一种双曲面弧形的变孔径多级消能减震钢结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种双曲面弧形的变孔径多级消能减震钢结构，包括H型钢柱和H型钢梁，两个H型钢梁安装在H型钢柱的两翼缘上；H型钢梁的端部设有端板，H型钢柱的两翼缘上以及端板上分别设有相互配合的变径螺栓孔，变径螺栓孔包括上下设置并且相互连通的两个螺栓孔，上部螺栓孔的孔径大于下部螺栓孔；螺栓通过变径螺栓孔的上部螺栓孔连接H型钢梁和H型钢柱。当节点处产生负弯矩时，节点利用自身抗力进行抵抗，螺栓有向下位移的趋势。竖向作用进一步加大时，螺栓向下滑动，与螺栓孔壁发生摩擦，消耗部分能量。当螺栓滑动到螺栓孔孔径变化处，与螺栓孔产生挤压，直至螺栓孔径变化处屈服，螺栓继续向下滑动到螺栓孔底部被剪断。螺栓继续向下滑动到螺栓孔底部被剪断。螺栓继续向下滑动到螺栓孔底部被剪断。

【技术实现步骤摘要】
一种双曲面弧形的变孔径多级消能减震钢结构


[0001]本技术属于钢结构建筑
，具体涉及一种双曲面弧形的变孔径多级消能减震钢结构。

技术介绍

[0002]由于装配式技术在近几年快速发展以及高层，超高层建筑与结构复杂建筑的大量兴建，钢结构在实际工程中得到广泛应用。而对于钢结构而言，节点的形式在结构防倒塌过程中至关重要。结构设计时钢梁钢柱节点通常采用螺栓连接或焊接连接。其中螺栓连接施工工艺简单、安装方便，特别适用于工地安装。但是这种连接方式刚度较大，以致节点在荷载作用下的延性，变性能力都较弱，不利于结构耗能，在大震下存在着倒塌的风险。

技术实现思路

[0003]为克服上述现有技术的不足，本技术提供一种施工方便、用以提高结构的可靠性和抗倒塌能力的双曲面弧形的变孔径多级消能减震钢结构。以提高结构在竖向地震作用下作用下延性，耗能能力以及抗倒塌能力，满足结构可靠性的要求。
[0004]为实现上述目的，本技术采取以下技术方案：
[0005]一种双曲面弧形的变孔径多级消能减震钢结构，包括H型钢柱和H型钢梁，两个所述H型钢梁安装在H型钢柱的两翼缘上；所述H型钢梁的端部设置有端板，所述H型钢柱的两翼缘上以及端板上分别设置有相互配合的变径螺栓孔，所述变径螺栓孔包括上下设置并且相互连通的两个螺栓孔，上部螺栓孔的孔径大于下部螺栓孔的孔径；螺栓固定在变径螺栓孔的上部螺栓孔内，连接两个所述H型钢梁的端板以及所述H型钢柱。
[0006]进一步的，所述上部螺栓孔的孔径为11mm，下部螺栓孔的孔径为9mm，上部螺栓孔和下部螺栓孔相接处为圆弧过渡，所述圆弧的直径为11mm。
[0007]进一步的，所述端板与所述H型钢柱之间设置有垫板；所述垫板设置有与所述H型钢柱的两翼缘上以及端板上的变径螺栓孔相同的螺栓孔，螺栓固定在变径螺栓孔的上部螺栓孔内，连接端板、垫板以及所述H型钢柱。
[0008]进一步的，所述H型钢柱的两翼缘之间设置有上加劲肋板和下加劲肋板。
[0009]进一步的，所述H型钢柱和H型钢梁都是由钢板焊接而成。
[0010]进一步的，所述螺栓为高强不锈钢螺栓。
[0011]进一步的，所述端板与H型钢梁的端部通过焊接连接。
[0012]进一步的，所述垫板与H型钢柱的端部通过焊接连接。
[0013]相对于现有技术，本技术具有以下有益效果：
[0014]本技术实施例提供的钢结构，螺栓紧贴变径螺栓孔上部固定且变径螺栓孔上大下小。当节点处产生负弯矩时，节点利用自身抗力进行抵抗，螺栓有向下位移的趋势。竖向作用进一步加大时，螺栓向下滑动，与螺栓孔壁发生摩擦，消耗部分能量。当螺栓滑动到螺栓孔孔径变化处，与螺栓孔产生挤压，直至螺栓孔径变化处屈服，螺栓继续向下滑动到螺
栓孔底部被剪断。利用了多道防线的思想，充分消耗了地震能量。并且在防倒塌过程中，提高了结构的延性和变形能力，保证了结构的安全性和整体性。
附图说明
[0015]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
[0016]图1为本技术的整体结构示意图。
[0017]图2为本技术的螺栓孔结构示意图。
[0018]图3为本技术的H型钢梁结构示意图。
[0019]图4为本技术的H型钢柱结构示意图。
[0020]附图标记说明：1
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H型钢柱，2
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H型钢梁，3
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钢梁端板，4
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垫板，5
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下加劲肋板，6
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高强螺栓，7
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变径螺栓孔，8上加劲肋板。
具体实施方式
[0021]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0022]以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本技术提供进一步的详细说明。除非另有指明，本技术所采用的所有技术术语与本申请所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本技术所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本技术的示例性实施方式。
[0023]本技术实施例提供了一种双曲面弧形的变孔径多级消能减震钢结构，螺栓紧贴变径螺栓孔上部固定且变径螺栓孔上大下小。当节点处产生负弯矩时，节点利用自身抗力进行抵抗，螺栓有向下位移的趋势。竖向作用进一步加大时，螺栓向下滑动，与螺栓孔壁发生摩擦，消耗部分能量。当螺栓滑动到螺栓孔孔径变化处，与螺栓孔产生挤压，直至螺栓孔径变化处屈服，螺栓继续向下滑动到螺栓孔底部被剪断。利用了多道防线的思想，充分消耗了地震能量。并且在防倒塌过程中，提高了结构的延性和变形能力，保证了结构的安全性和整体性。
[0024]如图1～4所示，一种双曲面弧形的变孔径多级消能减震钢结构，包括H型钢柱1和H型钢梁2，H型钢柱1的两翼缘之间设置有上加劲肋板8和下加劲肋板5；两个H型钢梁2安装在H型钢柱1的两翼缘上；H型钢梁2的端部设置有端板3，端板3与H型钢梁2的端部通过焊接连接，端板3与H型钢柱1之间设置有垫板4，垫板4与H型钢柱1的端部通过焊接连接。
[0025]H型钢柱1的两翼缘上以及端板3上分别设置有相互配合的变径螺栓孔7，垫板4设置有与H型钢柱1的两翼缘上以及端板3上的变径螺栓孔7相同的螺栓孔，变径螺栓孔7包括上下设置并且相互连通的两个螺栓孔，上部螺栓孔的孔径大于下部螺栓孔的孔径；高强不锈钢的螺栓6固定在变径螺栓孔7的上部螺栓孔内，连接端板3、垫板4以及H型钢柱1。
[0026]本技术的一个具体实施例中，变径螺栓孔7的上部螺栓孔的孔径为11mm，下部螺栓孔的孔径为9mm，上部螺栓孔和下部螺栓孔相接处为圆弧过渡，圆弧的直径为11mm。
[0027]本技术的一个具体实施例中，H型钢柱1和H型钢梁2都是在工厂由由钢板焊接
而成。在现场可直接进行构件连接，施工快速。
[0028]本技术的装配程序如下：
[0029]1)H型钢梁2由钢板焊接而成，并在钢梁端部焊接端板3，在端板3上开变径螺栓孔7。
[0030]2)H型钢柱1由钢板焊接而成，并在H型钢柱1上焊接上加劲肋板8和下加劲肋板5，在翼缘上开变径螺栓孔。螺栓孔大小，位置和直径都和钢梁端板上的保持一致。
[0031]3)垫板4与H型钢柱1焊接，并在垫板4上开变孔径的螺栓孔。螺栓孔大小，位置和直径都和钢柱翼缘上的变径螺栓孔7保持一致，且保持中心对齐。
[0032]4)用高强螺栓6分别连接端板3、垫板4以及H型钢柱1的翼缘。
[0033]本技术的减震原理如下：
[0034]在能量开始输入时，螺栓6没有滑动，通过自身硬抗承受能量。随着能量变大，螺栓6产生下滑的趋势，直至滑动，利用摩擦力消耗能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双曲面弧形的变孔径多级消能减震钢结构，其特征在于，包括H型钢柱(1)和H型钢梁(2)，两个所述H型钢梁(2)安装在H型钢柱(1)的两翼缘上；所述H型钢梁(2)的端部设置有端板(3)，所述H型钢柱(1)的两翼缘上以及端板(3)上分别设置有相互配合的变径螺栓孔，所述变径螺栓孔包括上下设置并且相互连通的两个螺栓孔，上部螺栓孔的孔径大于下部螺栓孔的孔径；螺栓(6)固定在变径螺栓孔的上部螺栓孔内，连接两个所述H型钢梁(2)的端板(3)以及所述H型钢柱(1)。2.根据权利要求1所述的双曲面弧形的变孔径多级消能减震钢结构，其特征在于，所述上部螺栓孔的孔径为11mm，下部螺栓孔的孔径为9mm，上部螺栓孔和下部螺栓孔相接处为圆弧过渡，所述圆弧的直径为11mm。3.根据权利要求1所述的双曲面弧形的变孔径多级消能减震钢结构，其特征在于，所述端板(3)与所述H型钢柱(1)之间设置有垫板(4)；所述垫板(4)设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：李军涛，王社良，张影，刘康宁，阎泽明，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：新型
国别省市：