一种可更换钢连梁的新型连接结构的制作方法 【技术领域】，具体涉及一种可更换钢连梁的新型连接结构。 [0002]高层、超高层建筑是现代城市的主要建筑形式之一，剪力墙结构或框架-剪力墙结构是高层建筑广泛采用的结构体系。连梁是剪力墙结构或框架-剪力墙结构的耗能构件，但钢筋混凝土连梁由于跨高比小，易发生剪切破坏，变形能力和耗能能力差，地震后修复困难。近年来，提出了可更换钢连梁，由跨中的可更换消能梁段(或阻尼器)和两端的非消能梁段组成，通过合理控制消能梁段(或阻尼器)和非消能梁段的承载力之比，可使强震下连梁的损伤和塑性变形集中于消能梁段(或阻尼器)，并耗散地震能量。地震后仅需更换消能梁段(或阻尼器)，便可实现连梁的修复，从而提升高层建筑结构的震后功能快速恢复能力。 [0003]消能梁段(或阻尼器)与非消能梁段之间的连接是可更换钢连梁的关键技术之一。该连接既要保证地震作用下传力可靠，又要保证震后消能梁段易于更换。钢构件常用的连接型式包括焊接与螺栓连接两种。焊接连接传力可靠，但不具有可拆卸性，不能实现地震后消能梁段(或阻尼器)的更换要求。螺栓连接具有可拆卸性，但由于连接处剪力和弯矩较大，需要布设大量的高强螺栓，而往往实际工程中由于连接面有限，螺栓排布困难，甚至无法实现。以往试验研究还表明，即使采用摩擦型高强螺栓连接，在较大的地震往复作用下，也可能发生连接处的螺栓滑移。因此，迫切需要开发一种既传力可靠、有便于更换的新型连接型式。

[0004]为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种可更换钢连梁的新型连接结构，在强震作用下传力可靠，在强震后拆卸方便，可保证消能梁段(或阻尼器)的快速更换，实现连梁的快速修复，从而提升高层建筑结构震后功能快速恢复的能力。
[0005]为达到上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0006]一种可更换钢连梁的新型连接结构，在消能梁段I和非消能梁段2连接的端部分别设置有消能梁段端板6和非消能梁段端板7，在消能梁段I端部的消能梁段端板6上设置有抗剪键4，在非消能梁段2端部的非消能梁段端板7上与消能梁段端板6上的抗剪键4位置对应处开设有键槽5 ;在所述消能梁段端板6和非消能梁段端板7相对应的位置还开设有高强螺栓3连接的螺栓孔；所述抗剪键4承担消能梁段I和非消能梁段2连接处的剪力，所述高强螺栓3承担消能梁段I和非消能梁段2连接处的弯矩。
[0007]所述消能梁段I的高度小于非消能梁段2时，非消能梁段2的非消能梁段端板7的内侧设置有水平加劲肋，水平加劲肋的布设位置与消能梁段I的翼缘相对应。
[0008]所述消能梁段I和非消能梁段2连接端部分别设置的消能梁段端板6和非消能梁段端板7、消能梁段端板6上设置的抗剪键4、非消能梁段端板7上开设的键槽5分别随消能梁段I和非消能梁段2在工厂制作完成。
[0009]所述消能梁段I包括工字钢梁、金属阻尼器、摩擦阻尼器或粘弹性阻尼器。
[0010]所述抗剪键4和消能梁段端板6采用全熔透焊接，并铣去焊脚。
[0011]本发明用于可更换钢连梁的消能梁段或阻尼器与非消能梁段之间；该连接通过抗剪键传递剪力，通过高强螺栓传递弯矩，“弯剪分离”，受力明确；地震后通过拆卸连接，快速更换消能梁段(或阻尼器)，实现连梁的震损修复。本发明和现有技术相比，具有如下优点:
[0012]1.传力可靠。抗剪键传递剪力的能力大，高强螺栓可有效传递弯矩，大尺寸试件的试验表明，地震往复作用下，本发明的连接结构传力可靠，由于抗剪键与键槽楔合紧密，端板间无滑移，保证了钢连梁的整体性。
[0013]2.施工简便。端板、抗剪键、键槽等均随梁段(或阻尼器)在工厂制作完成，现场将抗剪键楔入键槽，再安装高强螺栓，现场施工快速便捷。
[0014]3.拆卸容易。强震后，拆除高强螺栓，将消能梁段(或阻尼器)沿键槽方向推出，然后将新的消能梁段(或阻尼器)沿键槽方向楔入，安装高强螺栓，便可实现连梁修复。试验表明，采用本发明的连接型式时，2个工人半小时便可完成一组消能梁段(或阻尼器)的更换。
[0015]4.经济性好。端板、抗剪键均为一般钢材,抗剪键和键槽的加工也不复杂,且本发明的连接型式使用的高强螺栓数量少，因此经济性优良。
[0016]总之，本发明在强震作用下传力可靠，在强震后拆卸方便，可保证消能梁段(或阻尼器)的快速更换，实现连梁的快速修复，从而提升高层建筑结构震后功能快速恢复的能力。




[0017]图1为本发明的构造示意图。
[0018]图2为图1的俯视图。
[0019]图3为抗剪键和键槽的局部详图，其中图3a为抗剪键和键槽楔合前示意图，图3b为抗剪键和键槽楔合后示意图。
[0020]图4为本发明在混合联肢剪力墙钢连梁中的应用。
[0021]图5为本发明在地震力作用下的变形和受力示意图。
[0022]图6为使用本发明的消能梁段在强震后更换示意图。


[0023]以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步的详细描述。
[0024]如图1、图2和图3所示，本发明一种可更换钢连梁的新型连接结构，在消能梁段I和非消能梁段2连接的端部分别设置有消能梁段端板6和非消能梁段端板7，在消能梁段I端部的消能梁段端板6上设置有抗剪键4，在非消能梁段2端部的非消能梁段端板7上与消能梁段端板6上的抗剪键4位置对应处开设有键槽5 ;在所述消能梁段端板6和非消能梁段端板7相对应的位置还开设有高强螺栓3连接的螺栓孔。所述抗剪键4承担消能梁段I和非消能梁段2连接处的剪力，所述高强螺栓3承担消能梁段I和非消能梁段2连接处的弯矩。
[0025]作为本发明的优选实施方式，所述消能梁段I的高度小于非消能梁段2时，非消能梁段2的非消能梁段端板7的内侧设置有水平加劲肋，水平加劲肋的布设位置与消能梁段I的翼缘相对应，保证消能梁段I翼缘的拉力有效传递。
[0026]作为本发明的优选实施方式，所述消能梁段I和非消能梁段2连接端部分别设置的消能梁段端板6和非消能梁段端板7、消能梁段端板6上设置的抗剪键4、非消能梁段端板7上开设的键槽5分别随消能梁段I和非消能梁段2在工厂制作完成。
[0027]作为本发明的优选实施方式，所述消能梁段I为工字钢梁、金属阻尼器、摩擦阻尼器或粘弹性阻尼器。
[0028]作为本发明的优选实施方式，所述抗剪键4和消能梁段端板6采用全熔透焊接，并铣去焊脚；键槽5为端板7上直接开槽而成。
[0029]本发明的现场组装方法为:先将抗剪键4沿水平方向楔入至键槽5，再通过安装和扭紧高强螺栓3将消能梁段端板6和非消能梁段端板7完全贴合。
[0030]采用钢筋混凝土剪力墙时，可将组装好的钢连梁埋入到两侧的墙肢内；如图4所示，当采用钢骨(或钢管)混凝土剪力墙时，可将钢连梁与墙肢边缘的钢骨(或钢管)焊接，在钢连梁上方浇注混凝土楼板。
[0031]如图5所示，强震作用下，钢连梁的损伤和塑性变形集中于消能梁段(或阻尼器)I。连接处，抗剪键4传递地震引起的剪力，高强螺栓3传递地震引起的弯矩，连接处不发生地震损伤。
[0032]如图6所示，地震后，楼层可能存在残余位移，根据连梁的实际残余转角，确定新的消能梁段(或阻尼器)I的几何尺寸、抗剪键4的位置和尺寸。消能梁段(或阻尼器)I的长度可略小于原长度，抗剪键4的尺寸略小于原尺寸，以保证能顺利装入，空隙处可采用铁片填充。强震后，现场拆除连接，更换消能梁段(或阻尼器)1，实现连梁的震损修复。