一种法向可弯曲的支撑框架节点的制作方法

1.本实用新型涉及屈曲约束支撑技术领域，具体而言，涉及一种法向可弯曲的支撑框架节点。


背景技术：

2.屈曲约束支撑目前正在作为一种新兴的耗能减震构件被应用于土木建筑结构，尤其是多高层建筑中，其在小震时为结构提供抗侧刚度，而在中大震时进入屈服耗散地震能量。在实际应用中，屈曲约束支撑须通过节点板与梁柱进行连接，而传统的连接方法则是由节点板与柱和梁的翼缘通过角焊缝进行连接，此连接方式仅考虑支撑轴向力作用，忽略相邻梁柱弯矩的影响。
3.研究表明，在地震剪力下梁柱会产生显著的弯曲变形（翼缘产生伸长或压缩变形），但节点板的刚域效应却约束了梁柱变形的自由发展，从而在梁柱翼缘与节点板的连接焊缝处产生附加的作用力（称为开合效应），使节点板的连接焊缝过早发生断裂，甚至在支撑受拉情况下出现节点板的平面外失稳破坏，然而这种开合效应在现有的节点板设计方法中并没有进行充分的考虑，使节点板连接反而成为薄弱环节，违背“强节点弱构件”的抗震设计原则，无法保证防屈曲支撑耗能能力的充分发挥。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种法向可弯曲的支撑框架节点，有助于解决上述技术问题。
5.本实用新型是这样实现的：
6.一种法向可弯曲的支撑框架节点，包括节点板、梁连接板和柱连接板；所述节点板上相邻的两个端面相互垂直；两个所述端面分别与所述梁连接板的一个侧面、所述柱连接板的一个侧面焊接固定连接，所述梁连接板的另一个侧面与所述柱连接板的另一个侧面相互垂直。
7.上述法向可弯曲的支撑框架节点在使用时，由于将节点板上相互垂直的两个端面分别通过梁连接板、柱连接板实现与结构钢梁、结构钢柱固定连接。当遇见梁柱因中大震弯矩作用张开变形时，梁柱节点处角部贴紧，连接板焊接部分会根据梁柱的变形而拉开间隙，此时连接板与梁柱之间的焊缝从连接板焊缝端开始受力；当遇见梁柱因中大震弯矩作用闭合变形时，梁柱节点处角部拉开间隙，连接板焊接部分会根据梁柱的变形而贴紧梁柱，此时连接板与梁柱之间的焊缝从连接板靠近梁柱节点端开始受力。这样能够有效地避免梁柱在中大震弯矩作用下因为节点损坏而导致屈曲约束支撑丧失功能。
8.进一步地，两个所述端面以对接焊缝形式分别与所述梁连接板、所述柱连接板焊接固定。其技术效果在于：对接焊缝形式应力集中相对较小，能承受较大的静载荷和较高的疲劳交变载荷，能够保证节点板与梁连接板、柱连接板平稳固定安装。
9.进一步地，所述节点板的两个侧面上分别设置有加强肋板；所述加强肋板垂直固
定于所述节点板的侧面上，所述加强肋板用于与屈曲约束支撑连接。其技术效果在于：加强肋板不仅增大了节点与屈曲约束支撑结构的焊接接触面，还能够分散应力，避免应力过度集中。
10.进一步地，所述节点板为等腰直角三角形平板。其技术效果在于：等腰直角三角形平板的节点板结构较小，能够将载荷作用力直接地通过梁连接板、柱连接板传导至结构钢梁和结构钢柱上。
11.进一步地，所述节点板为五边形平板。其技术效果在于：五边形平板的节点板便于设置节点翼缘，增大节点板与梁连接板、柱连接板的焊接面积。
12.进一步地，所述节点板的端面依次分别为第一端面、第二端面、第三端面、第四端面和第五端面，所述第一端面和所述第二端面相互垂直，所述第三端面与所述第二端面相互垂直，所述第五端面与所述第一端面相互垂直；所述第三端面上、所述第五端面上分别设置有节点翼缘。其技术效果在于：节点翼缘能够大幅提高支撑力，防止节点板发生侧滑塌陷。
13.进一步地，所述节点翼缘与所述节点板以对接焊缝形式焊接固定。其技术效果在于：同样的，对接焊缝形式保证了节点翼缘与节点板之间焊接稳定性。
14.进一步地，所述梁连接板远离所述柱连接板的一端设置有焊接坡口，所述焊接坡口位于背离所述节点板的一侧。其技术效果在于：焊接坡口用于实现梁连接板与结构钢梁之间的坡口焊接。
15.进一步地，所述柱连接板远离所述梁连接板的一端设置有焊接坡口，所述焊接坡口位于背离所述节点板的一侧。其技术效果在于：焊接坡口用于实现柱连接板与结构钢柱之间的坡口焊接。
16.进一步地，所述梁连接板和所述柱连接板之间相互不接触。其技术效果在于：梁连接板和柱连接板之间设计间隙，不仅能够杜绝环境温度带来的冷热形变作用力的影响，还能够避免两者在开合效应中因为接触而导致的作用力相互抵消。
17.本实用新型的有益效果是：
18.本实用新型的法向可弯曲的支撑框架节点，由于在节点板和梁柱之间分别设置了梁连接板和柱连接板，在地震剪力作用驱使梁柱产生显著的弯曲变形时，即翼缘产生伸长或压缩变形时，能够提高节点的最大可用载荷，避免开合效应给节点板带来的断裂风险。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
20.图1为本实用新型第一实施例提供的法向可弯曲的支撑框架节点的立体结构示意图；
21.图2为本实用新型第二实施例提供的法向可弯曲的支撑框架节点的立体结构示意图；
22.图3为本实用新型第三实施例提供的法向可弯曲的支撑框架节点的立体结构示意
图；
23.图4为本实用新型第四实施例提供的法向可弯曲的支撑框架节点的主视图；
24.图5为图4中a处的局部放大图；
25.图6为图4中b处的局部放大图。
26.图标：100-节点板；200-梁连接板；300-柱连接板；400-加强肋板；500-节点翼缘；600-焊接坡口；10-结构钢梁；20-结构钢柱。
具体实施方式
27.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在附图中描述和标注的本实用新型实施例的组件能够以各种不同的配置来布置和设计。
28.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
29.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
30.在本实用新型的描述中，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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
31.此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
32.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
33.下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
34.第一实施例：
35.图1为本实用新型第一实施例提供的法向可弯曲的支撑框架节点的立体结构示意图。请参照图1，本实施例提供一种法向可弯曲的支撑框架节点，包括节点板100、梁连接板200和柱连接板300；节点板100上相邻的两个端面相互垂直；两个端面分别与梁连接板200的一个侧面、柱连接板300的一个侧面焊接固定连接，梁连接板200的另一个侧面与柱连接
板300的另一个侧面相互垂直。
36.在上述结构中，节点板100分别通过梁连接板200和柱连接板300与结构钢梁10、结构钢柱20实现焊接固定。
37.本实施例的法向可弯曲的支撑框架节点的工作原理如下：
38.法向可弯曲的支撑框架节点在安装后，由于将节点板100上相互垂直的两个端面分别通过梁连接板200、柱连接板300实现与结构钢梁10、结构钢柱20固定连接。当遇见梁柱因中大震弯矩作用张开变形时，梁柱节点处角部贴紧，连接板焊接部分会根据梁柱的变形而拉开间隙，此时连接板与梁柱之间的焊缝从连接板焊缝端开始受力；当遇见梁柱因中大震弯矩作用闭合变形时，梁柱节点处角部拉开间隙，连接板焊接部分会根据梁柱的变形而贴紧梁柱，此时连接板与梁柱之间的焊缝从连接板靠近梁柱节点端开始受力。这样能够有效地避免梁柱在中大震弯矩作用下因为节点损坏而导致屈曲约束支撑丧失功能。
39.进一步地，如图1所示，两个端面以对接焊缝形式分别与梁连接板200、柱连接板300焊接固定。可选地，节点板100和梁连接板200、柱连接板300也可以采用其他常规的焊接固定方式实现安装。而在本实施例中，对接焊缝形式应力集中相对较小，能承受较大的静载荷和较高的疲劳交变载荷，能够保证节点板100与梁连接板200、柱连接板300平稳固定安装。
40.第二实施例：
41.图2为本实用新型第二实施例提供的法向可弯曲的支撑框架节点的立体结构示意图。请参照图2，本实施例提供一种法向可弯曲的支撑框架节点，其与第一实施例的法向可弯曲的支撑框架节点大致相同，二者的区别在于本实施例的法向可弯曲的支撑框架节点中，节点板100的两个侧面上分别设置有加强肋板400；加强肋板400垂直固定于节点板100的侧面上，加强肋板400用于与屈曲约束支撑连接。
42.此时，加强肋板400不仅增大了节点与屈曲约束支撑结构的焊接接触面，还能够分散应力，避免应力过度集中。
43.进一步地，如图2所示，节点板100为等腰直角三角形平板。同样地，为了与屈曲约束支撑的配合连接，节点板100也可以设置为非等腰的直角三角形平板。在本实施例中，等腰直角三角形平板的节点板100结构较小，能够将载荷作用力直接地通过梁连接板200、柱连接板300传导至结构钢梁10和结构钢柱20上。
44.第三实施例：
45.图3为本实用新型第三实施例提供的法向可弯曲的支撑框架节点的立体结构示意图。请参照图3，本实施例提供一种法向可弯曲的支撑框架节点，其与第一实施例的法向可弯曲的支撑框架节点大致相同，二者的区别在于本实施例的法向可弯曲的支撑框架节点中的节点板100为五边形平板。
46.进一步地，如图3所示，节点板100的端面依次分别为第一端面、第二端面、第三端面、第四端面和第五端面，第一端面和第二端面相互垂直，第三端面与第二端面相互垂直，第五端面与第一端面相互垂直；第三端面上、第五端面上分别设置有节点翼缘500。
47.此时，五边形平板的节点板100便于设置节点翼缘500，增大节点板100与梁连接板200、柱连接板300的焊接面积。而节点翼缘500能够大幅提高支撑力，防止节点板100发生侧滑塌陷。
48.在上述结构中，可选地，节点翼缘500与节点板100以对接焊缝形式焊接固定。同样的，对接焊缝形式保证了节点翼缘500与节点板100之间焊接稳定性。
49.第四实施例：
50.图4为本实用新型第四实施例提供的法向可弯曲的支撑框架节点的主视图；图5为图4中a处的局部放大图；图6为图4中b处的局部放大图。请参照图4、图5、图6，本实施例提供一种法向可弯曲的支撑框架节点，其与第一实施例、第二实施例或第三实施例的法向可弯曲的支撑框架节点大致相同，二者的区别在于本实施例的法向可弯曲的支撑框架节点中的梁连接板200远离柱连接板300的一端设置有焊接坡口600，焊接坡口600位于背离节点板100的一侧。同样地，柱连接板300远离梁连接板200的一端设置有焊接坡口600，焊接坡口600位于背离节点板100的一侧。此时，焊接坡口600用于实现梁连接板200与结构钢梁10之间的坡口焊接。焊接坡口600用于实现柱连接板300与结构钢柱20之间的坡口焊接。
51.进一步地，在上述任一实施例的基础上，如图5所示，梁连接板200和柱连接板300之间相互不接触。在该设计中，梁连接板200和柱连接板300之间设计间隙，不仅能够杜绝环境温度带来的冷热形变作用力的影响，还能够避免两者在开合效应中因为接触而导致的作用力相互抵消。
52.以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。