本發(fā)明涉及鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)連接，具體涉及一種模塊化鋼結(jié)構(gòu)的搖擺復(fù)位節(jié)點(diǎn)及其使用方法。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)抗震理念以防止結(jié)構(gòu)倒塌為目標(biāo)，但當(dāng)結(jié)構(gòu)的主要受力構(gòu)件或耗能裝置產(chǎn)生不可恢復(fù)的塑性變形時，結(jié)構(gòu)整體會積累較大的殘余變形。殘余位移過大會給結(jié)構(gòu)的震后修繕工作增加技術(shù)難度和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。隨著對建筑物抗震性能需求的提高及經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展，依據(jù)傳統(tǒng)抗震理念設(shè)計的結(jié)構(gòu)顯然已經(jīng)難以滿足需求。因此，有學(xué)者提出了可恢復(fù)功能防震的新抗震理念，地震可恢復(fù)功能結(jié)構(gòu)是指地震后不需修復(fù)或者稍加修復(fù)即可恢復(fù)使用功能的結(jié)構(gòu)，其主要目的是使結(jié)構(gòu)具備震后快速恢復(fù)使用功能的能力，從而減輕由于結(jié)構(gòu)震后功能中斷帶來的影響。

2、可恢復(fù)功能裝置一般采用預(yù)應(yīng)力鋼絞線或其他筋材實(shí)現(xiàn)自復(fù)位功能，并已經(jīng)成功應(yīng)用于一般裝配式結(jié)構(gòu)中，但鋼絞線的錨固需要施工空間，并且現(xiàn)場錨固需要耗費(fèi)時間，受到施工空間和施工效率的限制，模塊化鋼結(jié)構(gòu)中可恢復(fù)功能裝置的使用還面臨著很大的挑戰(zhàn)。

3、因此，在保證不影響模塊化裝配效率這一優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，研發(fā)一種不受施工空間限制且無需現(xiàn)場錨固的自復(fù)位裝置對模塊化鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種模塊化鋼結(jié)構(gòu)的搖擺復(fù)位節(jié)點(diǎn)及其使用方法，通過柱內(nèi)組件和連接組件的配合實(shí)現(xiàn)了自復(fù)位的同時，達(dá)到了不受施工空間限制，無需現(xiàn)場錨固的效果。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種模塊化鋼結(jié)構(gòu)的搖擺復(fù)位節(jié)點(diǎn)，所述模塊化鋼結(jié)構(gòu)具有模塊柱，所述模塊柱包括上模塊柱和下模塊柱，所述搖擺復(fù)位節(jié)點(diǎn)包括：

4、兩個柱內(nèi)組件，分別安裝在所述上模塊柱下端以及所述下模塊柱上端；以及，

5、連接組件，設(shè)置在兩個所述柱內(nèi)組件之間，且用于連接兩個所述柱內(nèi)組件；

6、所述連接組件，包括：

7、預(yù)應(yīng)力鋼絞線，其兩端設(shè)置有錨具；

8、水平連接板，其上預(yù)留有第一通孔，以供所述預(yù)應(yīng)力鋼絞線穿過；

9、兩個內(nèi)插件，分別設(shè)置在所述水平連接板的上下兩端；

10、兩組耗能金屬件，兩個耗能金屬件為一組，且每組耗能金屬件對稱連接在每個所述內(nèi)插件靠近所述水平連接板的端部側(cè)壁；

11、每個所述內(nèi)插件遠(yuǎn)離所述水平連接板的一端分別連接有一個插板，所述插板上預(yù)留有第二通孔，以供所述預(yù)應(yīng)力鋼絞線穿過，所述預(yù)應(yīng)力鋼絞線貫穿整個所述連接組件，并在所述插板外側(cè)運(yùn)用所述錨具進(jìn)行錨固，所述內(nèi)插件和連接板之間僅接觸，并未焊接，在所述耗能金屬件受力被拉伸變形的同時，所述內(nèi)插件與所述連接板接觸處可以抬升，而所述預(yù)應(yīng)力鋼絞線被拉伸產(chǎn)生的拉力配合上模塊柱的自重使所述搖擺復(fù)位節(jié)點(diǎn)復(fù)位。

12、進(jìn)一步地，所述柱內(nèi)組件包括：

13、焊接在所述模塊柱內(nèi)側(cè)的內(nèi)環(huán)板一以及內(nèi)環(huán)板二；所述內(nèi)環(huán)板二位于所述內(nèi)環(huán)板一下方，所述內(nèi)環(huán)板一與所述內(nèi)環(huán)板二之間留有間隙；以及，

14、兩個彈簧，每個所述彈簧的兩端分別連接有彈簧固定板和卡塊；兩個所述彈簧固定板分別焊接在所述內(nèi)環(huán)板二的上表面的邊緣兩側(cè)；所述卡塊在所述內(nèi)環(huán)板一和所述內(nèi)環(huán)板二之間的間隙活動，且所述卡塊用于限位所述內(nèi)插件。

15、進(jìn)一步地，所述連接組件，還包括：

16、螺栓一以及螺栓二；

17、所述內(nèi)插件和耗能金屬件上均開設(shè)有供螺栓一通過的第三通孔；所述水平連接板和耗能金屬件上均開設(shè)有供螺栓二通過的第四通孔；

18、所述螺栓一穿過所述第三通孔將所述內(nèi)插件與所述耗能金屬件連接；

19、所述螺栓二穿過所述第四通孔將所述水平連接板與所述耗能金屬件連接。

20、進(jìn)一步地，所述連接組件，還包括：

21、兩個抗剪鍵，分別焊接在所述水平連接板的上下兩端，且所述上模塊柱和所述下模塊柱分別套設(shè)在兩個所述抗剪鍵上。

22、進(jìn)一步地，所述內(nèi)插件選自h型鋼或空心方鋼管中的至少一種。

23、進(jìn)一步地，所述預(yù)應(yīng)力鋼絞線用預(yù)應(yīng)力鋼棒或sma棒材或纖維增強(qiáng)材料替換。

24、進(jìn)一步地，所述耗能金屬件選自角鋼或者t型鋼中的至少一種。

25、進(jìn)一步地，所述耗能金屬件和內(nèi)插件之間添加有摩擦片，以實(shí)現(xiàn)屈服和摩擦雙耗能機(jī)制。

26、第二方面，本發(fā)明還提供了一種基于第一方面所述的模塊化鋼結(jié)構(gòu)的搖擺復(fù)位節(jié)點(diǎn)的使用方法，包括以下步驟：

27、s1、在工廠中將內(nèi)環(huán)板一、內(nèi)環(huán)板二、彈簧固定板、彈簧和卡塊組裝成柱內(nèi)組件，并將所述柱內(nèi)組件安裝在包括上模塊柱和下模塊柱的模塊柱中；將水平連接板、抗剪鍵、螺栓一、螺栓二、預(yù)應(yīng)力鋼絞線、錨具、耗能金屬件、內(nèi)插件以及插板組裝成連接組件；完成組裝后，將所述連接組件以及帶有所述柱內(nèi)組件的所述模塊柱運(yùn)至施工現(xiàn)場；

28、s2、吊裝下模塊柱，并在其上端安裝連接組件，其中連接組件下端的插板穿過下模塊柱中的卡塊后進(jìn)行鎖定，從而完成下模塊柱與連接組件之間的連接；

29、s3、吊裝上模塊柱，將其下端對準(zhǔn)已安裝的連接組件后下降，連接組件上端的插板穿過上模塊柱內(nèi)部的卡塊后進(jìn)行鎖定，從而完成上模塊柱與連接組件之間的連接。

30、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的有益效果：

31、（1）本發(fā)明通過柱內(nèi)組件以及連接組件的設(shè)置，在安裝現(xiàn)場僅需通過將下模塊柱及柱內(nèi)組件、連接組件和上模塊柱及柱內(nèi)組件連接即可完成組裝，連接時，僅需重力即可完成上模塊柱與下模塊柱的連接，連接高效快捷，省時省力，且可以在受到水平和豎向作用力產(chǎn)生位移后，耗能金屬件會被反復(fù)拉伸進(jìn)行耗能，通過預(yù)應(yīng)力鋼絞線的拉力實(shí)現(xiàn)自復(fù)位，從而顯著減小結(jié)構(gòu)的殘余變形，解決了搖擺復(fù)位技術(shù)在模塊化鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)處應(yīng)用困難的問題，同時實(shí)現(xiàn)了無需現(xiàn)場錨固就能將預(yù)應(yīng)力鋼絞線用于模塊化結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)自復(fù)位的效果，使模塊化鋼結(jié)構(gòu)無需修復(fù)或僅需少量修復(fù)即可恢復(fù)使用功能，節(jié)約震后修復(fù)成本。

32、（2）本發(fā)明通過設(shè)置耗能金屬件和摩擦片，能夠使得在結(jié)構(gòu)受到地震沖擊時有效地消耗能量，提高建筑的整體抗震性能，保障建筑的安全性和穩(wěn)定性。

33、（3）本發(fā)明的搖擺復(fù)位節(jié)點(diǎn)可以方便地與現(xiàn)有的模塊化鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)集成，既保持了模塊化裝配效率的優(yōu)勢，又增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的抗震能力。

技術(shù)特征：

1.一種模塊化鋼結(jié)構(gòu)的搖擺復(fù)位節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述模塊化鋼結(jié)構(gòu)具有模塊柱，所述模塊柱包括上模塊柱（1）和下模塊柱（2），所述搖擺復(fù)位節(jié)點(diǎn)包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化鋼結(jié)構(gòu)的搖擺復(fù)位節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述柱內(nèi)組件包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的模塊化鋼結(jié)構(gòu)的搖擺復(fù)位節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述連接組件，還包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的模塊化鋼結(jié)構(gòu)的搖擺復(fù)位節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述連接組件，還包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化鋼結(jié)構(gòu)的搖擺復(fù)位節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述內(nèi)插件（14）選自h型鋼或空心方鋼管中的至少一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化鋼結(jié)構(gòu)的搖擺復(fù)位節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述預(yù)應(yīng)力鋼絞線（11）用預(yù)應(yīng)力鋼棒或sma棒材或纖維增強(qiáng)材料替換。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化鋼結(jié)構(gòu)的搖擺復(fù)位節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述耗能金屬件（13）選自角鋼或者t型鋼中的至少一種。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化鋼結(jié)構(gòu)的搖擺復(fù)位節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述耗能金屬件（13）和內(nèi)插件（14）之間添加有摩擦片。

9.一種基于權(quán)利要求4所述的模塊化鋼結(jié)構(gòu)的搖擺復(fù)位節(jié)點(diǎn)的使用方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種模塊化鋼結(jié)構(gòu)的搖擺復(fù)位節(jié)點(diǎn)及其使用方法，屬于鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)連接技術(shù)領(lǐng)域，該節(jié)點(diǎn)包括模塊柱，模塊柱分為上模塊柱和下模塊柱，以及兩個柱內(nèi)組件和一個連接組件，柱內(nèi)組件包含內(nèi)環(huán)板和彈簧等部件，連接組件則包括預(yù)應(yīng)力鋼絞線、水平連接板、內(nèi)插件、耗能金屬件和插板，預(yù)應(yīng)力鋼絞線穿過各部件并通過錨具錨固，耗能金屬件通過螺栓與內(nèi)插件和水平連接板連接；使用方法包括工廠組裝柱內(nèi)組件和連接組件，然后在現(xiàn)場進(jìn)行模塊柱與連接組件的吊裝與鎖定。本發(fā)明可在工廠預(yù)制，現(xiàn)場快速安裝，實(shí)現(xiàn)自復(fù)位功能，且不受施工空間限制，無需現(xiàn)場錨固，適用于有可恢復(fù)功能需求的建筑結(jié)構(gòu)。

技術(shù)研發(fā)人員：常鴻飛,宋心怡,陸亞萍,夏軍武
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國礦業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/17