一种带有扇形摩擦阻尼器的角钢连接梁柱节点结构的制作方法

1.本发明涉及建筑工程结构技术领域，尤其是一种带有扇形摩擦阻尼器的角钢连接梁柱节点结构。


背景技术：

2.钢框架结构是抗震设计中一种被广泛使用的结构形式。随着人民生活水平的提高，对建筑物的抗震要求有了进一步提高，除了要求结构安全外，还要求能够在震后快速修复并重新使用，如何提高结构韧性是当代钢结构研究与设计的重要研究方向。在钢框架结构中，梁柱连接节点是最容易发生破坏的区域之一；在目前的钢结构设计中，地震中往往在钢梁或钢柱构件上发生破坏，导致结构功能部分甚至完全丧失，且因此在发生地震后修复难度与成本极大，难以在短时间内恢复原来的使用功能，造成极大的浪费。因此，如何避免节点处的钢梁与钢柱发生不可恢复性破坏以实现震后钢框架功能的快速恢复，是实际工程中亟待解决的一个问题。
3.另外，传统的梁柱连接节点常采用的连接形式中，部分需要在施工现场焊接，焊接质量难以保证；全螺栓连接节点则使用大量螺栓，用钢量较大，经济性低。如何提高从节点形式角度提高梁柱节点的施工效率与施工质量，同时降低用钢量、提高经济性，也是钢结构设计的重点问题。
4.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本技术的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种带有扇形摩擦阻尼器的角钢连接梁柱节点结构，以解决现有技术中存在的梁柱连接节点在地震后修复难度与成本极大的技术问题，该连接节点结构在发生地震时通过扇形摩擦阻尼器的相对转动消耗大量地震能量，从而避免钢梁、钢柱构件发生破坏，在震后可通过更换扇形摩擦阻尼器即可实现结构功能的快速恢复。
6.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
7.一种带有扇形摩擦阻尼器的角钢连接梁柱节点结构，该结构包括：正交连接的钢梁和钢柱，在连接所述钢梁和所述钢柱的梁柱节点的下方设置有扇形摩擦阻尼器，所述扇形摩擦阻尼器包括：外夹板和内芯板，所述外夹板固定在钢梁下表面，所述内芯板设置在钢梁侧面，外夹板带有两个间隔设置的第一扇形板，内芯板上带有第二扇形板，部分所述第二扇形板能够采用过盈配合的方式插置在两个所述第一扇形板之间，两个第一扇形板与第二扇形板的接触区域设置有用于增大摩擦系数的摩擦面层，第二扇形板上设置有弧形导向孔，两个第一扇形板上设置有螺杆孔，螺杆穿过所述螺杆孔和所述弧形导向孔连接第一扇形板和第二扇形板。
8.进一步的，所述钢梁和所述钢柱均为“h”型钢。
9.进一步的，所述外夹板包括：第一矩形板，所述第一矩形板上设置有用于连接所述
钢梁的下翼缘板的螺栓孔，螺栓穿过该螺栓孔将外夹板与钢梁连接，两个所述第一扇形板固定在第一矩形板的下表面。
10.进一步的，所述内芯板包括：第二矩形板，所述第二矩形板上设置有用于连接所述钢柱的侧翼缘板的螺栓孔，螺栓穿过该螺栓孔将内芯板与钢柱连接，第二扇形板固定在第二矩形板的下表面。
11.进一步的，所述第一扇形板上设置有两个螺杆孔，螺杆穿过该螺杆孔后和所述弧形导向孔后依次穿套碟簧和螺母固定。
12.进一步的，所述钢梁的上翼缘板与所述钢柱的侧翼缘板的夹角处设置有顶角钢，螺栓将所述顶角钢与所述上翼缘板和所述侧翼缘板连接固定。
13.进一步的，所述钢梁的腹板与所述钢柱的侧翼缘板的夹角处设置有腹板角钢，螺栓将所述腹板角钢与所述腹板和所述侧翼缘板连接固定。
14.进一步的，所述钢柱上设置有连接两个侧翼板和钢柱腹板的钢柱加劲肋。
15.与现有技术相比，本发明的带有扇形摩擦阻尼器的角钢连接梁柱节点结构具有以下有益效果：
16.(1)通过设置摩擦阻尼器，可保护钢梁、钢柱构件不在地震作用下发生失效破坏，提高结构延性。
17.(2)采用角钢连接与高强螺栓连接，用钢量少，连接方便，施工效率高；采用全螺栓连接，避免现场施焊，提高施工质量。
18.(3)所有构件均在工厂中进行加工，提高结构装配化率，提高现场施工速度。
19.(4)通过采用h型钢梁与h型钢柱，可为可更换阻尼器提供施拧作业条件，便于可更换阻尼器的拆卸和安装。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1是本发明的梁柱节点结构的立体示意图；
22.图2是本发明实施案例的主视图；
23.图3是本发明实施案例的侧视图；
24.图4是本发明实施案例的俯视图；
25.图5是本发明实施案例中钢梁的示意图；
26.图6是本发明实施案例中钢柱的示意图；
27.图7是本发明实施案例中顶角钢的示意图；
28.图8是本发明实施案例中腹板角钢的示意图；
29.图9是本发明实施案例中扇形摩擦阻尼器示意图；
30.图10是本发明实施案例中扇形摩擦阻尼器的剖切及拆分示意图；
31.图11是本发明实施案例中扇形摩擦阻尼器中外夹板示意图；
32.图12是本发明实施案例中扇形摩擦阻尼器中内芯板示意图；
33.其中，1钢梁、2钢柱、3顶角钢、4腹板角钢、5扇形摩擦阻尼器、高强螺栓6；
34.11上翼缘板、12下翼缘板、13钢梁腹板、14螺栓孔；
35.21侧翼缘板、22钢柱腹板、23钢柱加劲肋、24螺栓孔；
36.31螺栓孔；
37.41螺栓孔；
38.51外夹板、52内芯板、53螺母、54碟簧、55螺杆；
39.511第一扇形板、512第一矩形板、513螺杆孔、514螺栓孔；
40.521第二扇形板、522第二矩形板、523弧形导向孔、524螺栓孔、525摩擦面层。
具体实施方式
41.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
42.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
43.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
44.以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
45.如图1
‑
12所示，为本发明一种带有扇形摩擦阻尼器的角钢连接梁柱节点结构的具体实施例，在本实施例中，主要包括：“h”型钢梁1、“h”型钢柱2、顶角钢3、腹板角钢4和扇形摩擦阻尼器5。
[0046]“h”型钢梁1包括：上翼缘板11、下翼缘板12、腹板13和螺栓孔14，螺栓孔14为圆孔。
[0047]“h”型钢柱2包括：侧翼缘板21、腹板22、钢柱加劲肋23和螺栓孔24，螺栓孔24为圆孔，钢柱加劲肋23在工厂中焊接到钢柱2中。
[0048]
顶角钢3开设螺栓孔31，螺栓孔31为圆孔。
[0049]
腹板角钢4开设螺栓孔41，螺栓孔41为圆孔。
[0050]
扇形摩擦阻尼器5包括：外夹板51、内芯板52，并通过螺母53、碟簧54、螺栓杆55连接成整体。
[0051]
钢梁1贴紧钢柱2的侧翼缘板21。钢梁1的钢梁腹板13对齐钢柱2的钢柱腹板22。钢柱2的钢柱加劲肋23对齐钢梁1的上翼缘板11和下翼缘板12。
[0052]
钢梁1的上翼缘板11与钢柱2的侧翼缘板21通过顶角钢3连接。以上三个构件的螺栓孔14与螺栓孔31对齐，螺栓孔31与螺栓孔24对齐。以上三个构件通过高强螺栓6形成可靠
连接。高强螺栓6使用扳手拧紧。
[0053]
钢梁腹板13与钢柱腹板22通过腹板角钢4连接。以上三个构件的螺栓孔14与螺栓孔41对齐，螺栓孔41与螺栓孔24对齐。以上三个构件通过高强螺栓6形成可靠连接。高强螺栓6使用扳手拧紧。
[0054]
外夹板51包括两块第一扇形板511与一块第一矩形板512。第一扇形板511与第一矩形板512之间在工厂进行焊接。要求两块第一扇形板51的间距与位置以过盈配合的方式夹住内芯板52的第二扇形板521。在第一扇形板511上开圆形螺杆孔513。在第一矩形板512上开圆形螺栓孔514。
[0055]
内芯板52包括第二扇形板521与一块第二矩形板522。第二扇形板521与第二矩形板522之间在工厂进行焊接。在第二扇形板521上开弧形导向孔523(弧形长圆螺杆孔)。在第二扇形板521表面、与外夹板51发生接触与摩擦处采用包括但不限于电镀、粘贴等手段设置摩擦面层525。摩擦面层525可以采用包括但不限于刹车片等材料制做。摩擦面层525表面粗糙，有较高的摩擦系数，且有较强的耐磨损性能。在第二矩形板522上开圆形螺栓孔524。
[0056]
将外夹板51与内芯板52进行组装时，外夹板51的螺杆孔513与内芯板52的弧形导向孔523对齐。螺杆55穿过螺杆孔513与弧形导向孔523对齐，两端用螺母53拧紧、固定。在螺母53与第一扇形板511之间垫有碟簧54。使用扭矩扳手对螺母53施加预定预紧力，螺母53挤压碟簧54，使外夹板51与内芯板52之间紧密接触，形成整体。
[0057]
钢梁1的下翼缘板12与外夹板51通过高强螺栓6形成可靠连接。高强螺栓6使用扳手拧紧。以上两个构件的螺栓孔14与螺栓孔514对齐。
[0058]
钢柱2的侧翼缘板21与内芯板52通过高强螺栓6形成可靠连接。高强螺栓6使用扳手拧紧。以上两个构件的螺栓孔24与螺栓孔524对齐。
[0059]
安装时，先将“h”型钢梁1与“h”型钢柱2定位后，安装顶角钢3与腹板角钢4，并通过扳手拧高强螺栓6进行可靠连接；将内芯板52与外夹板51组装后不拧紧螺母53，仅保证二者形成一个整体即可；将内芯板52与钢柱2的侧翼缘板21的螺栓孔对齐，并通过扳手拧高强螺栓6进行可靠连接；将外夹板51与钢梁1的下翼缘板12的螺栓孔对齐，并通过扳手拧高强螺栓6进行可靠连接；最后用扭矩扳手扭紧螺母53，并施加到目标预紧力。
[0060]
拆卸时，用扳手拧松外夹板51与钢梁1的下翼缘板12及内芯板52与钢柱2的侧翼缘板21之间的高强螺栓6进行拆除，将扇形摩擦阻尼器5整体拆除，并换上新的扇形摩擦阻尼器5即可恢复梁柱节点的使用功能，安装新的扇形摩擦阻尼器5过程如前所述。
[0061]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。