CN102653960A

CN102653960A - H型钢梁与h型钢柱的全栓连接节点结构

Info

Publication number: CN102653960A
Application number: CN2012101608212A
Authority: CN
Inventors: 刘家彪
Original assignee: Magang Group Holding Co Ltd; Maanshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Magang Group Holding Co Ltd; Maanshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2012-05-23
Filing date: 2012-05-23
Publication date: 2012-09-05

Abstract

本发明公开了H型钢梁与H型钢柱的全栓连接节点结构，包括互相垂直连接的实腹式H型钢柱和H型钢短梁，实腹式H型钢柱包括柱腹板和垂直连接在柱腹板两侧的柱翼缘，H型钢短梁包括梁腹板和垂直连接在梁腹板两侧的梁翼缘，其特征是：它还包括异形托板、抗剪板，异形托板和抗剪板使H型钢短梁连接在实腹式H型钢柱的柱翼缘的两外侧。本发明全栓连接节点结构在不削弱H型钢柱强度的前提下，提高了节点的抗疲劳性能、抗震性能，而且还把外部传力和内部传力有机地结合了起来。

Description

H型钢梁与H型钢柱的全栓连接节点结构

技术领域

本发明涉及H型钢梁与H型钢柱的连接结构，属于建筑领域。

背景技术

目前，国内钢结构H型钢梁-H型钢柱接点标准形式通常为全焊节点或在全焊的节点上进行了改造（H型悬挑短梁和H型钢柱进行全焊）。而在车间进行H牛腿、梁的端头坡口和工艺孔（锁口）的加工则通常采用气焊和半自动切割机进行，在焊接时为确保焊接质量则在端头处加引弧板。对于这一节点的处理，存在着以下质量缺陷和安全隐患：①由于构件有短梁或牛腿，常常构件体积较大，而且焊接受风、天气温度及湿度影响，对制作场地要求较高；大面积手工电焊作业，机械化程度低，劳动力成本高。②悬挑短梁或牛腿翼缘板与柱焊接时，若采用平焊，需要对柱子进行多次翻身，且要设立适当支护，费工费时，安全隐患多；若采用挑立焊，对焊工水平要求高，翼缘板与柱焊接质量很难达到一级焊缝要求。③节点处受力不合理，即使节点与梁等强，也使节点先进入塑性。④梁翼缘焊缝坡口过大或气刨处理易出现超应力。⑤梁或牛腿端头要设立工艺孔，由于工艺孔的存在，易产生以工艺孔为起点的梁的脆性断裂。⑥构件的组装和焊接完成后，都要经过对焊缝的探伤、校正等环节，不利于构件的流水作业，这就增加了构件制作的周期。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供H型钢梁与H型钢柱的全栓连接节点结构，它在不削弱H型钢柱强度的前提下，提高了节点的抗疲劳性能、抗震性能。

本发明H型钢梁与H型钢柱的全栓连接节点结构，包括互相垂直连接的实腹式H型钢柱和H型钢短梁，实腹式H型钢柱包括柱腹板和垂直连接在柱腹板两侧的柱翼缘，H型钢短梁包括梁腹板和垂直连接在梁腹板两侧的梁翼缘，其特征是：它还包括异形托板、抗剪板，异形托板和抗剪板使H型钢短梁连接在实腹式H型钢柱的柱翼缘的两外侧。

其中，异形托板共八块，分别设置在柱翼缘外侧与梁翼缘外侧形成的八个直角处；异形托板的水平部分紧靠在梁翼缘上，并通过高强度螺栓与梁翼缘连接成一体，其竖直部分从柱翼缘的方形孔中穿过，高强度螺栓从前后相对应的竖直部分和处于两者中间的柱腹板穿过，将三者连成一整体。

抗剪板为两块，两侧的柱翼缘分别焊接有一块抗剪板，抗剪板同时紧靠在梁腹板上，并通过高强度螺栓与梁腹板连接成一体。

本发明H型钢梁与H型钢柱的连接改变了现有的焊接形式，而是通过异形托板、抗剪板和高强度螺栓使H型钢梁与H型钢柱两者连接，异形托板传递钢梁的弯矩，抗剪板有助于剪力的传递，又因为H型钢梁和H型钢柱是全栓连接节点，避免了H型钢梁端头开工艺孔，从而减少因开工艺孔带来的应力集中和焊接残余应力。同时高强度螺栓又增大了H型短梁和H型钢柱的剪切摩擦力，变外部传力为内部传力，这就增强了节点的抗疲劳性能和抗震性能。因此本发明全栓连接节点结构在不削弱H型钢柱强度的前提下，提高了节点的抗疲劳性能、抗震性能，而且还把外部传力和内部传力有机地结合起来；同时，其工艺简单、操作简便，降低了生产成本，提高了经济效益。

附图说明

图1是本发明H型钢梁与H型钢柱的全栓连接节点结构的示意图。

图2是图1的俯视图。

具体实施方式

本发明H型钢梁与H型钢柱的全栓连接节点结构，包括互相垂直连接的实腹式H型钢柱1和H型钢短梁2，实腹式H型钢柱1包括柱腹板11和垂直连接在柱腹板11两侧的柱翼缘12，H型钢短梁2包括梁腹板21和垂直连接在梁腹板21两侧的梁翼缘22，它还包括异形托板3、抗剪板4，异形托板3和抗剪板4使H型钢短梁2连接在实腹式H型钢柱1的柱翼缘12的两外侧。

其中，异形托板3共八块，分别设置在柱翼缘12外侧与梁翼缘22外侧形成的八个直角处；异形托板3的水平部分紧靠在梁翼缘22上，并通过高强度螺栓与梁翼缘22连接成一体，其竖直部分从柱翼缘12的方形孔中穿过，高强度螺栓从前后相对应的竖直部分和处于两者中间的柱腹板11穿过，将三者连成一整体。抗剪板4为两块，两侧的柱翼缘12分别焊接有一块抗剪板4，抗剪板4同时紧靠在梁腹板21上，并通过高强度螺栓与梁腹板21连接成一体。

在此全栓连接节点结构中，实腹式H型钢柱1是主要受力构件，因此作为本发明的一种改进方式，节点结构还包括八块加固板6，加固板6设置在柱腹板11与异形托板3的竖直部分之间，加固板6焊接在柱腹板11上，并通过高强度螺栓与柱腹板11、异形托板3连接成一体。作为本发明的又一种改进方式，它还包括四块加固板5，加固板5焊接在柱翼缘12的外侧，异形托板3的竖直部分从中穿过。由于在H型钢柱1的柱翼缘12及柱腹板11加固了钢板，使实腹式H型钢柱1的承载能力大大提高。

在具体的加工过程中，首先把加固板和抗剪板焊接在H型钢柱的翼缘和腹板上；然后将异形托板穿过H型钢柱翼缘的长方形孔并和腹板的加固板进行高强度螺栓连接；最后对H型钢梁的上下翼缘、腹板和焊接在H型钢柱上的异形托板、抗剪板进行高强度螺栓连接。通过上述方式连接，既不削弱钢柱的强度，又能满足构造要求，使外部传力和内部传力有机的结合，增强了节点的抗疲劳能力。

本发明的连接节点结为全栓连接节点结构，此连接方式在上、下翼缘处梁腹板均不设工艺孔，避免了因几何形状的不规则带来的应力集中。此节点可将梁柱的连接在构造上使塑性变形区段从柱面外移，并可有意识的控制塑性铰位置，改善了节点连接的抗震性能。从效益来看：在某大厦工程施工中，此节点的运用实现规模生产、标准化作业，劳动力大幅减少，制作产量由原有方式15t/人.月提高到22t/人.月，制作工效提高了28%，按纯加工费用500元/t，某大厦框架柱3240t，节省费用：3420*28%*500=453600元。另外，该方式在现场拼装，节省了制作场地；现场安装实现不动“火”，也提高了安全系数。

本发明的全栓连接结点结构适用于高层框架结构、民用钢结构住宅、大型场馆建设等领域。

Claims

1.H型钢梁与H型钢柱的全栓连接节点结构，包括互相垂直连接的实腹式H型钢柱（1）和H型钢短梁（2），实腹式H型钢柱（1）包括柱腹板（11）和垂直连接在柱腹板（11）两侧的柱翼缘（12），H型钢短梁（2）包括梁腹板（21）和垂直连接在梁腹板（21）两侧的梁翼缘（22），其特征是：它还包括异形托板（3）、抗剪板（4），异形托板（3）和抗剪板（4）使H型钢短梁（2）连接在实腹式H型钢柱（1）的柱翼缘（12）的两外侧。

2.根据权利要求1所述的全栓连接节点结构，其特征是：异形托板（3）共八块，分别设置在柱翼缘（12）外侧与梁翼缘（22）外侧形成的八个直角处；异形托板（3）的水平部分紧靠在梁翼缘（22）上，并通过高强度螺栓与梁翼缘（22）连接成一体，其竖直部分从柱翼缘（12）的方形孔中穿过，高强度螺栓从前后相对应的竖直部分和处于两者中间的柱腹板（11）穿过，将三者连成一整体。

3.根据权利要求1所述的全栓连接节点结构，其特征是：抗剪板（4）为两块，两侧的柱翼缘（12）分别焊接有一块抗剪板（4），抗剪板（4）同时紧靠在梁腹板（21）上，并通过高强度螺栓与梁腹板（21）连接成一体。

4.根据权利要求1所述的全栓连接节点结构，其特征是：它还包括八块加固板（6），加固板（6）设置在柱腹板（11）与异形托板（3）的竖直部分之间，加固板（6）焊接在柱腹板（11）上，并通过高强度螺栓与柱腹板（11）、异形托板（3）连接成一体。

5.根据权利要求1所述的全栓连接节点结构，其特征是：它还包括四块加固板（5），加固板（5）焊接在柱翼缘（12）的外侧，异形托板（3）的竖直部分从中穿过。