CN104213645B - H型钢梁‑柱弱轴连接顶底角钢节点及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种H型钢梁‑柱弱轴连接顶底角钢节点及制备方法。其中，H型钢梁‑柱弱轴连接顶底角钢节点为：H型钢柱上焊接有T形组合体，T形组合体上对称设有角钢，角钢与H型钢梁固定连接，T形组合体底部焊接有托板，H型钢柱、T形组合体及托板围成的两个空间内填充有混凝土填充料。其制备方法包括以下步骤：由节点板、加劲板焊接T形组合体；在节点板外侧焊接两个角钢；将T形组合体、托板焊接于H型钢柱上；用高强螺栓连接角钢、H型钢梁；在节点域长方体区域灌注混凝土。本发明充分利用了钢与混凝土各自的优势，抗震性能好，承载能力强，施工简单方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种H型钢梁-柱弱轴连接顶底角钢节点及制备方法，属于建筑结构工程领域。
背景技术
钢框架是一种安全可靠、轻质高强、施工快捷的结构体系，已在建筑结构工程中得到广泛的应用。在地震灾害中，由于设计和施工的不合理，框架节点常易出现先于结构构件的破坏，致使结构抗震性能无法满足抗震设计的要求。一般情况下，钢框架体系纵横两个方向均为框架，即H型钢柱的强轴和弱轴均存在与H型钢梁的连接。但是，由于H型钢梁柱弱轴连接存在分析、设计和安装的困难，目前针对H型钢梁柱弱轴节点的研究较少，可投入实际使用的节点更是数量有限。因此，一种既能满足承载能力和抗震性能要求，施工安装又简单可行的新型H型钢梁-柱弱轴连接节点非常必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种既能满足承载能力和抗震性能要求，施工安装又简单可行的H型钢梁-柱弱轴连接顶底角钢节点及其制备方法。
本发明采用的技术方案是：一种H型钢梁-柱弱轴连接顶底角钢节点，包括H型钢柱，其特征在于：H型钢柱上焊接有T形组合体，T形组合体上对称设有角钢，角钢与H型钢梁固定连接，所述T形组合体底部焊接有托板，所述H型钢柱、T形组合体及托板围成的两个空间内填充有混凝土填充料。
所述T形组合体由节点板及加劲板垂直焊接组成，所述加劲板为梯形，梯形加劲板短底边设置于节点板竖向中线处，长底边设置于H型钢柱腹板竖向中线处，加劲板与节点板、H型钢柱腹板均垂直，所述节点板两端与H型钢柱翼缘平齐焊接。
所述角钢由两个结构相同的顶角钢和底角钢组成，角钢一肢上设有双排布置的高强螺栓孔，双排高强螺栓孔以H型钢梁的腹板为对称轴对称设置，所述H型钢梁的腹板与加劲板位置相对应，角钢与H型钢梁通过高强螺栓固定，角钢另一肢与T形组合体上的节点板焊接，对称设置的角钢与H型钢梁过盈配合，H型钢梁与节点板之间有一定的间隙。
所述托板为整体托板，或由两块托板组成。
所述H型钢梁或H型钢柱为焊接或热轧H型钢。
所述高强螺栓为大六角高强螺栓或扭剪型高强螺栓。
所述角钢为等边或不等边角钢。
所述混凝土填充料为普通混凝土。
本发明还提供了一种H型钢梁-柱弱轴连接顶底角钢节点的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1，在所述节点板竖向中线位置焊接加劲板：加劲板为梯形，梯形短底边长度与节点板长度相等，短底边与节点板焊接，使加劲板与节点板相互垂直，二者构成T形组合体；
步骤2，在所述H型钢柱上焊接节点板：将所述T形组合体中的节点板两边焊接在所述H型钢柱的两个翼缘上，使节点板外表面与所述H型钢柱两个翼缘外缘平齐；
步骤3，在所述H型钢柱上焊接梯形加劲板：梯形加劲板长底边焊接在所述H型钢柱的腹板上，焊接从梯形加劲板长底边外端向长底边中点延伸，在施焊空间允许的情况下，应尽量使焊缝趋近于长底边中点位置，以避免焊缝长度不足带来的焊接强度不足；
步骤4，在所述H型钢柱上焊接托板：将托板与H型钢柱进行焊接，使托板紧贴于节点板下缘且与H型钢柱的腹板、两个翼缘均垂直；
步骤5，固定所述角钢及连接所述H型钢梁、H型钢梁柱：角钢为两个，分别为顶、底角钢，所述两个角钢对称设置于节点板上，角钢的一肢与节点板焊接，另一肢设有双排布置的高强螺栓孔，两排高强螺栓孔以H型钢梁的腹板为对称轴对称设置，所述H型钢梁腹板与加劲板位置相对应，角钢与H型钢梁通过高强螺栓固定，固定后H型钢梁与节点板之间有一定的间隙；
步骤6，填充混凝土填充料：将所述混凝土填充料填充于H型钢柱腹板与两个翼缘、节点板、托板、加劲板围成的两个长方体区域内，使混凝土填充料上缘与节点板上缘平齐，并将混凝土填充料振捣均匀。
比较现有的H型钢梁-柱弱轴连接顶底角钢节点，本发明具有以下优点：
一，由节点板、加劲板焊接而成的T形组合体一方面可以将H型钢梁-柱弱轴连接的位置调整到与H型钢柱翼缘外缘平齐的位置，为安装提供了空间，另一方面，加劲板的存在补强了节点板平面外刚度不足的弱点，提高了节点的整体刚度和承载力；
二，节点域中填充的混凝土填充料在整个结构受力的状态下以受压力为主，充分发挥了混凝土抗压强度高的特性，可有效延缓节点域各钢构件局部屈曲和鼓曲的发生，从而提高节点的抗震性能和承载能力；
三，该节点施工简单，有效减少了节点核心受力构件的高空施焊作业，易于保证施工质量。
附图说明
图1为本发明节点主视图；
图2为图1的A-A剖面图；
图3为图2的B-B剖面图。
1—节点板；2—加劲板；3—托板；4—角钢：5—混凝土填充料；6—H型钢柱翼缘；7—H型钢柱腹板；8—H型钢梁翼缘；9—H型钢梁腹板；10—高强螺栓孔。
具体实施方式
本发明中，H型钢柱由H型钢柱腹板7和设置于H型钢柱腹板7两端的两个H型钢柱翼缘6构成，H型钢梁由钢腹板9和设置于梁腹板9两端的两个H型钢梁翼缘8构成。在两个H型钢柱翼缘6之间，与H型钢柱翼缘6外缘平齐的位置焊接有节点板1。节点板1内侧竖向中线位置焊接有加劲板2，节点板与加劲板相互垂直。加劲板2为梯形，其中梯形短底边与节点板1焊接，长底边与H型钢柱腹板7焊接。角钢4为两个结构相同的顶角钢和底角钢组成，位于上方的是顶角钢，下方的是底角钢，角钢4的一肢上设有双排布置的高强螺栓孔10，两排高强螺栓孔10以H型钢梁腹板9为对称设置，所述H型钢梁腹板9与加劲板2位置相对应，角钢4与H型钢梁通过高强螺栓固定，角钢4的另一肢与T形组合体上的节点板1焊接，每个角钢4均与两个H型钢梁翼缘8的位置相对应，并使得H型钢梁可恰好插入到两角钢4之间，两个角钢4长度均与两个H型钢梁翼缘8宽度相同。两块托板3焊接于H型钢柱上，两块托板3与节点板1下缘平齐，并与H型钢柱腹板7、两个H型钢柱翼缘6、加劲板5垂直，且以加劲板5为对称轴对称。两个H型钢柱翼缘6、H型钢柱腹板7、节点板1、托板3、加劲板2共同围成的两个长方体内填充有混凝土填充料5。
上述H型钢梁-柱连接节点的具体制备方法包括以下步骤：
步骤1，在节点板1竖向中线位置焊接加劲板2：加劲板2为梯形，梯形短底边长度与节点板1长度相等，短底边与节点板1焊接，使加劲板2与节点板1相互垂直，二者构成T形组合体；
步骤2，在所述H型钢柱上焊接节点板：将所述T形组合体中的节点板两边焊接在两个H型钢柱翼缘6上，使节点板1外表面与所述两个H型钢柱翼缘6外缘平齐；
步骤3，在所述H型钢柱上焊接梯形加劲板：梯形加劲板长底边焊接在所述H型钢柱腹板上，焊接从梯形加劲板长底边外端向长底边中点延伸，在施焊空间允许的情况下，应尽量使焊缝趋近于长底边中点位置，以避免焊缝长度不足带来的焊接强度不足；
步骤4，在所述H型钢柱上焊接托板：将托板与H型钢柱进行焊接，使托板紧贴于节点板下缘且与H型钢柱腹板、两个翼缘均垂直；
步骤5，固定角钢4及连接所述H型钢梁、H型钢梁柱：所述角钢4为两个，分别为顶、底角钢，其长度与两个H型钢梁翼缘8宽度相同，两个角钢4以节点板1横向中线为对称轴对称设置于节点板1上，使得H型钢梁可恰好插入到两个角钢4之间，角钢4的一肢与节点板1焊接，另一肢设有双排布置的高强螺栓孔10，两排高强螺栓孔10以H型钢梁腹板9为对称轴对称设置，所述H型钢梁腹板9与加劲板2位置相对应，角钢4与H型钢梁通过高强螺栓固定，固定后H型钢梁与节点板1之间有一定的间隙；
步骤6，填充混凝土填充料5：将所述混凝土填充料5填充于H型钢柱腹板7与两个H型钢柱翼缘6、节点板1、托板3、加劲板2围成的两个长方体区域内，使混凝土填充料5上缘与节点板1上缘平齐，并将混凝土填充料5振捣均匀。
以上所述，仅是本发明的较佳实施方法，并非对本发明做任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施方法所做的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (5)
1.一种H型钢梁-柱弱轴连接顶底角钢节点，包括H型钢柱，其特征在于：H型钢柱上焊接有由节点板（1）及加劲板（2）垂直焊接组成的T形组合体，所述节点板（1）两端与H型钢柱翼缘（6）平齐焊接，所述加劲板（2）为梯形，梯形加劲板（2）短底边设置于节点板（1）竖向中线处，长底边设置于H型钢柱腹板（7）竖向中线处，加劲板（2）与节点板（1）、H型钢柱腹板（7）均垂直， T形组合体上对称设有角钢（4），角钢（4）与H型钢梁固定连接，所述T形组合体底部焊接有托板（3），所述H型钢柱、T形组合体及托板（3）围成的两个空间内填充有混凝土填充料（5）；
其中制备方法包括以下步骤：
步骤1），在所述节点板（1）竖向中线位置焊接加劲板（2）：加劲板（2）为梯形，梯形短底边长度与节点板（1）长度相等，短底边与节点板（1）焊接，使加劲板（2）与节点板（1）相互垂直，二者构成T形组合体；
步骤2），在所述H型钢柱上焊接节点板（1）：将所述T形组合体中的节点板（1）两边焊接在所述H型钢柱的两个翼缘（6）上，使节点板（1）外表面与所述H型钢柱两个翼缘（6）外缘平齐；
步骤3），在所述H型钢柱上焊接梯形加劲板（2）：梯形加劲板（2）长底边焊接在所述H型钢柱的腹板（7）上，焊接从梯形加劲板（2）长底边外端向长底边中点延伸，在施焊空间允许的情况下，应尽量使焊缝趋近于长底边中点位置，以避免焊缝长度不足带来的焊接强度不足；
步骤4），在所述H型钢柱上焊接托板（3）：将托板（3）与H型钢柱进行焊接，使托板（3）紧贴于节点板（1）下缘且与H型钢柱的腹板（7）、两个翼缘（6）均垂直；
步骤5），固定所述角钢（4）及连接所述H型钢梁、H型钢柱：角钢（4）为两个，分别为顶、底角钢，所述两个角钢（4）对称设置于节点板（1）上，角钢（4）的一肢与节点板（1）焊接，另一肢设有双排布置的高强螺栓孔（10），两排高强螺栓孔（10）以H型钢梁的腹板（9）为对称轴对称设置，所述H型钢梁腹板（9）与加劲板（2）位置相对应，角钢（4）与H型钢梁通过高强螺栓固定；
步骤6），混凝土填充料（5）：将所述混凝土填充料（5）填充于H型钢柱腹板（7）与两个翼缘（6）、节点板（1）、托板（3）、加劲板（2）围成的两个长方体区域内，使混凝土填充料（5）上缘与节点板（1）上缘平齐，并将混凝土填充料（5）振捣均匀。
2.按照权利要求1所述的H型钢梁-柱弱轴连接顶底角钢节点，其特征在于：角钢（4）为两个，分别为顶、底角钢，角钢（4）一肢上设有双排布置的高强螺栓孔（10），两排高强螺栓孔（10）以H型钢梁的腹板（9）为对称轴对称设置，所述H型钢梁的腹板（9）与加劲板（2）位置相对应，角钢（4）与H型钢梁通过高强螺栓固定，角钢（4）另一肢与T形组合体上的节点板（1）焊接。
3.按照权利要求1所述的H型钢梁-柱弱轴连接顶底角钢节点，其特征在于：对称设置的角钢（4）与H型钢梁过盈配合，H型钢梁与节点板（1）之间有一定的间隙。
4.按照权利要求1所述的H型钢梁-柱弱轴连接顶底角钢节点，其特征在于：所述托板（3）为整体托板，或由两块托板组成。
5.按照权利要求1、或2所述的H型钢梁-柱弱轴连接顶底角钢节点，其特征在于：所述H型钢梁或H型钢柱均为焊接或热轧H型钢。
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