本发明公开了一种装配式钢结构主次梁半刚性连接的装置及施工方法，属于钢结构技术领域，包括主梁和次梁，主梁的上下翼缘板间焊接有肋板，肋板的两侧对称设置有半刚性连接件，主梁与次梁间通过两半刚性连接件相连。本发明利用“X”型连接板左、右圆弧板弯曲产生的力抵抗主次梁连接节点处产生的正弯矩或负弯矩，利用圆型复合摩擦板与次梁腹板和肋板铆压产生的摩擦力来抵抗主次梁连接节点处产生的弯矩和剪力，摩擦时产生的热量驱动其中的片状记忆合金收缩，在接触面上产生切向的摩擦力，更有利于承受弯矩和剪力，同时肋板使圆型复合摩擦板便于与主梁连接，并增强主梁的抗剪强度。
1.一种装配式钢结构主次梁半刚性连接的装置，包括主梁(1)和次梁(2)，其特征在于，所述主梁(1)的上下翼缘板间焊接有肋板(5)，所述肋板(5)的两侧对称设置有半刚性连接件，所述主梁(1)与次梁(2)间通过两半刚性连接件相连；
所述半刚性连接件包括：“X”型连接板(3)和圆型复合摩擦板(4)，所述“X”型连接板(3)的中心焊接固定在所述圆型复合摩擦板(4)的圆心上。
2.根据权利要求1所述的一种装配式钢结构主次梁半刚性连接的装置，其特征在于，所述“X”型连接板(3)包括：中心十字板，所述中心十字板的左侧连接有左圆弧板，所述左圆弧板的端部连接有上下垂板，所述上下垂板通过高强螺栓固定在所述主梁腹板上；所述中心十字板的右侧连接有右圆弧板，所述右圆弧板的端部连接有上下平板，所述上下平板通过高强螺栓固定在所述次梁(2)的上下翼缘板上。
3.根据权利要求2所述的一种装配式钢结构主次梁半刚性连接的装置，其特征在于，所述“X”型连接板(3)的内外两侧等截面，所述“X”型连接板(3)的板材厚度与所述主梁(1)翼缘板的厚度之比为0.75‑0.8，所述中心十字板的根部交叉处做加厚处理，所述左圆弧板及右圆弧板对应的圆心角度为45°，半径为所述主梁(1)梁高的1/4，所述左圆弧板与右圆弧板的长度相同且与次梁(2)梁高之比为0.4‑0.45，所述上下垂板和上下平板的长度为100‑
4.根据权利要求1所述的一种装配式钢结构主次梁半刚性连接的装置，其特征在于，所述圆型复合摩擦板(4)的直径与所述次梁(2)梁高之比为0.8‑0.9，所述圆型复合摩擦板(4)的厚度与主梁腹板的板材厚度相同。
5.根据权利要求1所述的一种装配式钢结构主次梁半刚性连接的装置，其特征在于，所述圆型复合摩擦板(4)包括：钢板层(6)、陶瓷纤维层(7)和橡胶层(8)，所述钢板层(6)、陶瓷纤维层(7)和橡胶层(8)依次连接，各层所占厚度之比为1:1:1，所述圆型复合摩擦板(4)通过高强螺栓与所述肋板(5)和次梁腹板连接。
6.根据权利要求5所述的一种装配式钢结构主次梁半刚性连接的装置，其特征在于，所述橡胶层(8)包括：内圈圆环及外圈圆环，所述外圈圆环套设在所述内圈圆环的外部，所述内圈圆环与外圈圆环的环距为10‑15mm，所述内圈圆环与外圈圆环的内部均螺旋嵌入有片状记忆合金(9)，且两所述片状记忆合金(9)的旋向不同。
7.根据权利要求1‑6任一项所述的一种装配式钢结构主次梁半刚性连接的装置的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：将肋板(5)竖直焊接在主梁(1)上下翼缘板之间；对肋板(5)和次梁腹板与圆型复合摩擦板(4)的接触面进行抛丸、抛沙处理；
S2：将两个“X”型连接板(3)和两个圆型复合摩擦板(4)在交叉中心与圆心对齐后焊接在一起，并在其与主梁(1)、次梁(2)、肋板(5)连接的相应位置钻取螺栓孔；
S3：吊装次梁(2)，使其上表面与主梁(1)上表面在同一个水平面内，通过高强螺栓将两个半刚性连接件左右对称布置在次梁腹板两侧进行连接。
一种装配式钢结构主次梁半刚性连接的装置及施工方法
技术领域
[0001] 本发明属于钢结构技术领域，特别是涉及一种装配式钢结构主次梁半刚性连接的装置及施工方法。
背景技术
[0002] 目前，装配式钢结构工字形截面的主梁和次梁在垂直连接处的节点通常采用铰接，其特点是通过螺栓铆压产生的摩擦力可以承受较大的剪力，而承受弯矩时易造成螺栓剪切破坏，造成结构失稳。同时为保证主次梁连接紧密，有效传递剪力，通常对次梁端部进行加工：切除部分翼缘板与腹板，使次梁端部形成外突的形状，以便将次梁端部的腹板伸至主梁的腹板处进行连接，或在主梁腹板处焊接外伸肋板与次梁腹板连接。但是通过这种方式当次梁端部切口较大时，次梁端部的腹板极易发生失稳破坏，难以满足节点抗剪强度和稳定性设计的要求。
[0003] 另外，由于现今钢结构主次梁连接节点着重考虑了剪力的影响，多采用与次梁腹板平行的竖板，而对工字型截面梁进行受力分析可知，翼缘板可以起到很好的抵抗正负弯矩的作用，设计一种垂直于腹板与翼缘板相连接的结构件可以很好地抵抗连接节点处的正负弯矩，再兼顾承载剪力可以提出一种新型连接件。因此，为了达到承载正负弯矩和剪力的要求，从连接件的结构形式和使用材料进行设计，设计出了一种装配式钢结构主次梁半刚性连接的装置及施工方法。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种装配式钢结构主次梁半刚性连接的装置及施工方法，来解决现有技术中的不足。
[0005] 为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
[0006] 一种装配式钢结构主次梁半刚性连接的装置，包括主梁和次梁，所述主梁的上下翼缘板间焊接有肋板，所述肋板的两侧对称设置有半刚性连接件，所述主梁与次梁间通过两半刚性连接件相连。
[0007] 优选的，所述半刚性连接件包括：“X”型连接板和圆型复合摩擦板，所述“X”型连接板的中心焊接固定在所述圆型复合摩擦板的圆心上。
[0008] 优选的，所述“X”型连接板包括：中心十字板，所述中心十字板的左侧连接有左圆弧板，所述左圆弧板的端部连接有上下垂板，所述上下垂板通过高强螺栓固定在所述主梁腹板上；所述中心十字板的右侧连接有右圆弧板，所述右圆弧板的端部连接有上下平板，所述上下平板通过高强螺栓固定在所述次梁的上下翼缘板上。
[0009] 优选的，所述“X”型连接板的内外两侧等截面，所述“X”型连接板的板材厚度与所述主梁翼缘板的厚度之比为0.75‑0.8，所述中心十字板的根部交叉处做加厚处理，所述左圆弧板及右圆弧板对应的圆心角度为45°，半径为所述主梁梁高的1/4，所述左圆弧板与右圆弧板的长度相同且与次梁梁高之比为0.4‑0.45，所述上下垂板和上下平板的长度为100‑120mm。
[0010] 优选的，所述圆型复合摩擦板的直径与所述次梁梁高之比为0.8‑0.9，所述圆型复合摩擦板的厚度与主梁腹板的板材厚度相同。
[0011] 优选的，所述圆型复合摩擦板包括：钢板层、陶瓷纤维层和橡胶层，所述钢板层、陶瓷纤维层和橡胶层依次连接，各层所占厚度之比为1:1:1，所述圆型复合摩擦板通过高强螺栓与所述肋板和次梁腹板连接。
[0012] 优选的，所述橡胶层包括：内圈圆环及外圈圆环，所述外圈圆环套设在所述内圈圆环的外部，所述内圈圆环与外圈圆环的环距为10‑15mm，所述内圈圆环与外圈圆环的内部均螺旋嵌入有片状记忆合金，且两所述片状记忆合金的旋向不同。
[0013] 一种装配式钢结构主次梁半刚性连接的装置的施工方法，包括如下步骤：
[0014] S1：将肋板竖直焊接在主梁上下翼缘板之间；对肋板和次梁腹板与圆型复合摩擦板的接触面进行抛丸、抛沙处理；
[0015] S2：将两个“X”型连接板和两个圆型复合摩擦板在交叉中心与圆心对齐后焊接在一起，并在其与主梁、次梁、肋板连接的相应位置钻取螺栓孔；
[0016] S3：吊装次梁，使其上表面与主梁上表面在同一个水平面内，通过高强螺栓将两个半刚性连接件左右对称布置在次梁腹板两侧进行连接。
[0017] 本发明提供的一种装配式钢结构主次梁半刚性连接的装置及施工方法，与现有技术相比具有以下优点：
[0018] 本发明利用“X”型连接板左、右圆弧板弯曲产生的力抵抗主次梁连接节点处产生的正弯矩或负弯矩，利用圆型复合摩擦板与次梁腹板和肋板铆压产生的摩擦力来抵抗主次梁连接节点处产生的弯矩和剪力，摩擦时产生的热量驱动其中的片状记忆合金收缩，在接触面上产生切向的摩擦力，更有利于承受弯矩和剪力，同时肋板使圆型复合摩擦板便于与主梁连接，并增强主梁的抗剪强度。本发明中所使用的结构件形状整齐，加工方便，制作简单，可实施性高。
附图说明
[0019] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0020] 图1为本发明的结构示意图；
[0021] 图2为本发明的爆炸结构示意图；
[0022] 图3为本发明的侧视图；
[0023] 图4为本发明圆型复合摩擦板的侧向剖视图；
[0024] 图5为本发明橡胶层的内部结构示意图。
[0025] 图中：1‑主梁，2‑次梁，3‑“X”型连接板，4‑圆型复合摩擦板，5‑肋板，6‑钢板层，7‑陶瓷纤维层，8‑橡胶层，9‑片状记忆合金。
具体实施方式
[0026] 下面结合附图和实施例，对本发明的技术方案作进一步说明：
[0027] 参考图1‑5所示，本发明提供了一种装配式钢结构主次梁半刚性连接的装置，包括主梁1和次梁2，所述主梁1的上下翼缘板间焊接有肋板5，所述肋板5的两侧对称设置有半刚性连接件，所述主梁1与次梁2间通过两半刚性连接件相连。所述次梁2保持工字形平整截面，采用无切口处理方式，所述肋板5使圆型复合摩擦板4便于与主梁1连接，并增强主梁1的抗剪强度。
[0028] 作为一种优选实施例，所述半刚性连接件包括：“X”型连接板3和圆型复合摩擦板4，所述“X”型连接板3的中心焊接固定在所述圆型复合摩擦板4的圆心上。
[0029] 作为一种优选实施例，所述“X”型连接板3包括：中心十字板，所述中心十字板的左侧连接有左圆弧板，所述左圆弧板的端部连接有上下垂板，所述上下垂板通过高强螺栓固定在所述主梁腹板上；所述中心十字板的右侧连接有右圆弧板，所述右圆弧板的端部连接有上下平板，所述上下平板通过高强螺栓固定在所述次梁2的上下翼缘板上。所述“X”型连接板3通过左、右圆弧板弯曲产生的力抵抗主次梁连接节点处产生的正弯矩或负弯矩。
[0030] 作为一种优选实施例，所述“X”型连接板3的内外两侧等截面，所述“X”型连接板3的板材厚度与所述主梁1翼缘板的厚度之比为0.75‑0.8，所述中心十字板的根部交叉处做加厚处理，所述左圆弧板及右圆弧板对应的圆心角度为45°，半径为所述主梁1梁高的1/4，所述左圆弧板与右圆弧板的长度相同且与次梁2梁高之比为0.4‑0.45，所述上下垂板和上下平板的长度为100‑120mm。
[0031] 作为一种优选实施例，所述圆型复合摩擦板4的直径与所述次梁2梁高之比为0.8‑0.9，所述圆型复合摩擦板4的厚度与主梁腹板的板材厚度相同。所述圆型复合摩擦板4包括：钢板层6、陶瓷纤维层7和橡胶层8，所述钢板层6、陶瓷纤维层7和橡胶层8依次连接，各层所占厚度之比为1:1:1，所述圆型复合摩擦板4通过高强螺栓与所述肋板5和次梁腹板连接。
所述圆型复合摩擦板4通过摩擦力来抵抗主次梁连接节点处产生的弯矩和剪力。
[0032] 作为一种优选实施例，所述橡胶层8包括：内圈圆环及外圈圆环，所述外圈圆环套设在所述内圈圆环的外部，所述内圈圆环与外圈圆环的环距为10‑15mm，所述内圈圆环与外圈圆环的内部均螺旋嵌入有片状记忆合金9，且两所述片状记忆合金9的旋向不同。两所述片状记忆合金9高温成型后，在常温下提前拉伸后嵌入，通过摩擦时产生的热量驱动片状记忆合金9收缩，在接触面上产生切向的摩擦力，有利于承受弯矩和剪力。
[0033] 一种装配式钢结构主次梁半刚性连接的装置的施工方法，包括如下步骤：
[0034] S1：将肋板5竖直焊接在主梁1上下翼缘板之间；对肋板5和次梁腹板与圆型复合摩擦板4的接触面进行抛丸、抛沙处理，使其粗糙从而增大摩擦；
[0035] S2：将两个“X”型连接板3和两个圆型复合摩擦板4在交叉中心与圆心对齐后焊接在一起，并在其与主梁1、次梁2、肋板5连接的相应位置钻取螺栓孔；
[0036] S3：吊装次梁2，使其上表面与主梁1上表面在同一个水平面内，通过高强螺栓将两个半刚性连接件左右对称布置在次梁腹板两侧进行连接，可以通过控制圆型复合摩擦板4上四个高强螺栓的扭矩来控制接触面上的摩擦力。
[0037] 在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0038] 需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0039] 以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
