CN102936924A - 一种钢梁嵌入式带肋贯穿隔板方钢管混凝土柱-h型钢梁组合节点 - Google Patents
一种钢梁嵌入式带肋贯穿隔板方钢管混凝土柱-h型钢梁组合节点 Download PDFInfo
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Abstract
本发明是钢梁嵌入式带肋贯穿隔板方钢管混凝土柱-H型钢梁节点，它避免了节点处应力集中现象，实现梁柱节点的刚性连接。由方钢管混凝土柱、拼接板、嵌入式贯穿隔板、钢管核心区隔板加劲肋、H型钢梁、高强螺栓组成，钢管柱在贯穿隔板之间处焊接有加劲肋，同时在钢梁与贯穿隔板的连接处采用钢梁翼缘嵌入式，将贯穿隔板节点连接形成三面围焊焊缝，贯穿隔板有嵌入槽，H形钢梁与贯穿隔板连接。由于该种节点型式连接方法可靠，施工方法简单，便于构件的长距离运输，所以它能更好的应用于工程实际。
Description
技术领域
本发明涉及建筑技术领域，确切的说是一种钢梁嵌入式带肋贯穿隔板方钢管混凝土柱-H型钢梁组合节点。关于一种新型的钢管混凝土结构梁柱节点构造型式，该种节点型式能够有效地实现柱子与H型钢梁的有效连接，保证了节点处柱壁材料的连续性，能较好地实现梁柱节点刚性连接。同时，此节点型式能够完全实现梁柱构件在工厂加工，运至施工现场后运用高强螺栓实现梁柱节点的拼装工作，适合应用于商场、超市、普通住宅、高层及超高层等钢管混凝土结构体系中。
背景技术
近20年来，在我国建筑领域中对钢管混凝土组合框架结构的应用越来越多，其优越性也逐渐的显现出来，尤其是方钢管混凝土柱以其截面的简单，施工方便等优点被越来越多的学者所重视。在2004年，中国工程建设标准化协会颁布了《矩形钢管混凝土结构技术规程》，其中对矩形钢管混凝土结构梁柱连接节点划分了三种类型：即内隔板式节点、外隔板式节点和隔板贯通式节点。对规程中所给出的隔板贯穿式节点，经过一些数值模拟和试验研究发现，该连接形式的方钢管混凝土柱-H型钢梁组合节点具有一定的局限性，在隔板与钢梁连接处以及钢梁根部很容易出现应力集中等现象，并且塑性铰的位置距节点核心区域很近，节点的延性性能并不是最佳的，因此还具有一些改进优化的空间。随着我国钢材产量和质量的不断提高以及焊接自动化技术的迅猛发展，方钢管混凝土柱-H型钢梁节点在组合结构中得到了广泛应用。钢结构和组合结构中梁与柱的连接问题，一直是一个比较重要且始终没有圆满解决的问题。保证梁与柱的可靠连接是保证建筑物尤其是高层及超高层建筑物可靠性的重要基础。现有的结构中梁与柱的连接方式主要有焊接连接和螺栓连接，焊接连接时焊缝较多破坏了钢材本身的材质，而螺栓连接在可靠性上要逊色一些。
通过改进贯穿隔板与钢梁的连接形式来可以优化规程中给出的隔板贯穿式方钢管混凝土柱-钢梁节点性能，一方面从改进贯穿隔板和钢梁连接形式上入手，减少应力集中现象，使塑性铰区域外移，远离节点的核心区，提高节点的延性，更好的满足“强节点弱杆件”的原则；另一方面从对钢管混凝土柱子的节点区域加强入手，通过设置加劲肋的形式，使节点更好的满足“强柱弱梁”的原则。
因此在考虑以上两方面优化思想的基础上，本发明提出了一种钢梁嵌入式带肋贯穿隔板方钢管混凝土柱-H型钢梁组合节点。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型的方钢管混凝土柱与H型钢梁的连接形式，通过改变贯穿隔板的形状，使其很好的与H型钢梁连接，提高节点的延性和耗能性能，同时在隔板间设置加劲肋，更好的满足“强柱弱梁”设计理念。
本发明的技术方案：
1、按照《建筑抗震设计规范》GB50011-2010中“强柱弱梁，强节点、弱构件”的要求，柱子不先于梁破坏，节点的承载力应高于被连接构件。现有的外环板式焊接梁柱节点和螺栓连接梁柱节点虽然能满足承载力和刚度要求，由于采用单一的连接方式，所以引起的弯矩最大处材料的不连续性也不容忽视。钢梁嵌入式带肋贯穿隔板方钢管混凝土柱-H型钢梁组合节点综合两种连接方式的优点，在柱子中插入两块贯通的槽型隔板，H型钢梁的上下翼缘插入隔板的槽型口中，采用三面围焊将隔板与柱子连接起来，然后在柱壁上焊接两块带螺栓孔的拼接板，再把梁的腹板插入两块拼接板之间，用高强螺栓连接起来。这样的连接构造保证了节点域处有较强的刚度，不会因为采用单一的连接方式而引起截面削弱和应力集中，更好的满足了规范关于“强柱弱梁，强节点、弱构件”的要求。详细技术方案如下：钢梁嵌入式带肋贯穿隔板方钢管混凝土柱-H型钢梁节点，由方钢管混凝土柱、拼接板、嵌入式贯穿隔板、钢管核心区隔板加劲肋、H型钢梁、高强螺栓组成，其特征在于：钢管柱在贯穿隔板之间处焊接有加劲肋，同时在钢梁与贯穿隔板的连接处采用钢梁翼缘嵌入式，将贯穿隔板节点连接形成三面围焊焊缝，贯穿隔板有嵌入槽，H形钢梁与贯穿隔板连接。H形钢梁两侧用高强度螺栓连接有拼接板。
本发明的优点及有益效果：
本发明的新型梁柱节点，同时采用了焊接连接和螺栓连接实现了两种连接方式的完美结合。保证了节点连续、可靠、稳定的要求，同时避免了节点处应力集中现象，实现梁柱节点的刚性连接。由于该种节点型式连接方法可靠，施工方法简单，便于构件的长距离运输，所以它能更好的应用于工程实际。
节点构件由工厂生产加工后可运送至工程现场进行组装拼接，有效的提高了生产效率并缩短工期。通过研究得知此新型梁柱节点在承载能力上也优于现有的梁柱节点。可满足承载力和刚度要求较高的实际工程的使用要求。
附图说明
图1为钢梁嵌入式带肋贯穿隔板方钢管混凝土柱-H型钢梁节点的示意图；
图2、图3、图4为梁柱节点连接示意图；
图中1表示钢梁翼缘与贯穿隔板之间的坡口对焊连接、2为钢梁腹板与方钢管柱用角焊缝连接、3为方钢管柱和贯穿隔板之间角焊缝连接；图中4是混凝土、5是方钢管、6是加劲肋、7是贯穿隔板、8是高强螺栓、9是H型钢梁。
具体实施方式
下面结合技术方案和参照附图对本发明进行详细说明。
本发明提出的钢梁嵌入式带肋贯穿隔板方钢管混凝土柱-H型钢梁节点如图1~图4所示。
钢梁嵌入式带肋贯穿隔板方钢管混凝土柱-H型钢梁节点主要由：方钢管混凝土柱、拼接板、嵌入式贯穿隔板、钢管核心区隔板加劲肋、H型钢梁、高强螺栓组成。
钢梁嵌入式带肋贯穿隔板方钢管混凝土柱-H型钢梁节点的制作方法。钢管柱是由四块钢板焊接而成，主要有三部分组成，即上柱、中柱和下柱，制作时，先将上柱和下柱各自焊接好，中柱的每块钢板上需要焊接一块加劲肋，然后将焊接好加劲肋的钢板组合成中柱，然后将贯穿隔板置于柱子中，贯穿隔板通过角焊缝与钢管柱连接在一起，形成核心区带加劲肋的贯穿隔板方钢管柱；然后将钢梁腹板的拼接板与方钢管柱通过角焊缝连接在一起；再将H型钢梁的翼缘与带U型槽的贯穿隔板通过坡口对焊的形式焊接在一起，对钢梁翼缘的根部形成三面围焊，此时钢梁的腹板应该夹在与方钢管柱焊接在一起的两块拼接板中；最后采用高强螺栓，将钢梁腹板两侧的拼接板与钢梁腹板连接在一起，形成完整的钢梁嵌入式带肋贯穿隔板方钢管混凝土柱-H型钢梁节点构件，最后在现场对方钢管柱进行混凝土浇筑。
Claims (2)
1.钢梁嵌入式带肋贯穿隔板方钢管混凝土柱-H型钢梁节点主要由：方钢管混凝土柱、拼接板、嵌入式贯穿隔板、钢管核心区隔板加劲肋、H型钢梁、高强螺栓组成；其特征在于钢管柱贯穿隔板之间的加劲肋提高了柱子的整体性，与普通的隔板贯穿式节点相比，该类节点的柱子连续性更好，同时在钢梁与贯穿隔板的连接处采用钢梁翼缘嵌入式，将普通的贯穿隔板节点连接的一条焊缝，改进至三面围焊焊缝，大大的加强了连接处的可靠性，同时由于嵌入槽的存在，使其在地震作用下钢梁根部翼缘屈曲的位置向远离节点的方向移动，也就是塑性铰出现的位置向节点区域外移动，大大提高了节点的延性性能和耗能能力，更好的满足“强柱弱梁、强节点、弱杆件”的设计啊要求，构件由工厂生产加工后以板件形式运至工程现场进行组装拼接，有效地提高了生产效率并缩短工期。
2.根据权利要求1所述的钢梁嵌入式带肋贯穿隔板方钢管混凝土柱-H型钢梁节点，其特征在于节点的制作方法，方钢管柱要求有四块钢板满焊而成，在柱中节点区域，钢柱的内部补焊加劲肋，将制作好的带U型嵌入槽的贯穿隔板通过单向角焊缝与方钢管柱连接在一起，钢梁与柱的连接是通过把钢梁翼缘嵌入到柱子贯穿隔板的U型嵌入槽内，通过三面围焊将钢梁翼缘与柱连接好，其钢梁腹板则是通过高强螺栓将钢梁腹板和腹板两侧与方钢管柱焊接好的拼接板连接在一起，形成完整的钢梁嵌入式带肋贯穿隔板方钢管混凝土柱-H型钢梁节点。
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130220 |