一种抗连续倒塌的节点子结构构件及其方法

本发明涉及钢框架结构抗连续倒塌领域，具体是一种抗连续倒塌的节点子结构构件及其方法。

背景技术：

1、梁柱的节点连接技术是装配式钢框架结构体系中最核心的技术，其连接构造的节点性能对整个体系的性能起到十分重要的控制作用，因此，节点是钢框架结构抵抗偶然荷载、冲击荷载的软肋，一旦节点丧失承载能力则必将导致结构倒塌。

2、现有的梁柱节点结构在特殊荷载作用下的安全储备较低，一旦受到较大的荷载，极易造成关键承重柱或关键节点承载能力的丧失，进而引发连续性倒塌，结构连续倒塌不仅会造成严重的人员伤亡和财产损失，还会带来极大的社会影响。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：为了解决现有的梁柱节点处承载能力丧失时容易引发连续性倒塌的问题，提供一种抗连续倒塌的节点子结构构件及其方法。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种抗连续倒塌的节点子结构构件，包括失效中柱，所述失效中柱的顶部安装有盖板，失效中柱、剪切板、主梁、端板、铰支座之间采用栓焊混合连接，所述主梁远离失效中柱的一端设置有端板，所述端板上通过螺栓连接有铰支座，所述主梁的内侧壁设置有直角板，所述直角板上设置有锁止固定件，所述直角板通过锁止固定件连接有预应力钢绞线，所述预应力钢绞线的两端设置有锚具，所述主梁上开设有位于直角板一侧的卡槽，所述卡槽的内侧安装有导杆，所述导杆上滑动连接有第二滑块，所述第二滑块的两侧设置有u型压板，所述直角板远离卡槽的一侧安装有第二连接架，所述第二连接架上设置有延伸至主梁下方的第一连接架，所述第一连接架的底部固定有定位板，所述第二滑块的底部设置有与定位板相连的压弯警示件，所述第一连接架的底部设置有与压弯警示件相连的扣锁单元；

3、所述锁止固定件包括有开设于直角板上的u型开槽，所述直角板的直角处安装有三角撑板，所述直角板的一端开设有与u型开槽并排设置的矩形限位槽，所述矩形限位槽的内侧插接有矩形块，所述矩形块的一端安装有补位板，所述补位板上设置有与直角板相连的锁位螺栓，所述矩形块远离补位板的一端设置有磁吸块，所述补位板上安装有位于u型开槽内侧的弧形卡位块；

4、所述压弯警示件包括有安装于第二滑块底部且位于主梁下方的第一滑块，所述第一滑块上安装有贯穿定位板的插杆，所述定位板上设置有与第一滑块相连且位于插杆外侧的伸缩弹簧，所述插杆远离第一滑块的一端安装有活动块，所述活动块上设置有斜导轨，所述定位板的底部插接有限位杆，所述限位杆的底端固定有位于定位板外侧的u型活动架，所述u型活动架上设置有与斜导轨滑动连接的拨位销，所述u型活动架的底部安装有遮风罩，所述定位板的一侧设置有位于插杆下方的侧架板，所述侧架板上安装有连接仓，所述连接仓的底部安装有通管，所述通管上开设有分隔口，所述连接仓的顶部设置有定位架，所述定位架的内侧通过轴承转动连接有旋转轴，所述旋转轴上安装有锥形罩，所述旋转轴的底端连接有位于连接仓内侧的旋转板。

5、作为本发明再进一步的方案：所述失效中柱上同样安装有直角板，所述失效中柱与主梁上的直角板通过锁止固定件对预应力钢绞线的两端进行限位。

6、作为本发明再进一步的方案：所述直角板的水平高度小于主梁横向中轴线的水平高度。

7、作为本发明再进一步的方案：所述弧形卡位块的弧度与u型开槽折弯处的弧度相等，所述弧形卡位块的直径小于锚具的直径。

8、作为本发明再进一步的方案：所述通管顶部的直径小于通管底部的直径，所述锥形罩、旋转板的数量均设置有多个，且多个锥形罩、旋转板沿着旋转轴的圆心等距离分布。

9、作为本发明再进一步的方案：所述扣锁单元包括有安装于定位板底部的托板，所述托板上插接有卡位销，所述卡位销的底端连接有定板，所述定板的顶部设置有与托板底部相连的复位弹簧，所述插杆上开设有锁位孔。

10、作为本发明再进一步的方案：所述卡位销与锁位孔的直径大小相等，所述卡位销的顶部通过轴承转动连接有滚珠。

11、本发明还公开了一种抗连续倒塌的方法，采用上述一种抗连续倒塌的节点子结构构件，包括以下步骤：

12、s1：在对该构件进行组装时，先将失效中柱、剪切板、主梁、端板、铰支座之间采用栓焊混合连接，先将主梁翼缘与腹板焊接在失效中柱左右两侧，再将剪切板焊接在失效中柱左右两侧，最后将螺栓穿过剪切板与主梁腹板连接，拧紧螺帽，此连接方式称为栓焊混合连接；

13、s2：之后工作人员根据主梁的长度来选择一根长度小于主梁且大于直角板与盖板之间距离的预应力钢绞线，之后通过手动操作锁止固定件来对预应力钢绞线进行安装限位，通过油泵配合千斤顶进行张拉预应力，此时u型压板位于直角板与锚具之间；

14、s3：当失效中柱当中柱失效后，其所承受的荷载使其下移，同时主梁因失效中柱的受压而发生形变，此时主梁与失效中柱之间的连接节点便会受到较大的荷载，由失效中柱失效而引起周边多榀框架结构连续性倒塌，为抵抗连续性倒塌的发生，此时预应力钢绞线因主梁的变形而被拉直，同时在梁柱节点子结构失效后，第二道防御机制预应力钢绞线启动并提供轴向拉力；

15、s4：同时u型压板因预应力钢绞线的拉直向着直角板进行移动，以此来使压弯警示件进行运作，通过压弯警示件与扣锁单元的配合来使已出现变形的主梁所处的位置处出现声响，警示声响出现预示着抗连续性倒塌第二道防线预应力钢绞线启动，此时会延缓钢框架结构的倒塌破坏。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

17、1、通过设置锁止固定件，通过将矩形块插入矩形限位槽来使矩形块上的磁吸块在吸力的作用下与矩形限位槽的内壁贴合，以此来实现对补位板的预固定，此时弧形卡位块便会对u型开槽的开口处进行遮挡，从而增加预应力钢绞线的稳定性，失效中柱受到过大荷载时，基于二次防御设计理念的预应力钢绞线由松弛状态逐渐被拉直参与受力和变形，为构件抗连续性倒塌提供可替代路径，预应力钢绞线的设置使子结构变形发展均匀，左右两侧梁对称变形，形成二力拉杆效果，有效降低梁柱结构连续倒塌的概率，提高钢框架整体结构的安全性；

18、2、通过设置压弯警示件，当u型压板在锚具的拉拽作用下向着直角板进行移动时，插杆在第一滑块的带动下向着定位板进行移动，此时伸缩弹簧受到挤压而进行收缩，随着插杆的移动活动块带动斜导轨进行移动，此时斜导轨通过拨位销来对u型活动架进行向上拉拽，此时遮风罩失去对连接仓顶部的遮挡，当风吹过连接仓的上方时，锥形罩便会相对定位架进行转动，此时旋转板便会进行转动，如此使得连接仓内部空气的流速增加，此时通管底部的空气便会穿过通管由连接仓的顶部排出，使得气流进入通管时通过分隔口的分流来出现响声，警示声响出现预示着抗连续性倒塌第二道防线预应力钢绞线启动，此时会延缓钢框架结构的倒塌破坏，使人民有足够的时间逃生并减少周围多榀框架的连续性倒塌，避免不必要的伤亡，对该构件后期的管养维护、更换加固也有重要作用；

19、3、通过设置扣锁单元，随着主梁形变量的增加，第一滑块向着定位板进行移动，当锁位孔随着插杆的移动移至卡位销的上方时，卡位销便会在复位弹簧弹性复原力的作用下插入锁位孔内，如此便可对插杆进行限位，通过对插杆的限位使得u型活动架在移至最高处时进行固定，如此便可使得遮风罩完全失去对连接仓顶部的遮挡，从而使得通管持续发出声响，以此来达到警示及第二道防线启动的预示作用。