CN104100007A - 双耳板式方管柱与h型钢架可变梁高装配节点及施工方法 - Google Patents
双耳板式方管柱与h型钢架可变梁高装配节点及施工方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种双耳板式方钢管与H型钢梁可变梁高装配式节点及其施工方法，它涉及一种装配式框架钢结构，包括节点区方钢管段、节点区H型钢梁段和连接件，所述连接件包括耳板、端板以及独立设置的上连接件和下连接件，所述耳板与方钢管焊接，端板与H型梁焊接；所述上、下连接件通过高强螺栓将H型梁上、下翼缘与耳板联系起来，将梁段弯矩和剪力传递给耳板,实现结构的合理受力，所述耳板下部开有长圆孔，可调节螺栓与其相连高度，实现不高度H型钢梁的装配式连接，具有现场零焊接、构件通用性好，对钢管无破坏、受力合理等优点，适用于方钢管柱和H型钢梁结构的装配式连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑钢结构节点及其施工方法，特点是一种钢结构中的方钢管柱与H型钢梁装配式节点及其施工方法。
背景技术
装配式钢结构以其自重轻、强度高，抗震性能好、施工快捷、周期短、可重复利用、污染少等优点而成为建筑业发展的热点方向，尤其是模块化的特点，更符合我国工业化发展的要求，具有良好的应用前景和市场潜力。节点则是装配式钢结构最为关键的组成部分，其形式及性能直接决定结构的工业化程度以及结构形式，方钢管是钢结构经常采用的主要竖向受力构件，“H”型钢也是最为常用的横向受力构件，但是二者的截面特点，其连接大多采用焊接连接、栓焊连接或者从钢管内设置螺栓的装配式连接，其中前两种不属于装配式节点、现场施工较为复杂，不能满足工业化发展的要求，且每个节点尺寸均需根据梁高进行专门设计制作，通用型较差，不易实现节点的标准化；而另一种文献1(201210539116.3)中从钢管内设置螺栓的装配式连接，由于其需要对钢管本身进行开孔，对其截面造成了削弱，受力上容易产生应力集中、局部屈曲等问题，且工厂制作工序相对复杂，需要同时进行焊接和管壁开洞。
因此，需要开发一种刚度大、整体性好、连接简单、而又通用性强的可变梁高完全装配式的节点，提升钢结构的装配式能力，为采用该类构件的钢结构建筑工业化提供技术支持。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构合理、施工方便、性能稳定的方钢管与框架H型梁装配式节点及其施工方法，解决节点即要保证整体刚度又要保证全装配式快捷施工之间的协调统一问题，以及节点受构件尺寸限制影响，只能专门设计制作，通用型差，不易实现标准化的问题，增加节点的适用型和通用性。
为解实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种双耳板式方钢管与H型钢梁可变梁高装配式节点，包括节点区方钢管段、节点区H型钢梁段和连接件，所述连接件包括耳板、端板以及独立设置的上连接件和下连接件。其特征在于：所述耳板与方钢管焊接，端板与H型梁焊接；H型梁上、下翼缘通过上、下连接件和高强螺栓与柱侧耳板联系，将梁段弯矩和剪力传递给耳板，实现结构的合理受力。
所述双耳板式方钢管与H型钢梁可变梁高装配式节点，其特征在于：所述耳板对称焊接于 方钢管柱两侧，与柱子外边缘对齐，并通过高强螺栓与上下连接件联系。
所述双耳板式方钢管与H型钢梁可变梁高装配式节点，其特征在于：所述端板与H型梁焊接连接，H型钢梁上下翼缘分别与上下连接件联系。
所述双耳板式方钢管与H型钢梁可变梁高装配式节点，其特征在于：所述H型梁不需要进行切割和截面修剪，可直接进行安装，施工非常方便。
所述双耳板式方钢管与H型钢梁可变梁高装配式节点，其特征在于：所述上连接件包括上翼缘连接部分和耳板连接部分，所述耳板连接部分垂直于上翼缘连接部分，二者形成槽型，宽度等于柱子宽度与耳板厚度的差值，上翼缘连接部分正好卡在两块耳板之间，形成可靠连接。
所述双耳板式方钢管与H型钢梁可变梁高装配式节点，其特征在于：所述下连接件包括下翼缘连接部分、耳板连接部分和肋，所述耳板连接部分垂直于上翼缘连接部分，二者形成槽型，宽度等于柱子宽度与耳板厚度的差值，下翼缘连接部分正好卡在两块耳板之间，所述下翼缘连接部分和耳板连接部分分别通过高强螺栓与H型梁的下翼缘和耳板连接，所述肋焊接在下连接件上。
所述双耳板式方钢管与H型钢梁可变梁高装配式节点，其特征在于：所述耳板下部开有长圆孔，与下连接件耳板连接部分相连的螺栓在其内部可上下自由滑动，使得梁高可在一定范围内变化，增加了节点的通用性，大大提高了施工定位和安装的效率。
所述双耳板式方钢管与H型钢梁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，在工厂里预制耳板、端板、上连接件和下连接件；
步骤二，在工厂将耳板焊接在节点区方钢管柱段相应标高处，端板焊接在节点区H型梁
段端部；
步骤三，在节点区H型梁段对应位置开连接孔；
步骤四，将节点区方钢管柱段和耳板、节点区H型梁段和端板、上连接件、下连接件运
至施工现场；
步骤五，按照设计标高将下连接件和耳板通过高强螺栓连接；
步骤六，将下连接件与节点区H型梁下翼缘通过高强螺栓连接；
步骤七，将上连接件与节点区H型梁上翼缘和耳板通过高强螺栓连接；
所述双耳板式方钢管与H型钢梁可变梁高装配式节点的施工方法，其特征在于：所述步骤五、步骤六和步骤七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，本发明所述方钢管与H型钢梁装配式节点的上、下连接件通过高强螺栓将H型梁上、下翼缘与柱子耳板联系起来，将梁段弯矩和剪力传递给柱子耳板，使节点具有较好的转动刚度，实现结构的合理受力。施工中，可将双耳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，具有现场零焊接，施工难度低，装配快捷的特点。
其次，与现有的从钢管内设置螺栓的装配式连接节点相比,本发明无需在钢柱子上开螺栓孔，能保证柱子的整体刚度不被破坏，避免由螺栓开孔而引起的应力集中、局部屈曲等性能问题，只且需焊接两块耳板，焊接量少，无需在柱子中部设置连接件，可以更好的保证节点的整体性能。
然后，本发明所述方钢管与H型钢梁装配式节点受力性能合理，下连接件可以作为牛腿直接将梁剪力传递给柱子，且对柱子本身不造成破坏，上下翼缘通过上下连接件将产生的弯矩传递给柱子，使节点具有良好的受力性能，其强度和刚度均可以达到理想状态，
最后，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，且下连接件所连接耳板上设置长圆形调节螺栓孔，可通过调节螺栓连接位置实现不同腹板厚度的梁截面的连接的要求，降低了对于构件加工及施工精度的要求，提高了连接节点的通用性和施工效率。
本发明可广泛应用于钢结构中方钢管柱与H型钢梁的连接。
附图说明
下面结合附图对发明进一步说明。
图1是本发明结构示意图。
图2是节点区方钢管柱段和耳板详图。
图3是节点区H型钢梁段和端板详图。
图4是上连接件详图。
图5是下连接件详图。
图6是施工步骤六（移除近侧耳板，以表述清楚）。
图7是施工步骤七（移除近侧耳板，以表述清楚）。
附图标记：1—节点区方钢管柱段、2—节点区H性钢梁段、2.1—上翼缘、2.2—下翼缘、2.3—腹板、3—耳板、4—端板、5—上连接件、5.1—上翼缘连接部分、5.2—耳板连接部分、6—下连接件、6.1—下翼缘连接部分、6.2—耳板连接部分、7—承压型高强螺栓、8—长孔。
具体实施方式
实施例参见图6和图7所示，一种双耳板式方钢管与H型钢梁可变梁高装配式节点，包括节点区方钢管段、节点区H型钢梁段和连接件，所述连接件包括耳板、端板以及独立设置的上连接件和下连接件。其特征在于：所述耳板与方钢管焊接，端板与H型梁焊接；H型梁上、下翼缘通过上、下连接件和高强螺栓与柱侧耳板联系，将梁段弯矩和剪力传递给耳板，实现结构的合理受力。
所述双耳板式方钢管与H型钢梁可变梁高装配式节点，其特征在于：所述耳板对称焊接于 方钢管柱两侧，与柱子外边缘对齐，并通过高强螺栓与上下连接件联系。
所述双耳板式方钢管与H型钢梁可变梁高装配式节点，其特征在于：所述端板与H型梁焊接连接，H型钢梁上下翼缘分别与上下连接件联系。
所述双耳板式方钢管与H型钢梁可变梁高装配式节点，其特征在于：所述H型梁不需要进行切割和截面修剪，可直接进行安装，施工非常方便。
所述双耳板式方钢管与H型钢梁可变梁高装配式节点，其特征在于：所述上连接件包括上翼缘连接部分和耳板连接部分，所述耳板连接部分垂直于上翼缘连接部分，二者形成槽型，宽度等于柱子宽度与耳板厚度的差值，上翼缘连接部分正好卡在两块耳板之间，形成可靠连接。
所述双耳板式方钢管与H型钢梁可变梁高装配式节点，其特征在于：所述下连接件包括下翼缘连接部分、耳板连接部分和肋，所述耳板连接部分垂直于上翼缘连接部分，二者形成槽型，宽度等于柱子宽度与耳板厚度的差值，下翼缘连接部分正好卡在两块耳板之间，所述下翼缘连接部分和耳板连接部分分别通过高强螺栓与H型梁的下翼缘和耳板连接，所述肋焊接在下连接件上。
所述双耳板式方钢管与H型钢梁可变梁高装配式节点，其特征在于：所述耳板下部开有长圆孔，与下连接件耳板连接部分相连的螺栓在其内部可上下自由滑动，使得梁高可在一定范围内变化，增加了节点的通用性，大大提高了施工定位和安装的效率。
所述双耳板式方钢管与H型钢梁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，在工厂里预制耳板、端板、上连接件和下连接件；
步骤二，在工厂将耳板焊接在节点区方钢管柱段相应标高处，端板焊接在节点区H型梁
段端部；
步骤三，在节点区H型梁段对应位置开连接孔；
步骤四，将节点区方钢管柱段和耳板、节点区H型梁段和端板、上连接件、下连接件运
至施工现场；
步骤五，按照设计标高将下连接件和耳板通过高强螺栓连接；
步骤六，将下连接件与节点区H型梁下翼缘通过高强螺栓连接；
步骤七，将上连接件与节点区H型梁上翼缘和耳板通过高强螺栓连接；
所述双耳板式方钢管与H型钢梁可变梁高装配式节点的施工方法，其特征在于：所述步骤五、步骤六和步骤七中的高强螺栓为承压型高强螺栓。
以上所述实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明总体思路的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (9)
1.一种双耳板式方管柱与H型钢梁可变梁高装配节点，包括节点区方钢管段（1）、节点区H型钢梁段（2）和连接件，所述连接件包括耳板（3）、端板（4）以及独立设置的上连接件（5）和下连接件（6），其特征在于：所述耳板（3）与方钢管（1）焊接，端板（4）与H型梁（2）焊接；H型梁（2）上、下翼缘通过上、下连接件（5,6）和高强螺栓与柱侧耳板（3）联系，将梁段弯矩和剪力传递给耳板，实现结构的合理受力。
2.根据权利要求1所述的双耳板式方钢管（1）与H型钢梁（2）可变梁高装配式节点，其特征在于：所述耳板（3）对称焊接于 方钢管柱（1）两侧，与柱子外边缘对齐，并通过高强螺栓（7）与上下连接件（5,6）联系。
3.根据权利要求1-2任意一项所述的双耳板式方钢管（1）与H型钢梁（2）可变梁高装配式节点，其特征在于：所述端板（4）与H型梁（2）焊接连接，H型钢梁（2）上下翼缘分别与上下连接件（5,6）联系。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的双耳板式方钢管（1）与H型钢梁（2）可变梁高装配式节点，其特征在于：所述H型梁（2）不需要进行切割和截面修剪，可直接进行安装，施工非常方便。
5.根据权利要求1所述的双耳板式方钢管（1）与H型钢梁（2）可变梁高装配式节点，其特征在于：所述上连接件（5）包括上翼缘连接部分（5.1）和耳板连接部分（5.2），所述耳板连接部分（5.2）垂直于上翼缘连接部分（5.1），二者形成槽型，宽度等于柱子宽度与耳板厚度的差值，上翼缘连接部分（5.1）正好卡在两块耳板（3）之间，形成可靠连接。
6.根据权利要求1所述的双耳板式方钢管（1）与H型钢梁（2）可变梁高装配式节点，其特征在于：所述下连接件（6）包括下翼缘连接部分（6.1）、耳板连接部分（6.2）和肋（6.3），所述耳板连接部分（6.2）垂直于上翼缘连接部分（6.1），二者形成槽型，宽度等于柱子宽度与耳板厚度的差值，下翼缘连接部分（6.1）正好卡在两块耳板（3）之间，所述下翼缘连接部分（6.1）和耳板连接部分（6.2）分别通过高强螺栓（7）与H型梁（2）的下翼缘和耳板（3）连接，所述肋（6.3）焊接在下连接件（6）上。
7.根据权利要求1所述的双耳板式方钢管（1）与H型钢梁（2）可变梁高装配式节点，其特征在于：所述耳板（3）下部开有长圆孔（8），与下连接件耳板连接部分（6.2）相连的螺栓在其内部可上下自由滑动，使得梁高可在一定范围内变化，增加了节点的通用性，大大提高了施工定位和安装的效率。
8.根据权利要求1-7所述的双耳板式方钢管（1）与H型钢梁（2）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，在工厂里预制耳板（3）、端板（4）、上连接件（5）和下连接件（6）；
步骤二，在工厂将耳板（3）焊接在节点区方钢管柱段（1）相应标高处，端板（4）焊接在节点区H型梁段（2）端部；
步骤三，在节点区H型梁段（2）对应位置开连接孔；
步骤四，将节点区方钢管柱段（1）和耳板（3）、节点区H型梁段（2）和端板（4）、上连接件（5）、下连接件（6）运至施工现场；
步骤五，按照设计标高将下连接件（6）和耳板（3）通过高强螺栓（7）连接；
步骤六，将下连接件（6）与节点区H型梁（2）下翼缘通过高强螺栓（7）连接；
步骤七，将上连接件（5）与节点区H型梁（2）上翼缘和耳板（3）通过高强螺栓（7）连接。
9.根据权利要求8所述的双耳板式方钢管（1）与H型钢梁（2）可变梁高装配式节点的施工方法，其特征在于：所述步骤五、步骤六和步骤七中的高强螺栓（7）为承压型高强螺栓。
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