屈曲约束支撑与既有混凝土梁连接节点的连接装置及方法

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，特别涉及一种屈曲约束支撑与既有混凝土梁连接节点的连接装置及方法。

背景技术

在对既有建筑的上部结构进行加固改造工程中，传统做法为采用增大柱截面、增大梁截面或者在普通柱之间的增加支撑来耗能，抵抗地震力。其缺点在于，在梁或柱截面增大面积较大时，不仅影响建筑的使用功能而且工程造价比较高，且普通支撑与原有混凝土构件的连接节点对原有结构损伤较大，施工难度大。现有技术中还有一种做法是通过屈曲约束支撑连接在既有混凝土梁上，以抵抗地震力，其缺点在于，既有混凝土梁的强度不高，且在连接节点容易破损，当即屈服屈曲约束支撑在受轴力振动时，其与既有混凝土梁的连接容易产生松动、甚至相脱离，从而导致屈曲约束支撑与既有混凝土梁的可靠性连接较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种屈曲约束支撑与既有混凝土梁连接节点的连接装置及方法，以提高其与屈曲约束支撑的可靠性连接。

为了解决上述技术问题，本发明提供的一种技术方案是：一种屈曲约束支撑与既有混凝土梁连接节点的连接装置，包括：

U型钢板，所述U型钢板为若干个，沿既有混凝土梁及其上的既有楼板的长度方向布置；每个所述U型钢板包括横向钢板，以及沿所述横向钢板的两端向下垂直连接的两个竖向钢板；所述横向钢板置于既有楼板上，两个所述竖向钢板避开既有楼板的钢筋贯穿既有楼板沿着既有混凝土梁的两侧向下延伸，所述竖向钢板的下端与既有混凝土梁下表面齐平；

对拉螺栓，贯穿既有混凝土梁将所述U型钢板固定在既有混凝土梁上；

封底板，设置在既有混凝土梁的下表面，所述封底板与所述竖向钢板焊接，所述封底板的长度大于或者等于始末所述U型钢板之间的距离,所述封底板的宽度大于或者等于所述U型钢板中两个竖向钢板之间的宽度；

锚固螺栓，贯穿所述封底板将其锚固设置在既有混凝土梁上；

节点板，垂直设置在所述封底板的下表面。

进一步地，本发明提供的屈曲约束支撑与既有混凝土梁连接节点的连接装置，还包括：

转接组件，所述转接组件包括端板，垂直连接在所述端板上的转接板，以及设置在端板与转接板之间的加劲板；

屈曲约束支撑，所述屈曲约束支撑通过所述转接组件安装在所述封底板和节点板上。

进一步地，本发明提供的屈曲约束支撑与既有混凝土梁连接节点的连接装置，所述转接板包括与封底板连接的水平面以及与节点板连接的竖直面。

进一步地，本发明提供的屈曲约束支撑与既有混凝土梁连接节点的连接装置，每个所述竖向钢板上设置有供所述对拉螺栓穿过的通孔。

进一步地，本发明提供的屈曲约束支撑与既有混凝土梁连接节点的连接装置，所述对拉螺栓为多个，多个所述对拉螺栓沿着所述既有混凝土梁纵向分布。

进一步地，本发明提供的屈曲约束支撑与既有混凝土梁连接节点的连接装置，所述封底板为一整块板或者多块板拼接。

进一步地，本发明提供的屈曲约束支撑与既有混凝土梁连接节点的连接装置，所述锚固螺栓为化学锚栓，所述化学锚栓为矩阵分布的多个。

进一步地，本发明提供的屈曲约束支撑与既有混凝土梁连接节点的连接装置，所述节点板包括十字交叉设置的沿既有混凝土梁长度方向设置的第一板以及沿着既有混凝土梁宽度方向设置的第二板。

为了解决上述技术问题，本发明提供的另一种技术方案是：一种根据上述的屈曲约束支撑与既有混凝土梁连接节点的连接装置的施工方法，包括：

在既有混凝土梁的连接节点上避开既有楼板的钢筋对既有楼板开设洞口；

在既有混凝土梁上钻孔施工栓孔；

通过洞口安装U型钢板，以使所述U型钢板的横向钢板置于既有楼板上，两个竖向钢板通过洞口沿着既有混凝土梁的两侧向下延伸；

通过对拉螺栓穿过栓孔将所述U型钢板的两个竖向钢板固定在既有混凝土梁上；

待所有U型钢板及其上的对拉螺栓安装完毕之后，在既有混凝土梁的下表面安装封底板，将所述封底板与所述竖向钢板焊接；

通过锚固螺栓将封底板固定在既有混凝土梁上；

在封底板的下表面安装节点板，以使节点板焊接在封底板上。

为了解决上述技术问题，本发明提供的又一种技术方案是：一种屈曲约束支撑与既有混凝土梁连接节点的连接方法，

根据上述的屈曲约束支撑与既有混凝土梁连接节点的连接装置的施工方法施工连接装置；

在屈曲约束支撑上安装转接组件；

将转接组件焊接在连接装置的封底板及节点板上。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明提供的屈曲约束支撑与既有混凝土梁连接节点的连接装置及方法，通过贯穿既有楼板的U型钢板和位于既有混凝土梁下表面的封底板将既有混凝土梁环绕包裹起来，通过对拉螺栓将U型钢板固定在既有混凝土梁上，通过锚固螺栓将封底板加强固定在既有混凝土梁上，以通过U型钢板及封底板与既有混凝土梁形成相对牢固的整体结构，以共同抵抗屈曲约束支撑传递的轴力。由于屈曲约束支撑可以直接或者通过转接组件连接在封底板上，则屈曲约束支撑传递的轴力被封底板、U型钢板和既有混凝土梁共同承载，而不是仅由既有混凝土梁承载，则连接节点处不会对既有混凝土梁造成混凝土破裂等破损缺陷，也不会由于轴力传递导致屈曲约束支撑与既有混凝土梁的连接产生松动、相脱离的现象，因此能够提高屈曲约束支撑与既有混凝土梁的可靠性连接。

本发明提供的屈曲约束支撑与既有混凝土梁连接节点的连接装置及方法，U型钢板贯穿既有楼板时，避免既有楼板的钢筋，不截断钢筋，对既有楼板的结构稳定性和结构强度影响较小。对拉螺栓、锚固螺栓对既有混凝土梁的结构强度和结构稳定性影响也较小，不会对既有楼板及既有混凝土梁造成安全性能的影响，因此，具有风险可控的效果。

本发明提供的屈曲约束支撑与既有混凝土梁连接节点的连接装置及方法，相对于增大梁截面、增加柱间支撑等施工方式来说，具有结构简单、安装方便的优点。

本发明提供的屈曲约束支撑与既有混凝土梁连接节点的连接装置及方法，U型钢板与封底板对既有混凝土梁起到环箍加固作用，对拉螺栓对U型钢板以及锚固螺栓对封底板起到稳固连接的作用，具有施工工艺简单，施工质量可靠的效果。

本发明提供的屈曲约束支撑与既有混凝土梁连接节点的连接装置，由U型钢板、封底板、对拉螺栓、锚固螺栓和节点板组成，在对既有建筑加固改造工程中，能够解决屈曲约束支撑与既有混凝土梁可靠性连接的问题，从而通过屈曲约束支撑达到减震的目的，以抵抗地震力，其工程造价成本较低。

附图说明

图1是连接装置200的结构示意图；

图2是图1中沿A-A处的剖面结构示意图；

图3是图1中沿B-B处的剖面结构示意图；

图4是图1中沿C-C处的剖面结构示意图；

图5是既有混凝土梁及既有楼板的剖面结构示意图；

图6是U型钢板的结构示意图；

图7是屈曲约束支撑与既有混凝土梁上安装状态的结构示意图；

图8是屈曲约束支撑与既有混凝土梁上拆分状态的结构示意图；

图9是转接组件的主视结构示意图；

图10是图9中沿D-D处的剖面结构示意图；

图中所示：

110、既有楼板，111、钢筋，112、洞口，120、既有混凝土梁，121、栓孔；

200、连接装置，210、U型钢板，211、横向钢板，212、竖向钢板，213、通孔，220、封底板，230、对拉螺栓，240、锚固螺栓，250、节点板；

300、屈曲约束支撑；

400、转接组件，410、端板，420、转接板，430、加劲板，421、水平面，422、竖直面。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细描述：

实施例一

请参考图1至图6，本发明实施例一提供一种屈曲约束支撑与既有混凝土梁连接节点的连接装置200，包括U型钢板210、对拉螺栓230、封底板220、锚固螺栓240和节点板250。

请参考图1至图3、图5至图6，其中U型钢板210为若干个，沿既有混凝土梁120及其上的既有楼板110的长度L方向布置；每个所述U型钢板210包括横向钢板211，以及沿所述横向钢板211的两端向下垂直连接的两个竖向钢板212；所述横向钢板211置于既有楼板110上，两个所述竖向钢板212避开既有楼板110的钢筋111贯穿既有楼板110沿着既有混凝土梁120的两侧向下延伸，所述竖向钢板212的下端与既有混凝土梁120下表面齐平；即竖向钢板212之间的宽度等于既有混凝土梁120的宽度W。

请参考图1至图2，其中对拉螺栓230贯穿既有混凝土梁120将所述U型钢板210固定在既有混凝土梁120上。为了增加其连接的稳固性，对拉螺栓230可以为多个，多个所述对拉螺栓230沿着所述既有混凝土梁120纵向分布。为了方便将U型钢板210固定在既有混凝土梁120上，每个所述U型钢板210的竖向钢板212上可以设置有供对拉螺栓230穿过的通孔213。

请参考图1至图2和图4，其中封底板220设置在既有混凝土梁120的下表面，所述封底板220与所述竖向钢板212焊接，所述封底板220的长度大于或者等于始末所述U型钢板210之间的距离，所述封底板220的宽度大于或者等于每个所述U型钢板210中两个竖向钢板221之间的宽度W。即封底板220可以为矩形钢板。其中封底板220可以为一整块板或者多块板拼接。为了提供结构强度，以及为了提高与屈曲约束支撑的可靠性连接，封底板220优选为一整块板。当然也可以采用例如两块块拼接，拼接的数量越少越好。

请参考图2和图4，其中锚固螺栓240贯穿所述封底板220将其设置在既有混凝土梁120上，用于加强固定所述封底板220。封底板220上可以设置有供锚固螺栓240穿过的锚孔。所述锚固螺栓240可以为化学锚栓，所述化学锚栓为矩阵分布的多个。例如化学锚栓可以为2行多列的矩形阵型。化学锚栓锚固既有混凝土梁120上时，由于其无膨胀应力，故对既有混凝土梁120的结构稳固性影响较小。

请参考图1至图2和图4，其中节点板250垂直设置在所述封底板220的下表面。节点板250可以沿封底板220的中心设置。为了提高连接强度，节点板250可以为十字交叉结构，包括十字交叉设置的沿既有混凝土梁120长度方向设置的第一板以及沿着既有混凝土梁120宽度方向设置的第二板。当然节点板250也可以为一字结构，垂直设置在封底板220的垂直中心。

请参考图7至图10，本发明提供的屈曲约束支撑与既有混凝土梁120连接节点的连接装置200，还可以包括转接组件400和屈曲约束支撑300。

请参考图7至图10，其中转接组件400包括端板410，垂直连接在所述端板410上的转接板420，以及设置在端板410与转接板420之间的加劲板430。加劲板430能够提供转接板420设置在端板410上的稳定性。转接板420为异形板，例如转接板420为五边形板，至少包括与封底板220连接的水平面421以及与节点板250连接的竖直面422。其中端板410上可以预留焊接加劲板430的缺口，加劲板430插入到缺口焊接，此时加劲板430与端板410的焊接端面可以预留有坡口，且坡口方向朝上，以避免仰焊。

请参考图7和图8，其中屈曲约束支撑300通过所述转接组件400安装在所述封底板220和节点板250上。其中屈曲约束支撑300可以为二阶屈服屈曲约束支撑300。也可以是公知技术中的其它屈曲约束支撑。其中本发明实施例一中屈曲约束支撑300为倾斜设置，故需要转接组件400与封底板220和节点板250连接。

实施例二

本发明实施例二提供一种根据上述实施例一的屈曲约束支撑与既有混凝土梁连接节点的连接装置200的施工方法，包括：

步骤501，请参考图3和图5，在既有混凝土梁120的连接节点上避开既有楼板110的钢筋111对既有楼板110开设洞口112。当然在开设洞口112之前，可以包括测量放样、定位既有楼板110及既有混凝土梁120平面的位置。以及包括测量既有楼板110钢筋111位置。

步骤502，请参考图5，在既有混凝土梁120上钻孔施工栓孔121。

步骤503，请参考图2，通过洞口112安装U型钢板210，以使所述U型钢板210的横向钢板211置于既有楼板110上，两个竖向钢板212通过洞口112沿着既有混凝土梁120的两侧向下延伸。其中U型钢板210可以为工厂化定制的标准构件。

步骤504，请参考图1至图2，通过对拉螺栓230穿过栓孔121将所述U型钢板210的两个竖向钢板212固定在既有混凝土梁120上。

步骤505，请参考图1、图2和图4，待所有U型钢板210及其上的对拉螺栓230安装完毕之后，在既有混凝土梁120的下表面安装封底板220，将所述封底板220与所述竖向钢板212焊接。

步骤506，请参考图2和图4，通过锚固螺栓240将封底板220固定在既有混凝土梁120上。

步骤507，请参考图2和图4，在封底板220的下表面安装节点板250，以使节点板250焊接在封底板220上。

实施例三

本发明实施例三提供一种屈曲约束支撑与既有混凝土梁连接节点的连接方法，包括：

步骤601，请参考图7至图8，根据上述实施例二的屈曲约束支撑与既有混凝土梁连接节点的连接装置的施工方法施工连接装置200。

步骤602，请参考图7和图8，在屈曲约束支撑300上安装转接组件400。

步骤603，请参考图7和图8，将转接组件400焊接在连接装置200的封底板220及节点板250上。

步骤604，可以对连接装置200及转接组件400进行防火、防腐工艺处理。

本发明上述实施例提供的屈曲约束支撑与既有混凝土梁连接节点的连接装置200及其施工方法以及屈曲约束支撑与既有混凝土梁连接节点的连接方法，通过贯穿既有楼板110的U型钢板210和位于既有混凝土梁120下表面的封底板220将既有混凝土梁120环绕包裹起来，通过对拉螺栓230将U型钢板210固定在既有混凝土梁120上，通过锚固螺栓240将封底板220加强固定在既有混凝土梁120上，以通过U型钢板210及封底板220与既有混凝土梁120形成相对牢固的整体结构，即U型钢板210和封底板220与既有混凝土梁120构成环状抱箍，以共同抵抗屈曲约束支撑300传递的轴力。由于屈曲约束支撑300可以直接或者通过转接组件400连接在封底板220上，则屈曲约束支撑300传递的轴力被封底板220、U型钢板210和既有混凝土梁120共同承载，而不是仅由既有混凝土梁120承载，则连接节点处不会对既有混凝土梁120造成混凝土破裂等破损缺陷，也不会由于轴力传递导致屈曲约束支撑与既有混凝土梁的连接产生松动、相脱离的现象，因此能够提高屈曲约束支撑与既有混凝土梁的可靠性连接。

本发明上述实施例提供的屈曲约束支撑与既有混凝土梁连接节点的连接装置200及其施工方法以及屈曲约束支撑与既有混凝土梁连接节点的连接方法，U型钢板210贯穿既有楼板110时，避免既有楼板110的钢筋111，不截断钢筋111，对既有楼板110的结构稳定性和结构强度影响较小。对拉螺栓230、锚固螺栓240对既有混凝土梁120的结构强度和结构稳定性影响也较小，不会对既有楼板110及既有混凝土梁120造成安全性能的影响，因此，具有风险可控的效果。

本发明上述实施例提供的屈曲约束支撑与既有混凝土梁连接节点的连接装置200及其施工方法以及屈曲约束支撑与既有混凝土梁连接节点的连接方法，相对于增大梁截面、增加柱间支撑等施工方式来说，具有结构简单、安装方便的优点。

本发明上述实施例提供的屈曲约束支撑与既有混凝土梁连接节点的连接装置200及其施工方法以及屈曲约束支撑与既有混凝土梁连接节点的连接方法，U型钢板210与封底板220对既有混凝土梁120起到环箍加固作用，对拉螺栓230对U型钢板210以及锚固螺栓240对封底板220起到稳固连接的作用，具有施工工艺简单，施工质量可靠的效果。

本发明上述实施例提供的屈曲约束支撑与既有混凝土梁连接节点的连接装置200及其施工方法以及屈曲约束支撑与既有混凝土梁连接节点的连接方法，连接装置200由U型钢板210、封底板220、对拉螺栓230、锚固螺栓240和节点板250组成，在对既有建筑加固改造工程中，屈曲约束支撑300通过自身的约束屈曲来耗能，减小连接节点的地震力，从而可以在不增大即有混凝土梁柱的截面面积的前提之下解决屈曲约束支撑与既有混凝土梁可靠性连接的问题，从而通过屈曲约束支撑300达到减震的目的，以抵抗地震力，其工程造价成本较低。

本发明上述实施例提供的屈曲约束支撑与既有混凝土梁连接节点的连接装置200及其施工方法以及屈曲约束支撑与既有混凝土梁连接节点的连接方法，多个指两个以上；矩阵分布的多个是指四个以上；若干个指三个以上。

本发明不限于上述具体实施方式，凡在本发明的范围之内所作出的各种变化和润饰，均在本发明的保护范围之内。