一種帶u形鋼板的支承節(jié)點的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種鋼結(jié)構(gòu)支座節(jié)點，特別是涉及一種帶U形鋼板的支承節(jié)點。
【背景技術(shù)】
[0002] 鋼結(jié)構(gòu)支座節(jié)點的主要形式有固定鉸支座、可動鉸支座和固定支座。固定鉸支座 是一種只傳遞軸力和剪力而不傳遞彎矩的支座形式，即限制了節(jié)點水平和豎直方向的位 移，但可以發(fā)生轉(zhuǎn)動。固定鉸支座包括銷軸鉸支座、球鉸支座和弧形鉸支座。銷軸支座通過 銷軸連接支座底座和轉(zhuǎn)動部件。球鉸支座由一個固定在過渡板上的鋼球和一個連接于支座 底板上的半球凹槽嵌合而成，可以沿兩個水平方向自由轉(zhuǎn)動，而不產(chǎn)生線位移?；⌒毋q支 座的做法是將弧形墊板倒置，放在過渡板上設(shè)置的弧形淺槽內(nèi)。這幾種支座都是由凹、凸構(gòu) 件相互嵌合，并用錨栓（或銷軸）加以固定的，為避免影響支座轉(zhuǎn)動，錨栓螺母下均應(yīng)加設(shè) 彈簧。球鉸支座、弧形鉸支座都有構(gòu)造復(fù)雜，焊接工藝要求高的缺點。由于耗鋼量大，制作 工藝要求精細，因此成本偏高。地震作用下固定鉸支座由于不能釋放水平方向的力和變形 而容易發(fā)生破壞，且維修和拆換不便。
[0003] 可動鉸支座是一種限制了豎直方向位移，但可以沿水平方向運動和轉(zhuǎn)動的支座形 式。包括彈性支座和滑動支座。彈性支座和滑動支座都是靠減小過渡板和底板之間的摩擦 力來實現(xiàn)水平方向的移動?？蓜又ё话阌迷趯λ酵屏τ邢拗频?，或需釋放溫度應(yīng)力的 網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中。彈性支座一般可通過在剛性支座底板下加設(shè)橡膠墊板來實現(xiàn)。橡膠支座就是 一個彈性支座，其做法是將支座底板和過渡鋼板加工成"盆"型，中間鑲嵌一塊由多層橡膠 片和薄鋼板間隔粘合、壓制而成的橡膠墊板，由于橡膠墊板具有良好的彈性和較大的剪切 變位能力，因而支座既可轉(zhuǎn)動又可在水平方向產(chǎn)生一定的彈性變位。支座底板與過渡板由 穿過橡膠墊板的錨栓連成整體，錨栓的螺母下也應(yīng)設(shè)置壓力彈簧以適應(yīng)支座的轉(zhuǎn)動，防止 底板與橡膠墊塊脫開。滑動支座的支座水平向沒有完全固定，可以發(fā)生一定的位移?；瑒又?座由于受力或溫度變化，可沿支座頂面滑動。板式橡膠滑動支座就是一種典型的滑動支座。 板式橡膠滑動支座與橡膠支座的主要區(qū)別是：板式橡膠滑動支座在支座底板和橡膠墊板間 加設(shè)了一層不銹鋼板或聚四氟乙烯板，減小摩擦力以便支座與橡膠墊板間能產(chǎn)生相對的滑 移。這類支座大多構(gòu)造復(fù)雜、制作精細化程度高，焊接工藝要求高，造價也相對較高。使用壽 命短一般為10~15年，上部結(jié)構(gòu)應(yīng)用期間一般需要多次更換，更換費用較高且更換過程中 影響結(jié)構(gòu)的使用功能；不能承載過大的豎向荷載，不能釋放過大的水平位移；橡膠在提煉、 加工、使用過程中均對環(huán)境產(chǎn)生污染，不環(huán)保；正常使用過程中對溫度變化比較敏感，過冷 或過熱支座均無法正常工作。
[0004] 固定支座是既不允許水平和豎向的位移，也不允許轉(zhuǎn)動的一種支座形式。固定支 座是將連接體結(jié)構(gòu)直接搭接或預(yù)埋在塔樓結(jié)構(gòu)中，支座同時傳遞軸力、剪力和彎矩。這種支 座由于主體結(jié)構(gòu)與塔樓結(jié)構(gòu)直接接觸，相互作用大，一旦破壞就直接影響結(jié)構(gòu)的使用功能， 維修不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有"相對隔離"和"保險絲"作用 的帶U形鋼板的支承節(jié)點。該形式的節(jié)點主要可用于多棟（或多塔）建筑的連接體之中。
[0006] 隨著現(xiàn)代建筑功能要求的不斷提高，或者在需要進行建筑功能改造的條件下，可 能在多棟（或多塔）建筑的中部某一高度范圍內(nèi)設(shè)置一些連接體（如光棚和連廊）以改善 建筑整體的使用功能。針對現(xiàn)有各種鋼結(jié)構(gòu)支座節(jié)點存在的問題，結(jié)合在多塔樓結(jié)構(gòu)與光 棚、連廊等連體結(jié)構(gòu)連接時要盡量減小相互作用的要求，本發(fā)明提出了一種新的帶U形鋼 板的支承節(jié)點。這種支承節(jié)點結(jié)合了彈性支座和滑動支座的特性，
[0007] 支承節(jié)點主體包括了U形鋼板和吊桿，U形鋼板傳遞水平荷載及適應(yīng)水平位移差， 吊桿則傳遞豎向荷載。當(dāng)U形鋼板變形較?。唇ㄖ镏苯拥南鄬ξ灰戚^小）時，其受力 與變形的關(guān)系呈線彈性，由于U形鋼板的剛度可以設(shè)計得相對較小，故可以充當(dāng)一種弱連 接的連接形式，為連體結(jié)構(gòu)和多塔樓結(jié)構(gòu)的水平變形差提供足夠的空間，從而對連體結(jié)構(gòu) 和多塔樓結(jié)構(gòu)起到相對隔離的作用。當(dāng)U形鋼板變形大到某一程度（即建筑物之間的相對 位移變大到某一數(shù)值）后，U形鋼板將可能呈現(xiàn)彈塑性狀態(tài)，通過U形鋼板的彈塑性變形產(chǎn) 生的消能減震作用，為連體結(jié)構(gòu)和多塔樓結(jié)構(gòu)提供足夠的變形空間以保護連體結(jié)構(gòu)和多塔 樓結(jié)構(gòu)，起到了"保險絲"的作用。即使U形鋼板發(fā)生了破壞，由于其構(gòu)造簡單，直接更換掉 失效的U形鋼板即可重新使用。這樣的支承節(jié)點形式不僅傳力直接簡單，而且能滿足消能 減震的結(jié)構(gòu)要求。
[0008] 本發(fā)明目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：
[0009] 一種帶U形鋼板的支承節(jié)點，主要由U形鋼板、墊板、長條安裝孔和吊桿組成；所述 U形鋼板的橫截面為U形或槽形，U形或槽形的開口上端設(shè)有翼緣；一個翼緣搭設(shè)在連體結(jié) 構(gòu)上，另一個翼緣搭設(shè)在多塔樓結(jié)構(gòu)上；吊桿一端穿過U形鋼板一側(cè)翼緣中部與連體結(jié)構(gòu) 連接，另一端與多塔樓結(jié)構(gòu)的牛腿連接；U形鋼板與連體結(jié)構(gòu)連接的翼緣上沿軸線方向設(shè) 有長條安裝孔，并通過螺栓或錨栓在長條安裝孔處與連體結(jié)構(gòu)連接；U形鋼板另一側(cè)翼緣 通過螺栓或錨栓與多塔樓結(jié)構(gòu)連接；
[0010] 所述U形鋼板的寬度b和高度h根據(jù)建筑功能和排水溝要求確定，且寬度b不小 于罕遇地震作用下鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的彈塑性層間位移限值H/50 ;U形鋼板厚度t由式 (1)確定：
【主權(quán)項】
1. 一種帶U形鋼板的支承節(jié)點，其特征在于，主要由U形鋼板、墊板、長條安裝孔和吊桿 組成；所述U形鋼板的橫截面為U形或槽形，U形或槽形的開口上端設(shè)有翼緣；一個翼緣搭 設(shè)在連體結(jié)構(gòu)上，另一個翼緣搭設(shè)在多塔樓結(jié)構(gòu)上；吊桿一端穿過U形鋼板一側(cè)翼緣中部 與連體結(jié)構(gòu)連接，另一端與多塔樓結(jié)構(gòu)的牛腿連接；U形鋼板與連體結(jié)構(gòu)連接的翼緣上沿 軸線方向設(shè)有長條安裝孔，并通過螺栓或錨栓在長條安裝孔處與連體結(jié)構(gòu)連接；U形鋼板 另一側(cè)翼緣通過螺栓或錨栓與多塔樓結(jié)構(gòu)連接； 所述U形鋼板的寬度b和高度h根據(jù)建筑功能和排水溝要求確定，且寬度b不小于罕遇 地震作用下鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的彈塑性層間位移限值H/50 (H為U形鋼板支座的高度）； U形鋼板厚度t由式（1)確定：
式中，fy為U形鋼板鋼材的屈服強度，E為鋼材的彈性模量，△為連體結(jié)構(gòu)與多塔樓結(jié) 構(gòu)之間的最大相對位移，取值為H/275 ; 所述U形鋼板的總長度L為6d+nH/275+3 (n-1) d ; 所述長條安裝孔在U形鋼板翼緣中部成縱向一排間隔布置，孔間凈距以及長條安裝孔 的孔邊緣至支座邊緣的距離都不少于3d，d為螺栓或錨栓的直徑；長條安裝孔的長度應(yīng)不 小于H/275 ;長條安裝孔的寬度根據(jù)螺栓直徑d確定；長條安裝孔個數(shù)設(shè)為n，按式（2)確 定：
式中，Nvb為螺栓的受剪承載力設(shè)計值，fv b為螺栓的抗剪強度設(shè)計值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶U形鋼板的支承節(jié)點，其特征在于，所述U形鋼板與連體結(jié) 構(gòu)之間設(shè)有墊板。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶U形鋼板的支承節(jié)點，其特征在于，所述墊板優(yōu)選聚四氟乙 烯平板。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶U形鋼板的支承節(jié)點，其特征在于，所述吊桿的截面面積A
式中，G為吊桿承擔(dān)連體結(jié)構(gòu)的豎向荷載，n為吊桿總根數(shù)，fy為吊桿的屈服強度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶U形鋼板的支承節(jié)點，其特征在于，U形鋼板用不銹鋼304、 316牌號或普通Q345、Q390牌號的型鋼制成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶U形鋼板的支承節(jié)點，其特征在于，所述U形鋼板和吊桿的 外表面涂上防腐漆。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種帶U形鋼板的支承節(jié)點，主要由U形鋼板、墊板、長條安裝孔和吊桿組成；所述U形鋼板的橫截面為U形或槽形，U形或槽形的開口上端設(shè)有翼緣；一個翼緣搭設(shè)在連體結(jié)構(gòu)上，另一個翼緣搭設(shè)在多塔樓結(jié)構(gòu)上；吊桿一端穿過U形鋼板一側(cè)翼緣中部與連體結(jié)構(gòu)連接，另一端與多塔樓結(jié)構(gòu)的牛腿連接；U形鋼板與連體結(jié)構(gòu)連接的翼緣上沿軸線方向設(shè)有長條安裝孔，并通過螺栓或錨栓在長條安裝孔處與連體結(jié)構(gòu)連接；U形鋼板另一側(cè)翼緣通過螺栓或錨栓與多塔樓結(jié)構(gòu)連接；本發(fā)明支承節(jié)點構(gòu)造簡單，施工方便；受力簡單、合理，實現(xiàn)小震可恢復(fù)，大震可修；尤其是該支承節(jié)點對連體結(jié)構(gòu)和多塔樓結(jié)構(gòu)起“相對隔離”和“保險絲”的作用，實用性強。
【IPC分類】E04B1-98, E04B1-36
【公開號】CN104818774
【申請?zhí)枴緾N201510237653
【發(fā)明人】孫文波, 鄭佳麗, 周偉堅
【申請人】華南理工大學(xué)建筑設(shè)計研究院
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年5月11日