CN116005803A - 一种塑性可控节点的钢模块化集成建筑结构体系 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种塑性可控节点的钢模块化集成建筑结构体系，其包括模块柱、模块上梁、模块下梁和塑性可控节点，所述塑性可控节点用于连接模块柱和模块下梁，塑性可控节点用于连接模块柱和模块上梁。一种塑性可控节点的钢模块化集成建筑结构体系，采用带防屈曲翼缘板和销栓连接腹板的塑性可控节点，其构造简单，易于施工；并实现了结构塑性可控，提高了结构体系的延性和抗震耗能能力；所构成的体系可降低高烈度地区地震作用对模块化建筑产生的不利影响，减小结构截面尺寸，增大建筑使用面积，降低使用成本。

Description

一种塑性可控节点的钢模块化集成建筑结构体系

技术领域

本发明涉及一种塑性可控节点的模块化集成建筑结构体系，属装配式建筑、模块化建筑、结构减震技术领域。

背景技术

由预制部品部件在工地装配而成的建筑，称为装配式建筑。其具有建设周期短，环境影响小的优点。其中模块化集成建筑(Modular Integrated Construction，简称MiC)是装配率最高、工业化程度最高的装配式建筑。但是目前国内的模块化建筑存在整体性能较差，抗震性能较低的缺陷，且结构在抗震设计时，要求满足“强柱弱梁”、“强节点弱构件”、“强剪弱弯”等抗震要求，以确保结构的延性。为满足抗震要求，尤其是高烈度地区，现有技术中多采用增大结构截面的方式来抵抗地震作用，但是这种抗震措施会导致结构材料的用量增多，压缩建筑面积，导致建筑建造难度加大并增加了建造成本。如何设计一种塑性可控节点的模块结构体系，提高结构延性及耗能能力，减小地震作用对模块的不利作用，是本发明所要解决的问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种塑性可控节点的钢模块化集成建筑结构体系。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种塑性可控节点的钢模块化集成建筑结构体系，其包括模块柱、模块上梁、模块下梁和塑性可控节点，所述塑性可控节点用于连接模块柱和模块下梁，塑性可控节点用于连接模块柱和模块上梁。

如上所述的钢模块化集成建筑结构体系，优选地，所述模块柱为钢结构箱形柱，模块下梁和模块上梁均为钢结构梁，具体为箱型或工字形。

如上所述的钢模块化集成建筑结构体系，优选地，每个所述塑性可控节点包括屈曲约束板、连接梁端、连接销栓和连接螺栓，屈曲约束板设有两个，对称设置；连接梁端设有两个，连接梁端的分别固定设于模块柱和模块下梁或模块上梁上，屈曲约束板与连接梁端通过连接螺栓固定连接，两个屈曲约束板平行设置，连接销栓固定连接相邻的两个连接梁端。

如上所述的钢模块化集成建筑结构体系，优选地，所述屈曲约束板包括低屈服点板、橡胶保护层和约束套筒，其中，所述低屈服点板为中间小两边大且易屈服进入塑性的钢板，低屈服点板上设有通孔，所述约束套筒套设于低屈服点板的中间，橡胶保护层设于低屈服点板与约束套筒之间。

如上所述的钢模块化集成建筑结构体系，优选地，所述连接梁端包括两个翼板、两个腹板和端板，两个翼板与两个腹板固定连接成与模块柱、模块下梁或模块上梁相适配的结构，端板固定设于两个翼板与两个腹板构成的一端，另一端即与模块柱、模块下梁或模块上梁固定连接；翼板上开有翼板通孔，翼板通孔与低屈服点板上的通孔通过连接螺栓与螺母实现固定连接。

如上所述的钢模块化集成建筑结构体系，优选地，所述连接销栓包括连接耳板和销栓，连接耳板固定设于每个连接梁端的端板上，连接耳板设有销栓孔，用于连接时，用销栓穿过两个相邻的连接耳板实现固定连接。

如上所述的钢模块化集成建筑结构体系，优选地，所述屈曲约束板的一端通过连接螺栓和螺母固定设于模块柱的连接梁端上，另一端通过连接螺栓和螺母固定设于模块下梁或模块上梁的连接梁端上。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：

本发明提供了一种塑性可控节点的钢模块化集成建筑结构体系，采用带防屈曲翼缘板和销栓连接腹板的塑性可控节点，其构造简单，易于施工；并实现了结构塑性可控，提高了结构体系的延性和抗震耗能能力；所构成的体系可降低高烈度地区地震作用对模块化建筑产生的不利影响，减小结构截面尺寸，增大建筑使用面积，降低使用成本。

附图说明

图1为本发明的塑性可控节点的钢模块化集成建筑结构体系的堆叠的示意图；

图2为塑性可控节点的结构示意图；

图3为屈曲约束板的俯视图；

图4为屈曲约束板的侧视图；

图5为屈曲约束板的正视图；

图6为连接梁端的正视图；

图7为连接销栓的正视图；

图8为连接销栓的俯视图。

【附图标记说明】

1：模块柱；

2：模块下梁；

3：模块上梁；

4：屈曲约束板；

5：屈曲约束板；

6：连接梁端；

7：连接销栓；

8：连接螺栓

9：低屈服点板；

10：橡胶保护层；

11：约束套筒；

12：通孔；

13：翼板；

14：腹板；

15：端板；

16：连接耳板；

17：销栓孔；

18：销栓。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

实施例1

一种塑性可控节点的钢模块化集成建筑结构体系，如图1所示，其包括模块柱1、模块下梁2、模块上梁3、和用于起连接作用的塑性可控节点4，其中，模块柱1为钢结构箱形柱，模块下梁2为钢结构梁，模块上梁3也为钢结构梁，模块下梁2、模块上梁3的钢结构梁可为箱型或工字形。塑性可控节点4用于连接模块柱1和模块下梁2，塑性可控节点4用于连接模块柱1和模块上梁3。

模块下梁2和模块上梁3可设有两个或多个，模块下梁2和模块上梁3可相邻平行设置，也可分开间隔设置。

塑性可控节点4设有多个，如图2所示，每个塑性可控节点4由两个屈曲约束板5、两个连接梁端6、连接销栓7和多个连接螺栓8构成。其中连接梁端6分别固定设于要连接的模块柱1和模块下梁2或模块上梁3上，屈曲约束板5与连接梁端6通过连接螺栓8实现固定连接，两个屈曲约束板5对称设置，连接销栓固定连接两个连接梁端6。

其中，图3、图4和图5所示，屈曲约束板5包括低屈服点板9、橡胶保护层10、约束套筒11。约束套筒11套设于低屈服点板9的中间，橡胶保护层10设于低屈服点板9与约束套筒11之间。所述低屈服点板9为中间小两边大且易屈服进入塑性的钢板，所述低屈服点板9在地震作用下率先屈服耗能，实现往复耗能。所述低屈服点板9的两端分别开有多个通孔12。约束套筒11的内部为中空设置，低屈服点板9插入约束套筒11内，约束套筒11对低屈服点板起到约束、防屈曲作用，低屈服点板9与约束套筒11之间设置的橡胶保护层10，增大低屈服点板9与约束套筒11相对滑动的阻尼作用。

连接梁端的结构示意图如图6所示，其包括两个翼板13、两个腹板14和端板15。两块翼板13与两块腹板14通过焊接固定连接形成方形，其端部通过端板15焊接在一起，端板15位于用于连接梁端6一端。翼板13上开有翼板通孔，翼板与低屈服点板9通过螺栓与螺母穿过通孔固定连接，模块柱1或模块下梁2、模块上梁3实现固定连接。连接梁端翼缘及腹板与模块柱及模块梁固接。模块柱1、模块下梁2、模块上梁3两端均固定于连接梁端6无端板一侧。

连接销栓包括连接耳板16和销栓18，如图7和图8所示，连接耳板上开有销栓孔17；连接耳板16固定于每个连接梁端的端板15上。

安装时固定时，模块柱1的连接梁端的端板上销栓孔与固定于模块下梁2或模块上梁3的连接梁端的端板上的销栓孔17位置对应，销栓18穿过两个对应的销栓孔17进行固定，实现模块柱1的连接梁端6和固定于模块下梁2或模块上梁3的连接梁端6的腹板的连接，实现节点腹板轴力、剪力的传递。

屈曲约束板的一端采用螺栓螺母固定设于模块柱的连接梁端上，另一端采用螺栓螺母固定设于模块下梁或模块上梁的连接梁端上，也就是说两个对称的屈曲约束板分别放置于连接梁端有端板一侧的翼板上，屈曲约束板与连接梁端通过连接螺栓连接，连接螺栓包括连接螺杆，连接螺母。连接螺杆穿过所述屈曲约束板通孔和翼板的通孔，然后用连接螺母固定，实现屈曲约束板和连接梁端的连接，从而实现固定于模块柱的连接梁端和固定于模块下梁或模块上梁的连接梁端的翼缘的连接，实现节点翼缘轴力的传递(即梁端弯矩的传递)。

上述提供的塑性可控节点的钢模块化集成建筑结构体系，其带防屈曲翼缘板和销栓连接腹板的塑性的钢模块化集成建筑结构体系，构造简

单施工便捷；其带防屈曲翼缘板和销栓连接腹板的塑性可控节点的钢模5块化集成建筑结构体系的塑性可控节点可实现往复弯曲耗能，提高模块

抗震能力；可实现塑性可控。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明做其它形式的限制，任何本领域技术人员可以利用上述公开的技术内容加以变

更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内0容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (7)

1.一种塑性可控节点的钢模块化集成建筑结构体系，其特征在于，模块柱、模块上梁、模块下梁和塑性可控节点，所述塑性可控节点用于连接模块柱和模块下梁，塑性可控节点用于连接模块柱和模块上梁。

2.如权利要求1所述的钢模块化集成建筑结构体系，其特征在于，所述模块柱为钢结构箱形柱，模块下梁和模块上梁均为钢结构梁，具体为箱型或工字形。

3.如权利要求1所述的钢模块化集成建筑结构体系，其特征在于，每个所述塑性可控节点包括屈曲约束板、连接梁端、连接销栓和连接螺栓，屈曲约束板设有两个，对称设置；连接梁端设有两个，连接梁端的分别固定设于模块柱和模块下梁或模块上梁上，屈曲约束板与连接梁端通过连接螺栓固定连接，两个屈曲约束板平行设置，连接销栓固定连接相邻的两个连接梁端。

4.如权利要求3所述的钢模块化集成建筑结构体系，其特征在于，所述屈曲约束板包括低屈服点板、橡胶保护层和约束套筒，其中，所述低屈服点板为中间小两边大且易屈服进入塑性的钢板，低屈服点板上设有通孔，所述约束套筒套设于低屈服点板的中间，橡胶保护层设于低屈服点板与约束套筒之间。

5.如权利要求4所述的钢模块化集成建筑结构体系，其特征在于，所述连接梁端包括两个翼板、两个腹板和端板，两个翼板与两个腹板固定连接成与模块柱、模块下梁或模块上梁相适配的结构，端板固定设于两个翼板与两个腹板构成的一端，另一端即与模块柱、模块下梁或模块上梁固定连接；翼板上开有翼板通孔，翼板通孔与低屈服点板上的通孔通过连接螺栓与螺母实现固定连接。

6.如权利要求5所述的钢模块化集成建筑结构体系，其特征在于，所述连接销栓包括连接耳板和销栓，连接耳板固定设于每个连接梁端的端板上，连接耳板设有销栓孔，用于连接时，用销栓穿过两个相邻的连接耳板实现固定连接。

7.如权利要求3所述的钢模块化集成建筑结构体系，其特征在于，所述屈曲约束板的一端通过连接螺栓和螺母固定设于模块柱的连接梁端上，另一端通过连接螺栓和螺母固定设于模块下梁或模块上梁的连接梁端上。

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