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专利号: 202211081755X
申请人: 江苏科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-03-02
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种冷弯薄壁型钢‑木组合耗能节点,其特征在于,包括上层柱(1)、下层柱(2)、横梁(3)、木接头(4)、钢角件(5)、耗能支撑(6)和拼接件(7),上层柱(1)和下层柱(2)的中间均为冷弯薄壁型钢管(1‑1),外围是混凝土(1‑2),混凝土(1‑2)外侧包覆有FRP复材(1‑3),木接头(4)的上部和下部分别嵌入上层柱(1)和下层柱(2)的冷弯薄壁型钢管(1‑1)中,上层柱(1)的下部和下层柱(2)上部均设有预留螺栓孔,用于与木接头(4)连接;横梁(3)为木梁(3‑

1)和冷弯薄壁型钢梁(3‑2)构成的“工”字型组合梁,木梁(3‑1)为矩形截面梁,冷弯薄壁型钢梁(3‑2)为由两个U型冷弯薄壁型钢梁拼接而成的“工”字型梁,木梁(3‑1)与冷弯薄壁型钢梁(3‑2)的上翼缘固定连接形成横梁(3)上翼缘,横梁(3)上翼缘端部设置预留螺栓孔,用于与钢角件(5)连接,冷弯薄壁型钢梁(3‑2)的下翼缘和腹板均设有预开孔,用于与耗能支撑(6)和拼接件(7)连接;冷弯薄壁型钢梁(3‑2)比木梁(3‑1)略长,多出的部分嵌入木接头(4)中部的一侧壁;木接头(4)的上部和下部均设有预开孔,分别用于与上层柱(1)和下层柱(2)连接,木接头(4)中部设有预开槽(4‑2)和中间预开孔(4‑3),预开槽(4‑2)用于嵌入冷弯薄壁型钢梁(3‑2)端部,中间预开孔用于与拼接件(7)连接;钢角件(5)包括横板(5‑1)、竖板(5‑2)以及连接于横板(5‑1)和竖板(5‑2)之间的三角肋(5‑3),横板(5‑1)和竖板(5‑2)均设有预留孔,分别与横梁(3)上翼缘和上层柱(1)的侧壁连接;钢角件(5)的一个角边与横梁(3)顶部固定连接,另一个角边与上层柱(1)及木接头(4)固定连接,耗能支撑(6)的一个角边与横梁(3)底部固定连接,另一个角边与下层柱(2)和木接头(4)固定连接,拼接件(7)成对称分布在横梁(3)与木接头连接端的两侧,并与横梁(3)、木接头(4)和耗能支撑(6)连接;

耗能支撑(6)包括二力杆(6‑1)、拱形杆(6‑2)、耗能杆(6‑3)和耳板(6‑4),二力杆(6‑1)有两个,两个二力杆(6‑1)的一端部及耗能杆(6‑3)的一端部通过耳板(6‑4)固定连接,两个二力杆(6‑1)的另一端部分别通过耳板(6‑4)与拱形杆(6‑2)两端连接,耗能杆(6‑3)的另一端部与拱形杆(6‑2)连接,耗能杆(6‑3)位于两个二力杆(6‑1)之间;其中一个二力杆(6‑1)通过其两端的耳板(6‑4)与横梁(3)下翼缘和拼接件(7)固定连接,另一个二力杆(6‑1)通过其端部的耳板(6‑4)与下层柱(2)和木接头(4)固定连接;

耗能杆(6‑3)和拱形杆(6‑2)通过铰链连接,耗能杆(6‑3)包括蝶形弹簧(6‑3a)、拉压挡块(6‑3c)、液压杆(6‑3d)、导向筒(6‑3e)、连接杆(6‑3f)和阻尼器(6‑3h),其中,蝶形弹簧(6‑3a)的一端依次连接拉压挡块(6‑3c)、阻尼器(6‑3h)和连接杆(6‑3f),另一端依次连接拉压挡块(6‑3c)、液压杆(6‑3d)和连接杆(6‑3f);蝶形弹簧(6‑3a)、拉压挡块(6‑3c)、液压杆(6‑3d)和阻尼器(6‑3h)均位于导向筒(6‑3e)内,两端的连接杆(6‑3f)与液压杆(6‑3d)和阻尼器(6‑3h)的连接端位于导向筒(6‑3e)内。

2.根据权利要求1所述的一种冷弯薄壁型钢‑木组合耗能节点,其特征在于,拱形杆(6‑

2)采用竹板和钢板组合结构,竹板外围是一层钢板作为保护;耳板(6‑4)设有预留螺栓孔(6‑4a),用于与横梁(3)底部和拼接件(7)以及下层柱(2)和木接头(4)连接。

3.根据权利要求1所述的一种冷弯薄壁型钢‑木组合耗能节点,其特征在于,阻尼器(6‑

3h)包括连接板(6‑3h‑a)、第一弹簧(6‑3h‑b1)、第二弹簧(6‑3h‑b2)、第一活塞(6‑3h‑c1)、第二活塞(6‑3h‑c2)、钢板(6‑3h‑d)、第一摩擦板(6‑3h‑e1)、第二摩擦板(6‑3h‑e2)、摩擦环(6‑3h‑f)、活塞杆(6‑3h‑g)、U型软钢(6‑3h‑h)、挡块(6‑3h‑i)和套筒(6‑3h‑j),连接板(6‑

3h‑a)和挡块(6‑3h‑i)分别固定在套筒内部顶端和底端,两个钢板(6‑3h‑d)平行设置于套筒内,其两端分别与连接板(6‑3h‑a)和挡块(6‑3h‑i)固定连接,第一活塞(6‑3h‑c1)套设在两个钢板(6‑3h‑d)上,位于连接板(6‑3h‑a)下方,且第一活塞(6‑3h‑c1)与连接板(6‑3h‑a)之间通过第一弹簧(6‑3h‑b1)连接,第一活塞(6‑3h‑c1)下端依次设有第一摩擦板(6‑3h‑e1)、第二活塞(6‑3h‑c2)、U型软钢(6‑3h‑h)和第二摩擦板(6‑3h‑e2),第一摩擦板(6‑3h‑e1)、第二活塞(6‑3h‑c2)、U型软钢(6‑3h‑h)和第二摩擦板(6‑3h‑e2)均有两个,且均对称设置在两个钢板(6‑3h‑d)与套筒(6‑3h‑j)内壁之间,第二摩擦板(6‑3h‑e2)与挡块(6‑3h‑i)之间通过第二弹簧(6‑3h‑b2)连接;活塞杆(6‑3h‑g)一端设置于两个钢板(6‑3h‑d)之间,另一端伸出套筒(6‑3h‑j)外部,活塞杆(6‑3h‑g)与两个钢板(6‑3h‑d)接触面上设有摩擦环(6‑3h‑f)。

4.一种权利要求1‑3任一项所述冷弯薄壁型钢‑木组合耗能节点的安装方法,其特征在于,包括以下步骤:

S1、将木接头(4)的上部和下部分别嵌入上层柱(1)下部和下层柱(2)上部,并使上层柱(1)的第一预留螺栓孔(1‑4)与木接头(4)的上部预开孔(4‑1)对应;下层柱(2)的第二预留螺栓孔(2‑1)与木接头(4)的下部预开孔(4‑4)对应,并通过对拉螺栓(9)将下层柱(2)和木接头(4)固定连接;

S2、横梁(3)与木接头(4)连接,将冷弯薄壁型钢梁(3‑2)比木梁(3‑1)多出的部分嵌入木接头(4)中部的预开槽(4‑2);

S3、将钢角件(5)卡入上层柱(1)和横梁(3)连接的角点处,钢角件(5)的竖板(5‑2)上的预开孔(5‑2a)与上层柱(1)的第一预留螺栓孔(1‑4)对应,并且通过对拉螺栓(9)将钢角件(5)的竖板(5‑2)与上层柱(1)和木接头(4)固定连接,钢角件(5)的横板(5‑1)上的预开孔(5‑1a)与木梁(3‑1)及冷弯薄壁型钢梁(3‑2)的上翼缘的第三预留螺栓孔(3‑1a)对应;

S4、将两个拼接件(7)对称分布在横梁(3)与木接头(4)连接端的两侧,并使拼接件(7)的上部预留螺栓孔(7‑1)与木梁(3‑1)及冷弯薄壁型钢梁(3‑2)的上翼缘的第三预留螺栓孔(3‑1a)对应,左边预留螺栓孔(7‑3)与木接头中间预开孔(4‑3)对应,中间预留螺栓孔(7‑2)与冷弯薄壁型钢梁(3‑2)腹板预开孔(3‑2c)对应,下部预留螺栓孔(7‑4)与冷弯薄壁型钢梁(3‑2)的下翼缘预开孔(3‑2b)对应,然后,通过螺栓(8)将拼接件(7)的上部与横梁(3)的上翼缘、钢角件(5)的横板(5‑1)固定连接,通过螺栓(8)将拼接件(7)的中间与冷弯薄壁型钢梁(3‑2)腹板固定连接,通过螺栓(8)将拼接件(7)的左边与木接头(4)固定连接;

S5、将耗能支撑(6)卡入下层柱(2)和横梁(3)连接的角点处,耗能支撑(6)位于横梁底部,包括二力杆(6‑1)、拱形杆(6‑2)、耗能杆(6‑3)、耳板(6‑4),二力杆(6‑1)与下层柱(2)和冷弯薄壁型钢梁(3‑2)之间通过耳板(6‑4)和螺栓连接,上部两个耳板(6‑4)的第四预留螺栓孔(6‑4a)与冷弯薄壁型钢梁(3‑2)的下翼缘预开孔(3‑2b)和拼接件(7)的下部预留螺栓孔(7‑4)对应,通过螺栓(8)将耗能支撑(6)与冷弯薄壁型钢梁(3‑2)和拼接件(7)固定连接;

下部的一个耳板(6‑4)的预开孔与下层柱和木接头的预开孔对应,并通过对拉螺栓(9)与下层柱(2)和木接头(4)固定连接。