技术领域
[0001] 本发明涉及可更换梁柱节点领域，具体涉及一种易更换的防屈曲梁柱节点结构。
相关背景技术
[0002] 可更换梁柱节点作为一种提升结构震后可修复性的手段，近些年来成为研究热点，其中心思想为将结构在地震作用下产生的塑性变形和损伤集中于节点的可更换耗能构件(“保险丝”)，在地震作用后只需更换“保险丝”即可完成修复，而其它主体构件仍能正常工作。
[0003] 但是现有对可更换梁柱节点的研究中，耗能构件大多采用高强螺栓与钢梁翼缘板进行连接，且忽略了梁上楼板的作用，更没有考虑震后楼板对节点可更换性的影响，如以下公开的节点构造形式CN202310285384.5、CN202310067770.7以及CN202211308581.6等都具有类似的问题。
[0004] 参照上述文件不难发现，每个技术手段的可更换梁柱节点的顶部均高于或者至少在高度上平齐主体构件的顶部，在实际建筑结构中，可更换梁柱节点的上方存在楼板，楼板与可更换梁柱节点直接接触，对可更换梁柱节点的性能产生直接影响，震后修复时，也难以在有楼板情况下更换可更换梁柱节点。
具体实施方式
[0030] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
[0031] 为了解决现有节点构造存在的不足，提出一种易更换的防屈曲梁柱节点结构，使得地震作用下产生的塑性变形和损伤集中于耗能板上，而其它主体构件保持完好，并且从构造上避免连接耗能构件和梁的高强度螺栓与楼板相互嵌固，减轻楼板与节点之间的相互影响，在震后无需对相应区域的混凝土楼板进行破除，以方便耗能构件的拆卸更换，同时利用梁翼缘板和约束板约束耗能板的面外屈曲变形，有效提高节点的耗能能力和承载能力，集耗能减震、防屈曲和易更换于一体。
[0032] (第一实施例)
[0033] 图1出示了防屈曲梁柱节点结构安装在悬臂梁段和中间梁段的结构示意图，图2出示了两者的装配过程，结合图1、图2。
[0034] 防屈曲梁柱节点结构包括：悬臂梁段1、中间梁段2、腹板连接件3和耗能组件4，腹板连接件3和耗能组件4均设置在悬臂梁段1和中间梁段2之间，并且利用高强度螺栓栓接悬臂梁段1和中间梁段2；
[0035] 其中，
[0036] 悬臂梁段1和中间梁段2均是具备梁腹板和梁翼缘板的H字形状；
[0037] 耗能组件4设置在悬臂梁段1和中间梁段2的梁翼缘板之间，使耗能组件4的顶部的高度低于悬臂梁段1和中间梁段2的梁翼缘板顶部的高度，用于避让上层楼板；
[0038] 耗能组件4贴合悬臂梁段1、中间梁段2的梁腹板，通过耗能板41的面外屈曲变形承担结构的塑性变形和损伤；
[0039] 腹板连接件3设置在耗能组件4的上下耗能板41之间，用于阻止耗能组件4的面外屈曲变形。
[0040] 腹板连接件3和耗能组件4通过高强度螺栓(图中未出示)与悬臂梁段1和中间梁段2栓接，螺栓数量根据实际工程受力情况确定。
[0041] 在没有地震作用或节点变形较小时，耗能板41保持一定的强度和刚度保证节点的正常使用，在地震作用下时，耗能板41进入屈服状态，约束板31提供面外约束作用，耗能板41发挥耗能能力，使其它构件无损伤或者处于低损伤的状态。
[0042] (关于耗能组件4的说明)
[0043] 图3出示了耗能组件4，结合图3。
[0044] 耗能组件4总体呈现槽型，耗能组件4包括：耗能板41和第一连接板42；
[0045] 其中，
[0046] 第一连接板42是矩形形状，两个第一连接板42分别地贴合并且通过高强度螺栓连接悬臂梁段1和中间梁段2的梁腹板；
[0047] 两个耗能板41水平地设置在两个第一连接板42之间，两个耗能板41分别连接两个第一连接板42的上下两边，使耗能组件4的中心呈现出通孔45，腹板连接件3穿过通孔45连接悬臂梁段1和中间梁段2，腹板连接件3和耗能组件4不接触。
[0048] 第一连接板42即耗能组件4的腹板，耗能组件4中耗能板41的钢材等级较其它构件宜低一个等级。
[0049] 传统的防屈曲构件需要通过加设垫块来调整内核单元(相当于耗能板41)和外围约束构件(相当于悬臂梁段1、中间梁段2的梁翼缘板，以及腹板连接件3的约束板31)的间隙距离，本实施例的防屈曲梁柱节点结构通过调整腹板连接盖板32和第一连接板42的高度，控制耗能板41和悬臂梁段1、中间梁段2的梁翼缘板，以及腹板连接件3的约束板31之间的相对距离，可以方便地调整内核单元和外围约束构件的间隙距离，耗能板41和外围约束构件(悬臂梁段1、中间梁段2的梁翼缘板，以及腹板连接件3的约束板31)之间的相对距离为1mm至3mm。
[0050] 进一步地，耗能板41被单侧削弱，削弱侧位于远离悬臂梁段1和中间梁段2的梁腹板一侧，削弱程度应大于15％，宜小于50％，在上述方案的基础上，耗能板41的削弱长度依据悬臂梁段1和中间梁段2的设计高度h适当取值，且不宜小于0.5h，不宜大于1.0h。
[0051] 具体地，耗能板41远离第一连接板42的一侧设置有减强度槽44，减强度槽44的长度不宜小于悬臂梁段1和中间梁段2的梁高度的0.5倍，减强度槽44的长度不宜大于悬臂梁段1和中间梁段2的梁高度的1.0倍，减强度槽44的宽度应为耗能板41的宽度的15％及以上，为节约构件材料用量，减强度槽44的宽度宜在耗能板41的宽度的50％以下。
[0052] 优选地，耗能组件4还包括：第二加劲肋43，第二加劲肋43固定连接于耗能板41和第一连接板42，并且第二加劲肋43垂直于耗能板41和第一连接板42。
[0053] 耗能组件4包括对称的两个第一连接板42，每个第一连接板42的第二加劲肋43数量不宜少于一个，且第二加劲肋43的位置应靠近减强度槽44，以保证耗能板41的面外刚度。
[0054] (关于腹板连接件3的说明)
[0055] 图4出示了腹板连接件3，结合图4。
[0056] 腹板连接件3包括：约束板31和腹板连接盖板32；
[0057] 其中，
[0058] 腹板连接盖板32是矩形形状，通过高强度螺栓连接悬臂梁段1和中间梁段2；
[0059] 约束板31设置在腹板连接盖板32的上下两边，总体呈现槽型。
[0060] 约束板31的长度不小于减强度槽44的长度，约束板31的厚度大于1/2倍的耗能板41的厚度。
[0061] 优选地，腹板连接件3还包括：第一加劲肋33，第一加劲肋33固定连接于约束板31和腹板连接盖板32，并且第一加劲肋33垂直于约束板31和腹板连接盖板32。
[0062] 优选地，中间梁段2上连接腹板连接件3所开设的螺栓孔群中，处于中轴线上下两侧的螺栓孔为槽孔，其余螺栓孔为正圆孔，使中间梁段2能够环绕螺栓孔群的中轴线相对地转动，确保中间梁段2具有足够的转动能力。
[0063] 第一实施例的有益效果：
[0064] 主要构件通过高强螺栓进行连接，装配化程度高，施工现场工作量较少，施工时间短，安装简便，震后只需更换耗能组件，其它主体构件如H型钢柱和H型钢梁等主要构件仍可以继续使用，节点区域附近的楼板在更换耗能组件时无需进行破除，并且楼板通过少量修复或不需经过修复便可继续使用，大大加快了震后修复的速度并节约修复成本，经济效应十分显著。
[0065] (第二实施例)
[0066] 图5出示了第二实施例的结构示意图，图6出示了第二实施例的装配图，图7和图8分别出示了组成第二实施例的腹板连接件3的两个零件的结构，结合图5、图6、图7和图8。
[0067] 第二实施例与第一实施例相同的是：
[0068] 腹板连接件3包括约束板31、腹板连接盖板32、第一加劲肋33。
[0069] 第二实施例与第一实施例不同的是：
[0070] 腹板连接件3还包括滑槽34、滑条35和第二连接板36，并且耗能组件4的中心没有通孔45；
[0071] 其中，
[0072] 滑槽34形成于腹板连接件3面向耗能组件4的一侧，滑槽34的延伸方向垂直于约束板31和腹板连接盖板32，滑槽34贯通腹板连接盖板32，滑槽34的宽度小于约束板31的宽度；
[0073] 滑条35可滑动地安装在滑槽34的内部，滑条35的长度大于滑槽34的长度，滑条35的两端靠近悬臂梁段1和中间梁段2的翼缘板；
[0074] 第二连接板36设置在约束板31背向腹板连接盖板32的一侧，第二连接板36平行于约束板31，多个滑条35的两端分别通过两个第二连接板36固定连接。
[0075] 在第二实施例中，第二连接板36和约束板31之间留有可供滑条35滑动的间隙，优选为5mm至10mm，事实上用于阻止耗能组件4的面外屈曲变形的是滑条35和第二连接板36，约束板31、腹板连接盖板32和第一加劲肋33起到将滑条35和第二连接板36压紧在耗能组件4的第一连接板42的表面的作用。
[0076] 当地震较为猛烈时，耗能板41的形变幅度较大，导致第二连接板36与耗能板41接触之后，随着耗能板41的进一步形变，滑条35在滑槽34的内部上下滑动，同时腹板连接盖板32相对于中间梁段2旋转，第二连接板36能够跟随耗能板41的形变同步地旋转和形变。
[0077] 以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为本发明实施例的落在本发明的保护范围内。
