，其特征在于：所述翼缘连接板中部的所述第一通孔为翼缘长圆孔，其余的所述第一通孔过为圆孔，所述翼缘长圆孔两端的两个所述固定螺栓分别与所述端部h型钢梁和所述中部h型钢梁固定。

8.根据权利要求7所述的带防屈曲盖板的功能可恢复铰接钢梁，其特征在于：所述防屈曲盖板的中部设置有盖板竖向加劲肋，所述防屈曲盖板的一端设置有第三通孔，另一端设置有防屈曲盖板长圆孔，所述第三通孔用于被所述端部h型钢梁上靠近的所述中部h型钢梁的所述固定螺栓穿过，所述防屈曲盖板长圆孔用于被所述中部h型钢梁上靠近的所述端部h型钢梁的所述固定螺栓穿过。

9.根据权利要求1所述的带防屈曲盖板的功能可恢复铰接钢梁，其特征在于：所述端部h型钢梁还包括钢梁端板，所述钢梁端板用于与所述柱通过螺栓固定连接。

10.根据权利要求1所述的带防屈曲盖板的功能可恢复铰接钢梁，其特征在于：还包括机械铰加劲肋和钢梁腹板加劲肋，所述机械铰加劲肋固定设置于所述端部h型钢梁上靠近所述机械铰节点的位置，所述机械铰加劲肋包括多个机械铰竖向加劲肋和多个机械铰水平加劲肋，所述机械铰竖向加劲肋与所述端部h型钢梁的腹板和翼缘垂直固定连接，所述机械铰水平加劲肋平行与所述端部h型钢梁的翼缘且与所述机械铰竖向加劲肋和所述端部h型钢梁的腹板固定连接，所述钢梁腹板加劲肋与所述中部h型钢梁的腹板和翼缘垂直固定连接。

技术总结
本发明公开了一种带防屈曲盖板的功能可恢复铰接钢梁，涉及震后震损原位快速修复技术领域，包括：端部H型钢梁，中部H型钢梁，机械铰节点，翼缘连接板，防屈曲盖板，端部H型钢梁与中部H型钢梁之间设置有间隙；机械铰节点的两端分别与端部H型钢梁和中部H型钢梁固定连接，翼缘连接板能够拆卸地设置于端部H型钢梁和中部H型钢梁远离机械铰节点一侧的翼缘的外侧，翼缘连接板用于在长度方向上发生塑性变形以吸收消耗地震时的能量；防屈曲盖板能够拆卸地连接于翼缘连接板远离端部H型钢梁翼缘的一侧用于防止翼缘连接板发生屈曲行为。地震过程中翼缘连接板能够吸收大部分的地震能量，本发明在震后震损时能够原位快速修复。

技术研发人员：钟沛杰,刘阳,刘小娟,何文建,苏龙辉,陈业伟
受保护的技术使用者：华侨大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11