CN102979185A - H型钢梁与方钢管柱可变梁高装配式节点及其施工方法 - Google Patents

H型钢梁与方钢管柱可变梁高装配式节点及其施工方法 Download PDF

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曹正罡
杜鹏
金晓飞
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Abstract

一种H型钢梁与方钢管柱可变梁高装配式节点及其施工方法，包括节点区方钢管柱段、节点区H型钢梁段和连接件，所述连接件包括独立设置的上连接件和下连接件，所述上连接件与节点区H型钢梁段的上翼缘和腹板通过高强螺栓连接,与节点区方钢管柱段焊接连接，所述下连接件与节点区H型钢梁段的下翼缘以及节点区方钢管柱段均通过高强螺栓连接。可实现不同梁截面尺寸对连接的要求，具有较好的通用性，减少设计和施工中的工作量，可广泛应用于一个结构中有多种梁高H型钢梁与方钢管柱的连接。

Description

H型钢梁与方钢管柱可变梁高装配式节点及其施工方法
技术领域
 本发明涉及一种建筑钢结构节点及其施工方法，特别是一种钢结构中的梁柱装配式节点及其施工方法。
背景技术
在多、高层钢结构中，H型钢梁和方钢管柱被用作主要承重构件，连接H型钢梁与方钢管柱的节点起到传递梁、柱弯矩、剪力的作用，对于结构的整体受力性能具有重要影响。
目前，H型钢梁和方钢管柱的连接节点采用全焊连接、栓焊连接或螺栓连接。全焊连接和栓焊连接两种节点构造形式，连接刚度大，受力性能好，但现场施工难度大且造价高，不能满足装配式钢结构施工时速度快的要求；而螺栓连接虽然现场施工方便，可满足装配式施工的要求，但其转动刚度较低，对于结构整体受力不利。另外，目前在一个钢结构整体工程中，每个梁、柱节点均需按照节点所连梁的尺寸进行单独设计，同一节点设计方案对梁截面尺寸在一定范围内的变化适应性较低，即不能实现节点设计和生产的标准化。
因此，需要寻找一种连接刚度大，便于施工，同时减少钢结构设计中的节点设计数量，提高连接节点适用性，减少设计环节和制造环节的程序和工作量。
发明内容
本发明的目的是提供一种H型钢梁与方钢管柱可变梁高装配式节点及其施工方法，要解决现有的的H型钢梁和方钢管柱的连接节点无法实现连接刚度和施工便捷的结合技术问题；并解决现有的连接节点无法实现标准化设计和生产的问题。
    为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种H型钢梁与方钢管柱可变梁高装配式节点，包括节点区方钢管柱段、节点区H型钢梁段和连接件，所述连接件包括独立设置的上连接件和下连接件，所述上连接件与节点区H型钢梁段的上翼缘和腹板通过高强螺栓连接,与节点区方钢管柱段焊接连接，所述下连接件与节点区H型钢梁段的下翼缘以及节点区方钢管柱段均通过高强螺栓连接。
所述上连接件包括上翼缘连接部分和腹板连接部分，所述腹板连接部分垂直设置在上翼缘连接部分的中心线上，两者形成T型。
所述节点区H型钢梁段在与腹板连接部分的连接截面为倒T型，其余部分的截面为H型。
所述腹板连接部分的高度与节点区H型钢梁段的腹板等高。
所述下连接件包括梁下翼缘连接部分和柱连接部分，所述柱连接部分垂直设置在梁下翼缘连接部分的端部，两者形成L型。
所述柱连接部分上开有可上下调节下连接件的长圆孔。
所述梁下翼缘连接部分和柱连接部分之间的夹角处的中轴线上设置有加劲板。
所述的H型钢梁与方钢管柱可变梁高装配式节点的施工方法，步骤如下：
步骤一，在工厂里预制上连接件和下连接件；
步骤二，在节点区方钢管柱段、节点区H型钢梁段对应位置开连接孔，并将连接位置处的节点区H型钢梁段的上翼缘切除，形成倒T型截面；
步骤三，在工厂将上连接件端部直接焊接在节点区方钢管柱段相应标高处；
步骤四，将节点区方钢管柱段和上连接件、节点区H型钢梁段和下连接件运至施工现场；
步骤五，将节点区H型钢梁段的上翼缘和腹板与上连接件通过高强螺栓连接；
步骤六，用高强螺栓将下连接件和节点区H型钢梁段的下翼缘与节点区方钢管柱段相连。
所述步骤五中的高强螺栓为摩擦型高强螺栓，所述步骤六中的高强螺栓为承压型高强螺栓。
与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：
首先，与现有全螺栓节点相比，本发明所述可变梁高装配式节点的上连接件和下连接件分别通过高强螺栓与梁节点段的上翼缘、腹板以及柱节点段和梁节点段的下翼缘，使节点具有较好的转动刚度，且能够可靠的传递H型钢梁、方钢管柱之间的剪力、弯矩，施工中，可将节点连接板在工厂焊接到方钢管柱相应位置后，然后到现场直接用高强螺栓将H型钢梁与方钢管柱相连接，不需现场焊接，降低了施工难度和造价。
其次，由于本发明中将节点部位的连接件设置为独立的上连接件和下连接件，所以同样的连接件可适应不同梁截面尺寸对连接的要求，提高了连接节点的通用性。
再者，施工时可通过梁上翼缘连接板实现钢梁的施工定位以及下连接件上通过采用长圆形调节螺栓孔，降低了对于构件加工及施工精度的要求，降低了施工难度，提高了施工效率。
本发明可广泛应用于钢结构中具有多种梁高的H型钢梁和方钢管柱的连接。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
图1是本发明结构示意图。
图2是节点区方钢管柱段详图。
图3是节点区H型钢梁段详图。
图4是上连接板详图。
图5是下连接板详图。
图6是施工步骤三。
图7是施工步骤五。
    附图标记：1－节点区方钢管柱段、2－节点区H型钢梁段、2.1－上翼缘、2.2－下翼缘、2.3－腹板、3－上连接件、3.1－上翼缘连接部分、3.2－腹板连接部分、4－下连接件、4.1－梁下翼缘连接部分、4.2－柱连接部分、5－长圆孔、6－高强螺栓、7－加劲肋、8－承压型高强螺栓。
具体实施方式　  
实施例参见图1和图5所示，一种H型钢梁与方钢管柱可变梁高装配式节点，包括节点区方钢管柱段1、节点区H型钢梁段2和连接件，所述连接件包括独立设置的上连接件3和下连接件4，所述上连接件3与节点区H型钢梁段2的上翼缘2.1和腹板2.3通过高强螺栓连接,与节点区方钢管柱段1焊接连接，所述下连接件4与节点区H型钢梁段2的下翼缘2.2以及节点区方钢管柱段1均通过高强螺栓连接。
所述上连接件3包括上翼缘连接部分3.1和腹板连接部分3.2，所述腹板连接部分3.2垂直设置在上翼缘连接部分3.1的中心线上，两者形成T型。
所述节点区H型钢梁段2在与腹板连接部分3.2的连接截面为倒T型，其余部分的截面为H型。
所述腹板连接部分3.2的高度与节点区H型钢梁段2的腹板2.3等高。
所述下连接件4包括梁下翼缘连接部分4.1和柱连接部分4.2，所述柱连接部分4.2垂直设置在梁下翼缘连接部分4.1的端部，两者形成L型。
所述柱连接部分4.2上开有可上下调节下连接件4的长圆孔5。
所述梁下翼缘连接部分4.1和柱连接部分4.2之间的夹角处的中轴线上设置有加劲板7。
所述的H型钢梁与方钢管柱可变梁高装配式节点的施工方法，步骤如下：
步骤一，在工厂里预制上连接件3和下连接件4；
步骤二，在节点区方钢管柱段1、节点区H型钢梁段2对应位置开连接孔，并将连接位置处的节点区H型钢梁段2的上翼缘切除，形成倒T型截面；
步骤三，在工厂将上连接件3端部直接焊接在节点区方钢管柱段1相应标高处；
步骤四，将节点区方钢管柱段1和上连接件3、节点区H型钢梁段2和下连接件4运至施工现场；
步骤五，将节点区H型钢梁段2的上翼缘2.1和腹板2.3与上连接件3通过高强螺栓连接；所述高强螺栓一般为摩擦型高强螺栓6。
步骤六，用高强螺栓将下连接件4和节点区H型钢梁段2的下翼缘2.2与节点区方钢管柱段1相连。所述高强螺栓为承压型高强螺栓8。

Claims (9)

1.一种H型钢梁与方钢管柱可变梁高装配式节点，包括节点区方钢管柱段（1）、节点区H型钢梁段（2）和连接件，其特征在于：所述连接件包括独立设置的上连接件（3）和下连接件（4），所述上连接件（3）与节点区H型钢梁段（2）的上翼缘（2.1）和腹板（2.3）通过高强螺栓连接,与节点区方钢管柱段（1）焊接连接，所述下连接件（4）与节点区H型钢梁段（2）的下翼缘（2.2）以及节点区方钢管柱段（1）均通过高强螺栓连接。
2.根据权利要求1所述的H型钢梁与方钢管柱可变梁高装配式节点，其特征在于：所述上连接件（3）包括上翼缘连接部分（3.1）和腹板连接部分（3.2），所述腹板连接部分（3.2）垂直设置在上翼缘连接部分（3.1）的中心线上，两者形成T型。
3.根据权利要求2所述的H型钢梁与方钢管柱可变梁高装配式节点，其特征在于：所述节点区H型钢梁段（2）在与腹板连接部分（3.2）的连接截面为倒T型，其余部分的截面为H型。
4.根据权利要求2所述的H型钢梁与方钢管柱可变梁高装配式节点，其特征在于：所述腹板连接部分（3.2）的高度与节点区H型钢梁段（2）的腹板（2.3）等高。
5.根据权利要求1所述的H型钢梁与方钢管柱可变梁高装配式节点，其特征在于：所述下连接件（4）包括梁下翼缘连接部分(4.1)和柱连接部分（4.2），所述柱连接部分（4.2）垂直设置在梁下翼缘连接部分(4.1)的端部，两者形成L型。
6.根据权利要求5所述的H型钢梁与方钢管柱可变梁高装配式节点，其特征在于：所述柱连接部分（4.2）上开有可上下调节下连接件（4）的长圆孔（5）。
7.根据权利要求5所述的H型钢梁与方钢管柱可变梁高装配式节点，其特征在于：所述梁下翼缘连接部分(4.1)和柱连接部分（4.2）之间的夹角处的中轴线上设置有加劲板（7）。
8.根据权利要求1至7任意一项所述的H型钢梁与方钢管柱可变梁高装配式节点的施工方法，其特征在于：步骤如下：
步骤一，在工厂里预制上连接件（3）和下连接件（4）；
步骤二，在节点区方钢管柱段（1）、节点区H型钢梁段（2）对应位置开连接孔，并将连接位置处的节点区H型钢梁段（2）的上翼缘切除，形成倒T型截面；
步骤三，在工厂将上连接件（3）端部直接焊接在节点区方钢管柱段（1）相应标高处；
步骤四，将节点区方钢管柱段（1）和上连接件（3）、节点区H型钢梁段（2）和下连接件（4）运至施工现场；
步骤五，将节点区H型钢梁段（2）的上翼缘（2.1）和腹板（2.3）与上连接件（3）通过高强螺栓连接；
步骤六，用高强螺栓将下连接件（4）和节点区H型钢梁段（2）的下翼缘（2.2）与节点区方钢管柱段（1）相连。
9.根据权利要求8所述的H型钢梁与方钢管柱可变梁高装配式节点的施工方法，其特征在于：所述步骤五中的高强螺栓为摩擦型高强螺栓（6），所述步骤六中的高强螺栓为承压型高强螺栓（8）。
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