一种双铰接可恢复功能钢框架梁柱节点
阅读说明：本技术 一种双铰接可恢复功能钢框架梁柱节点 (Double-hinged functional-restorable steel frame beam column joint ) 是由 魏建鹏 焦志安 鲍宇 郭杨 田黎敏 柯宅邦 乐腾胜 谷钰 蔡梦雅 于 2021-07-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种双铰接可恢复功能钢框架梁柱节点,涉及钢框架结构技术领域。所述钢框架梁柱节点包括：双铰接连接件,所述双铰接连接件包括第一侧板和第二侧板,所述第一侧板和第二侧板能够朝着相对的方向转动；其中,所述第一侧板能够与悬臂短钢梁固定连接；所述第二侧板能够与长钢梁固定连接。本发明公开双铰接可恢复功能钢框架梁柱节点改进了原有单铰接节点的变形和受力机制,一方面增大耗能板拉伸变形,另一方面减轻双铰接连接构造的荷载负担。(The invention discloses a double-hinged functional-restorable steel frame beam column node, and relates to the technical field of steel frame structures. The steel frame beam column node includes: a double hinge connection comprising a first side plate and a second side plate, the first and second side plates being rotatable in opposite directions; the first side plate can be fixedly connected with the cantilever short steel beam; the second side plate can be fixedly connected with the long steel beam. The invention discloses a double-hinged recoverable functional steel frame beam column node, which improves the deformation and stress mechanism of the original single-hinged node, increases the tensile deformation of an energy consumption plate on one hand, and reduces the load burden of a double-hinged connecting structure on the other hand.)
技术领域
本发明涉及钢框架结构技术领域，具体涉及一种双铰接可恢复功能钢框架梁柱节点。
背景技术
在1994年美国北岭地震和1995年日本阪神地震中，研究人员发现通过焊缝连接的刚性节点容易发生脆性断裂破坏，不利于充分发挥钢框架结构的优越抗震性能。因此，国内外学者相继开展了诸多改进梁柱节点研究，其中比较有代表性的是半刚性连接节点、削弱或加强型节点研究。半刚性节点降低了梁端弯曲刚度，有利于节点区域的耗能。另外，通过削弱或者加强节点区域，可实现塑性区外移，避免焊缝连接区域受力过大进入塑性断裂阶段。上述传统改进措施均能使钢框架梁柱节点获得良好的抗震性能。
然而，近年来随着社会经济的发展，工程设计已不再满足于抗震性能良好，建筑结构需要同时具有可恢复功能属性。即不仅需要保证人员在地震中的生命安全，而且需要在地震后能够快速恢复使用功能。2008年汶川地震后，建筑结构的可恢复功能性逐渐受到学术界的重视，其中关于钢框架梁柱节点的相关研究成果不断涌现。目前，可恢复功能钢框架梁柱节点主要包括：全螺栓盖板连接节点；带耗能阻尼器节点；铰接连接节点等。与传统节点不同，可恢复功能钢框架节点均设有可更换或可修复部件。
全螺栓盖板连接节点是一种应用较为广泛的装配式钢框架连接节点形式，盖板形式、盖板材料、螺栓孔形状等参数对节点性能影响较大。将耗能阻尼器应用于钢框架节点，替换普通钢盖板耗能，是一种较为流行的可修复节点形式。在地震荷载作用下，仅耗能阻尼器进入塑性阶段，或者出现无法恢复的变形，而其余部件变形可恢复。铰接连接节点是近年来备受研究人员关注的新型节点，它将节点承受的弯矩和剪力分离开来，使节点各部件受力明确，便于进行节点设计。通常在节点区域设置耗能组件，抵抗弯矩产生的拉压力，而剪力和轴力由销轴传递。此类铰接连接节点可近似理解为弯曲阻尼器，在梁端通过弯曲变形耗散地震输入能量，而其余部分不发生不可恢复的损伤变形。
相对于全螺栓盖板连接节点和带耗能阻尼器节点，尽管铰接连接节点的可恢复功能及耗能能力有较大的改善，但是现有铰接连接节点仍存在一定的技术缺点和问题。
（a）现有铰接节点通常在梁高中部设置耳板和销轴，形成单个可旋转的铰接点。当钢梁绕中部铰接点旋转耗能时，受拉侧盖板承受拉力，而受压侧盖板由于受到较大压缩变形而容易发生失稳，进而较早的退出工作。由于旋转半径仅为0.5倍梁高，受拉侧盖板的拉伸变形有限。
（b）从受力角度来看，铰接点解耦了节点位置的内力，剪力和轴力由销轴承担。当钢梁上下耗能盖板发生较大塑性变形后，销轴不仅承受竖向剪力，而且承受较大的轴向拉力。为了实现可恢复功能属性，在设计耳板和销轴时，往往需要采用较大尺寸，与翼缘腹板尺寸形成鲜明对比。上述铰接连接节点用钢量大，钢材性能利用不充分，经济性较差。
（c）此外，为了实现节点在竖直平面内的上下旋转，需要在钢梁铰接连接区域预留较大旋转空间。这将导致使用者产生强烈的不安全感，不利于铰接连接节点的推广应用。