CN104863266A - 箱形柱-工形梁预制装配式高延性梁柱节点 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种箱形柱-工形梁预制装配式高延性梁柱节点，其特征在于，端板与工形梁采用全焊接连接，端板与箱形柱的壁板采用螺栓连接。箱形钢柱内部与螺栓孔对应位置焊接套筒，螺栓预先置于套筒内。现场拼接时螺栓通过螺栓孔从套筒内抽出后安装螺母。该节点允许构件在工厂预制而现场只进行螺栓拼装作业；螺栓连接位置在柱表面，因而不影响结构的使用功能；可以通过调整螺栓布置方式、螺栓规格、端板厚度、柱壁板厚度、箱形柱内部横隔板和其他加劲板件的厚度和布置来调整节点的承载力、刚度和屈服模式，提高节点的延性和变形能力。

Description

箱形柱-工形梁预制装配式高延性梁柱节点

技术领域

本发明属于结构工程钢结构技术领域，尤其涉及箱形柱-工形梁预制装配式高延性梁柱节点。

背景技术

随着社会和经济的发展，在钢结构的设计和施工中对结构抗震性能的要求越来越高，对施工工期的要求越来越短。箱形柱是钢结构中重要的柱截面形式，由于其强轴与弱轴的性能差异较小或没有差异，在抗震要求较高的钢结构中应用越来越多。工形梁是钢结构中最常用的一种梁截面形式。目前箱形柱和工形梁之间的连接主要采用现场焊接，安装速度较慢，且节点的抗震性能受现场焊接质量影响很大；采用螺栓连接方式时，由于箱形柱一般不能在柱壁板与其他板件之间直接采用螺栓连接，通常需要在柱上预先焊接短梁，将短梁与工形梁进行连接，连接位置需离开柱表面一定距离，会在一定程度上影响结构的使用功能。如何在不影响结构使用功能的情况下在箱形柱与工形梁之间直接进行快速、可靠的螺栓连接，是工程实际中亟待解决的一个问题。

发明内容

针对箱形柱与工形梁之间如何直接进行快速、可靠的螺栓连接这一问题，本发明提供了一种箱形柱-工形梁预制装配式高延性梁柱节点。该节点允许构件在工厂预制，施工现场只需进行螺栓拼装作业而不需焊接，并且能提供良好的延性和变形能力。

本发明提供的梁柱节点包括：工形梁，由翼缘和腹板组成，端部带有端板，以及箱形柱，其具有四块柱壁板；所述端板与对应的所述柱壁板通过螺栓连接；其中所述端部预先焊接所述端板，所述端板采用平齐式、一端外伸式或两端外伸式

箱形柱内部设有多个螺栓孔，在所述螺栓孔的各自对应位置预先焊接套筒，并且在所述套筒内预先放置螺栓用来连接所述端板与所述柱壁板。现场拼接时螺栓通过柱壁板和端板上的螺栓孔从套筒内抽出后安装螺母。

所述箱形柱可采用焊接箱形柱，也可采用轧制或冷成型箱形柱。箱形柱的内部可根据需要采用或不采用横隔板、以及其他布置方式的加劲板件。

当所述箱形柱采用焊接箱形柱时，先将螺栓布置在套筒内，将除横隔板之外的其他加劲板件、布置有螺栓的套筒与相应柱壁板焊接，然后将其中三块柱壁板焊接为槽形，进行横隔板与槽形的三面柱壁板的焊接，然后再焊接最后一面柱壁板，最后一面柱壁板与横隔板之间采用熔嘴电渣焊进行焊接。

当所述箱型柱采用轧制或冷成型箱形柱时，一种技术方案为在四块柱壁板之一上开洞口，通过所开洞口完成柱内部螺栓布置、套筒焊接和横隔板焊接、以及其他布置方式的加劲板件的焊接，然后焊接钢板将洞口补全；另一种技术方案为，将箱形柱在适当的位置截断，通过断口完成柱内部的螺栓布置、套筒焊接和横隔板焊接、以及其他布置方式的加劲板件的焊接，最后再将箱形柱的各截断部分焊接拼接。

所述端板可根据需要采用平齐式、一端外伸式或两端外伸式；当所述端板采用一端外伸式或两端外伸式时，端板外伸部分可根据需要采用或不采用加劲肋。

有益作用：(1)梁、柱构件可以在工厂预制，现场只需要进行螺栓拼接而不需要进行焊接，便于快速施工且避免了焊接缺陷对节点抗震性能的不利影响；

(2)端板直接与柱翼缘通过螺栓连接，避免了在梁中间进行螺栓连接对结构使用功能的影响；

(3)套筒可以保证运输和安装过程中螺栓不会脱落；

(4)可以通过调整螺栓布置方式、螺栓规格、端板厚度、柱壁板厚度、箱形柱内部横隔板和其他加劲板件的厚度和布置来调整节点的承载力、刚度和屈服模式，提高节点的变形能力和延性。

附图说明

图1是根据本发明的一种具体实施方式描述箱形柱-工形梁预制装配式高延性梁柱节点的立体示意图。

图2是根据图1所示具体实施方式的侧视图。

图3是根据图1所示具体实施方式的俯视图。

图4是根据图1所示具体实施方式的立面图。

图5是根据本发明的一种具体实施方式描述箱形柱的开洞口做法立体示意图。

图6是根据本发明的一种具体实施方式描述箱形柱的截断做法立体示意图。

具体实施方式

在对本发明作进一步描述之前，应当理解本发明并不局限于下述有关发明的具体实施方式。同时也应当理解，本文所使用的术语只是用于针对特定的实施方式进行描述，而不是用来对本申请要求保护的范围进行限制。

实施例1(参见图1、图2、图3、图4)：本实施例为一种箱形柱-工形梁预制装配式高延性梁柱节点。箱形柱1采用焊接箱形柱，由4块壁板11组成，在与梁连接的柱壁板11上根据需要开螺栓孔，螺栓31预先置于套筒13中，套筒13焊接在壁板11上与螺栓孔对应的位置。柱内可根据需要采用或不采用横隔板12。不采用横隔板12时，将四面柱壁板11焊接成箱形柱1；采用横隔板12时，将三面柱壁板11焊接成槽形，将横隔板12与槽形的三面柱壁板11焊接，再焊接最后一面柱壁板11组成箱形柱1，最后一面柱壁板11与横隔板12通过熔嘴电渣焊完成焊接。工形梁2由翼缘21和腹板22组成，端部焊接端板23，端板23上根据需要开螺栓孔。端板23可以采用平齐式、一端外伸式或两端外伸式，当端板23采用外伸式时，外伸部分根据需要可以采用或不采用加劲肋24。现场拼装时，螺栓31通过壁板11和端板23上的螺栓孔伸出，安装螺母32。

实施例2(参见图2、图3、图4、图5)：箱形柱1采用轧制或冷成型箱形柱，由4块壁板11组成，在与梁连接的柱壁板11上根据需要开螺栓孔。在某一块柱壁板11上开一合适大小的洞口(如图5所示)，螺栓31预先置于套筒13中，套筒13通过所开洞口焊接在壁板11内侧与螺栓孔对应的位置。柱内可根据需要采用或不采用横隔板12，采用横隔板12时，通过所开洞口焊接横隔板12，然后焊接适宜大小的钢板将洞口补全。工形梁2由翼缘21和腹板22组成，端部焊接端板23，端板23上根据需要开螺栓孔。端板23可以采用平齐式、一端外伸式或两端外伸式，当端板23采用外伸式时，外伸部分根据需可以采用或不采用加劲肋24。现场拼装时，螺栓31通过壁板11和端板23上的螺栓孔伸出，安装螺母32。

实施例3(参见图2、图3、图4、图6)：箱形柱1采用轧制或冷成型箱形柱，由4块壁板11组成，在与梁连接的柱壁板11上根据需要开螺栓孔。将箱形柱1在适宜的位置截断(如图6所示)。螺栓31预先置于套筒13中，套筒13通过断口焊接在壁板11上与螺栓孔对应的位置。柱内可根据需要采用或不采用横隔板12，采用横隔板12时，通过所述断口焊接横隔板12。将箱形柱1的各截断部分焊接拼接。工形梁2由翼缘21和腹板22组成，端部焊接端板23，端板23上根据需要开螺栓孔。端板23可以采用平齐式、一端外伸式或两端外伸式，当端板23采用外伸式时，外伸部分根据需可以采用或不采用加劲肋24。现场拼装时，螺栓31通过壁板11和端板23上的螺栓孔伸出，安装螺母32。

在上述说明书中针对一些优选实施方式进行了具体的描述，并且为说明之目的提供了一些技术细节，然而本领域的技术人员应该能够理解本发明可以有各种各样的变化和更多不同的实施方式，而且本文所描述的细节可以有相当的变化而不会偏离本发明的精神和主旨，从而应当属于本申请所要求保护的范围。

Claims (10)

1.箱形柱-工形梁预制装配式高延性梁柱节点，其特征在于,所述梁柱节点包括：工形梁，其端部带有端板，以及箱形柱，其具有柱壁板；所述端板与对应的所述柱壁板通过螺栓连接；其中所述端部预先焊接所述端板，所述端板采用平齐式、一端外伸式或两端外伸式。

2.根据权利要求1所述的节点，其进一步包括：在箱形柱内设有多个螺栓孔，在所述螺栓孔的各自对应位置预先焊接套筒，并且在所述套筒内预先放置螺栓用来连接所述端板与所述柱壁板。

3.根据权利要求1或2所述的节点，其中，在所述箱形柱内部设置一道或多道横隔板，或设置其他布置方式的其他加劲板件。

4.根据权利要求1或2所述的节点，其中所述箱形柱为焊接箱形柱，或者为轧制或冷成型箱形柱。

5.一种制作如权利要求1-4中任意一项所述节点的方法，其中所述箱形柱为焊接箱形柱，所述方法包括：先将三块柱壁板焊接为槽形进行操作，然后焊接第四块柱壁板。

6.根据权利要求5所述的方法，其进一步包括：先将螺栓布置在套筒内，将除横隔板之外的其他加劲板件、布置有螺栓的所述套筒与相应柱壁板焊接，然后将其中三块柱壁板焊接为槽形，进行横隔板与槽形的三面柱壁板的焊接；最后焊接第四块柱壁板，并与内部横隔板之间采用熔嘴电渣焊进行焊接连接。

7.一种制作如权利要求1-4中任意一项所述节点的方法，其中所述箱形柱采用轧制或冷成型箱形柱，所述方法包括：先在所述箱形柱的一块柱壁板上开洞口，然后通过所述洞口进行操作。

8.根据权利要求7所述的方法，其进一步包括：先在所述箱形柱的一块柱壁板上开洞口，然后通过所述洞口进行箱形柱内的套筒焊接和螺栓布置、横隔板和其他加劲板件的布置；最后用适宜大小的钢板将所述洞口焊接补全。

9.一种制作如权利要求1-4中任意一项所述节点的方法，其中所述箱形柱采用轧制或冷成型箱形柱，所述方法包括：先将所述箱形柱在适当位置截断，然后通过断口进行操作，最后将所述箱形柱的各截断部分焊接拼接。

10.根据权利要求9所述的方法，其进一步包括，通过所述断口进行横隔板与柱壁板的焊接、所述箱形柱内的套筒焊接和螺栓布置、横隔板和其他加劲板件的布置，最后将所述箱形柱的各截断部分焊接拼接。