【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種地下空間結(jié)構(gòu)的鋼管混凝土柱-寬扁梁節(jié)點(diǎn)構(gòu)造及施工方法，具體涉及一種雙階耗能鋼管混凝土柱-寬扁梁節(jié)點(diǎn)構(gòu)造及施工方法，屬于地下空間結(jié)構(gòu)。
技術(shù)介紹
1、隨著城市人口激增和土地資源日益緊張，開發(fā)城市地下空間成為緩解資源短缺的重要途徑。這不僅提升了城市交通和基礎(chǔ)設(shè)施的供應(yīng)能力，還能節(jié)約土地和改善環(huán)境。現(xiàn)有的地下空間結(jié)構(gòu)大多采用框架結(jié)構(gòu)，因開挖困難和不確定性，常使用鋼筋混凝土寬扁梁來提高凈空和降低成本，而鋼管混凝土柱則因其高承載力和良好的延性受到青睞。然而，在地震作用下，框架結(jié)構(gòu)體系的脆弱環(huán)節(jié)通常是節(jié)點(diǎn)核心區(qū)，節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的破壞將打破梁柱的受力平衡，進(jìn)而對(duì)整個(gè)框架的承載能力產(chǎn)生影響，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)倒塌或受損。這種情況難以修復(fù)或修復(fù)成本過高，只能進(jìn)行推倒重建，從而造成巨大的財(cái)產(chǎn)損失。為了應(yīng)對(duì)這種局面，傳統(tǒng)的地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法和鋼管混凝土柱與寬扁梁的連接節(jié)點(diǎn)形式已不能滿足綠色工業(yè)化和可持續(xù)發(fā)展的需求。因此，地下結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)正逐漸轉(zhuǎn)向可更換和高耗能結(jié)構(gòu)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)為解決在地震作用下傳統(tǒng)節(jié)點(diǎn)耗能效果較差、修復(fù)成本過高的問題，進(jìn)而提出一種雙階耗能鋼管混凝土柱-寬扁梁節(jié)點(diǎn)構(gòu)造及施工方法，具有震后可快速恢復(fù)性。
2、本專利技術(shù)為解決上述問題采取的技術(shù)方案是：
3、一種雙階耗能鋼管混凝土柱-寬扁梁節(jié)點(diǎn)構(gòu)造，包括豎直方向的鋼管混凝土柱、水平方向的預(yù)制寬扁梁和雙階耗能段，所述鋼管混凝土柱與所述預(yù)制寬扁梁之間通過所述雙階耗能段連接，所述雙階耗能段包括摩擦耗能裝
4、進(jìn)一步的，根據(jù)所述低屈服點(diǎn)鋼板與所述防屈曲鋼板的連接方式可計(jì)算防屈曲鋼板的極限長度，所述防屈曲鋼板的極限長度的計(jì)算公式如下：
5、bi＝(1-εi)l2+l1+l3
6、式中，l1為低屈服點(diǎn)鋼板平直段末端與左側(cè)條形鋼板之間的距離，l2為低屈服點(diǎn)鋼板平直段，l3為低屈服點(diǎn)鋼板平直段末端與右側(cè)條形鋼板之間的距離，εi為低屈服點(diǎn)鋼板的應(yīng)變。
7、進(jìn)一步的，所述摩擦片與所述摩擦鋼板的形狀相同。
8、進(jìn)一步的，所述鋼管混凝土柱包括核心混凝土、鋼管、兩個(gè)第一端板和多個(gè)pvc管，所述核心混凝土澆筑于所述鋼管內(nèi)，所述第一端板的橫截面呈凸字形狀，包括固定段和中間段，兩個(gè)所述第一端板的固定段分別焊接于靠近所述預(yù)制寬扁梁側(cè)的所述鋼管上，所述多個(gè)pvc管經(jīng)混凝土澆筑后安裝于所述鋼管的剩余兩側(cè)。
9、進(jìn)一步的，所述第一端板的中間段上及固定段的兩側(cè)分別開設(shè)有螺栓孔，所述第一端板的固定段的寬度大于所述鋼管的寬度。
10、進(jìn)一步的，所述預(yù)制寬扁梁包括鋼筋、混凝土、工字鋼、若干個(gè)剪力釘、第二端板、加勁肋和第三端板，所述鋼筋和所述混凝土構(gòu)成所述預(yù)制寬扁梁的梁體，所述預(yù)制寬扁梁端部預(yù)埋所述工字鋼，若干個(gè)所述剪力釘布置在所述工字鋼的上下翼緣，所述工字鋼的端部與所述第二端板焊接，所述第二端板的另一側(cè)水平方向焊接有縱筋豎直方向焊接有所述加勁肋，在所述縱筋和所述加勁肋的另一側(cè)與所述第三端板焊接。
11、進(jìn)一步的，所述第二端板截面呈矩形，截面大小與預(yù)制寬扁梁截面大小相等。
12、進(jìn)一步的，所述第三端板包括鋼板和第一耳板，所述鋼板的截面呈矩形，所述鋼板的兩側(cè)開設(shè)有螺栓孔，所述第三端板的第一耳板的矩形邊側(cè)居中焊接于所述鋼板上，所述鋼板未焊接第一耳板的一側(cè)與所述縱筋和所述加勁肋焊接。
13、進(jìn)一步的，所述鋼板截面大小與所述預(yù)制寬扁梁的截面大小相等。
14、進(jìn)一步的，兩個(gè)金屬耗能裝置并排平行螺栓連接在所述鋼管混凝土柱的第一端板與所述預(yù)制寬扁梁的第三端板之間，所述金屬耗能裝置的低屈服點(diǎn)鋼板的兩個(gè)邊側(cè)的條形鋼板一側(cè)與所述第一端板的固定段螺栓連接，一側(cè)與所述第三端板的鋼板螺栓連接。
15、進(jìn)一步的，所述條形鋼板的高度與所述預(yù)制寬扁梁的高度相等。
16、進(jìn)一步的，所述摩擦耗能裝置設(shè)置在兩個(gè)金屬耗能裝置之間分別與所述鋼管混凝土柱的第一端板和所述預(yù)制寬扁梁的第三端板螺栓連接，所述摩擦耗能裝置的兩個(gè)所述第一耳板的矩形側(cè)與所述第一端板的中間段螺栓固定連接，所述第三端板上的第一耳板位于所述摩擦耗能裝置的所述兩個(gè)第一耳板之間且半圓形端相對(duì)設(shè)置，所述第三端板上的第一耳板兩側(cè)的圓環(huán)形凹槽內(nèi)分別安裝所述摩擦鋼板，所述鋼塊為矩形鋼塊，所述鋼塊上開設(shè)有螺栓孔，通過所述鋼塊將所述第二耳板與所述第三端板(28)上的第一耳板矩形側(cè)螺栓連接，鉸制螺栓依次穿過碟簧限位板、碟簧、第二耳板、摩擦鋼板、摩擦片、第一耳板、本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種雙階耗能鋼管混凝土柱-寬扁梁節(jié)點(diǎn)構(gòu)造，其特征在于：包括豎直方向的鋼管混凝土柱(1)、水平方向的預(yù)制寬扁梁(2)和雙階耗能段(3)，所述鋼管混凝土柱(1)與所述預(yù)制寬扁梁(2)之間通過所述雙階耗能段(3)連接，所述雙階耗能段(3)包括摩擦耗能裝置和兩個(gè)金屬耗能裝置，兩個(gè)金屬耗能裝置并排平行安裝在所述鋼管混凝土柱(1)與所述預(yù)制寬扁梁(2)之間與所述鋼管混凝土柱(1)和所述預(yù)制寬扁梁(2)螺栓連接，所述摩擦耗能裝置設(shè)置在兩個(gè)金屬耗能裝置之間與所述鋼管混凝土柱(1)和所述預(yù)制寬扁梁(2)螺栓連接，所述摩擦耗能裝置包括鉸制螺栓(6)、鉸制螺栓配套螺母(7)、四個(gè)摩擦片(8)、四個(gè)摩擦鋼板(9)、兩個(gè)碟簧(10)、兩個(gè)碟簧限位板(11)、兩個(gè)第一耳板(12)、兩個(gè)第二耳板(13)和兩個(gè)鋼塊(14)，所述第一耳板(12)一端為矩形，另一端為半圓形，在矩形側(cè)開設(shè)螺栓孔，在半圓形側(cè)圓心處開設(shè)螺栓孔并在兩側(cè)設(shè)有圓環(huán)形凹槽，所述第一耳板(12)圓環(huán)形凹槽內(nèi)分別安裝所述摩擦片(8)，所述摩擦片(8)的形狀為與所述第一耳板(12)圓環(huán)形凹槽的形狀相適形的圓環(huán)形，所述兩個(gè)第一耳板(12)并排平行設(shè)
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙階耗能鋼管混凝土柱-寬扁梁節(jié)點(diǎn)構(gòu)造，其特征在于：根據(jù)所述低屈服點(diǎn)鋼板(15)與所述防屈曲鋼板(16)的連接方式可計(jì)算防屈曲鋼板(16)的極限長度，所述防屈曲鋼板(16)的極限長度的計(jì)算公式如下：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙階耗能鋼管混凝土柱-寬扁梁節(jié)點(diǎn)構(gòu)造，其特征在于：所述鋼管混凝土柱(1)包括核心混凝土(18)、鋼管(19)、兩個(gè)第一端板(20)和多個(gè)PVC管(21)，所述核心混凝土(18)澆筑于所述鋼管(19)內(nèi)，所述第一端板(20)的橫截面呈凸字形狀，包括固定段和中間段，兩個(gè)所述第一端板(20)的固定段分別焊接于靠近所述預(yù)制寬扁梁(2)側(cè)的所述鋼管(19)上，所述多個(gè)PVC管(21)經(jīng)混凝土澆筑后安裝于所述鋼管(19)的剩余兩側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種雙階耗能鋼管混凝土柱-寬扁梁節(jié)點(diǎn)構(gòu)造，其特征在于：所述第一端板(20)的中間段上及固定段的兩側(cè)分別開設(shè)有螺栓孔，所述第一端板(20)的固定段的寬度大于所述鋼管(19)的寬度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種雙階耗能鋼管混凝土柱-寬扁梁節(jié)點(diǎn)構(gòu)造，其特征在于：所述預(yù)制寬扁梁(2)包括鋼筋(22)、混凝土(23)、工字鋼(25)、若干個(gè)剪力釘(24)、第二端板(26)、加勁肋(27)和第三端板(28)，...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種雙階耗能鋼管混凝土柱-寬扁梁節(jié)點(diǎn)構(gòu)造，其特征在于：包括豎直方向的鋼管混凝土柱(1)、水平方向的預(yù)制寬扁梁(2)和雙階耗能段(3)，所述鋼管混凝土柱(1)與所述預(yù)制寬扁梁(2)之間通過所述雙階耗能段(3)連接，所述雙階耗能段(3)包括摩擦耗能裝置和兩個(gè)金屬耗能裝置，兩個(gè)金屬耗能裝置并排平行安裝在所述鋼管混凝土柱(1)與所述預(yù)制寬扁梁(2)之間與所述鋼管混凝土柱(1)和所述預(yù)制寬扁梁(2)螺栓連接，所述摩擦耗能裝置設(shè)置在兩個(gè)金屬耗能裝置之間與所述鋼管混凝土柱(1)和所述預(yù)制寬扁梁(2)螺栓連接，所述摩擦耗能裝置包括鉸制螺栓(6)、鉸制螺栓配套螺母(7)、四個(gè)摩擦片(8)、四個(gè)摩擦鋼板(9)、兩個(gè)碟簧(10)、兩個(gè)碟簧限位板(11)、兩個(gè)第一耳板(12)、兩個(gè)第二耳板(13)和兩個(gè)鋼塊(14)，所述第一耳板(12)一端為矩形，另一端為半圓形，在矩形側(cè)開設(shè)螺栓孔，在半圓形側(cè)圓心處開設(shè)螺栓孔并在兩側(cè)設(shè)有圓環(huán)形凹槽，所述第一耳板(12)圓環(huán)形凹槽內(nèi)分別安裝所述摩擦片(8)，所述摩擦片(8)的形狀為與所述第一耳板(12)圓環(huán)形凹槽的形狀相適形的圓環(huán)形，所述兩個(gè)第一耳板(12)并排平行設(shè)置，所述兩個(gè)第一耳板(12)外側(cè)分別安裝所述第二耳板(13)，所述第二耳板(13)一端為矩形，另一端為半圓形，在矩形側(cè)開設(shè)螺栓孔，在半圓形側(cè)圓心處在圓心處開設(shè)螺栓孔，并在靠近所述第一耳板(12)側(cè)設(shè)有圓環(huán)形凹槽，所述第二耳板(13)圓環(huán)形凹槽內(nèi)安裝所述摩擦鋼板(9)，所述摩擦鋼板(9)的形狀為與所述第二耳板(13)圓環(huán)形凹槽的形狀相適形的圓環(huán)形，所述第一耳板(12)半圓形端與所述第二耳板(13)半圓形端相對(duì)設(shè)置，所述兩個(gè)第二耳板(13)外側(cè)分別安裝所述碟簧(10)，所述兩個(gè)碟簧(10)外側(cè)分別安裝碟簧限位板(11)，所述碟簧(10)和所述碟簧限位板(11)的截面形狀為圓環(huán)形，所述鉸制螺栓(6)、鉸制螺栓配套螺母(7)、兩個(gè)摩擦鋼板(9)和兩個(gè)鋼塊(14)用于與所述預(yù)制寬扁梁(2)連接，所述金屬耗能裝置包括低屈服點(diǎn)鋼板(15)、兩個(gè)防屈曲鋼板(16)、兩個(gè)條形鋼板(17)、若干個(gè)螺栓和若干個(gè)螺母組成，所述兩個(gè)條形鋼板(17)分別焊接于所述低屈服點(diǎn)鋼板(15)的兩個(gè)邊側(cè)，所述條形鋼板(17)上開設(shè)有螺栓孔，所述低屈服點(diǎn)鋼板(15)的高度與所述預(yù)制寬扁梁(2)的高度相等，所述低屈服點(diǎn)鋼板(15)的兩側(cè)開設(shè)有梯形凹槽，包括低屈服點(diǎn)鋼板平直段和低屈服點(diǎn)鋼板斜直段，所述低屈服點(diǎn)鋼板上開設(shè)有多個(gè)平行設(shè)置的矩形通孔，所述矩形通孔的水平長度大于所述低屈服點(diǎn)鋼板平直段和低屈服點(diǎn)鋼板斜直段同一水平方向的長度，所述兩個(gè)防屈曲鋼板(16)分別設(shè)于所述低屈服點(diǎn)鋼板(15)的兩側(cè)，所述防屈曲鋼板(16)的兩個(gè)邊側(cè)呈橄欖狀，靠近所述低屈服點(diǎn)鋼板(15)側(cè)呈梯形狀，包括防屈曲鋼板平直段和防屈曲鋼板斜直段，所述防屈曲鋼板(16)靠近所述低屈服點(diǎn)鋼板(15)側(cè)與所述低屈服點(diǎn)鋼板(15)開設(shè)的梯形凹槽相適形，所述防屈曲鋼板(16)側(cè)面開設(shè)有多個(gè)螺栓孔，螺栓孔的位置開設(shè)于所述低屈服點(diǎn)鋼板(15)的矩形通孔上，螺栓孔的直徑等于所述低屈服點(diǎn)鋼(15)的矩形通孔的高度，所述低屈服點(diǎn)鋼板(15)與所述防屈曲鋼板(16)通過螺栓連接，連接后的所述低屈服點(diǎn)鋼板平直段與所述低屈服點(diǎn)鋼板平直段末端距所述兩個(gè)條形鋼板(17)的距離滿足所述低屈服點(diǎn)鋼板(15)的極限壓縮量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙階耗能鋼管混凝土柱-寬扁梁節(jié)點(diǎn)構(gòu)造，其特征在于：根據(jù)所述低屈服點(diǎn)鋼板(15)與所述防屈曲鋼板(16)的連接方式可計(jì)算防屈曲鋼板(16)的極限長度，所述防屈曲鋼板(16)的極限長度的計(jì)算公式如下：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙階耗能鋼管混凝土柱-寬扁梁節(jié)點(diǎn)構(gòu)造，其特征在于：所述鋼管混凝土柱(1)包括核心混凝土(18)、鋼管(19...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張建華，魏明陽，耿巖，劉志成，郜殿偉，陳奕安，欒宇飛，王俊，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：哈爾濱工程大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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