CN105332422B - 一种适用于装配式钢结构体系的垂直外肋梁柱节点连接装置 - Google Patents

一种适用于装配式钢结构体系的垂直外肋梁柱节点连接装置 Download PDF

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Abstract

一种适用于装配式钢结构体系的垂直外肋梁柱节点连接装置，属于结构工程技术领域，包括带悬臂梁段的方钢柱、上翼缘外伸式H型钢梁和贴板；所述带悬臂梁段的方钢柱包括方钢柱、下翼缘外伸式H型悬臂钢梁和三角形垂直外肋；所述上翼缘外伸式H型钢梁通过将H型钢梁一部分下翼缘和对应腹板切割去除而形成；所述带悬臂梁段的方钢柱、上翼缘外伸式H型钢梁和贴板均在工厂预制，且在相应位置留有螺栓孔，施工现场将所述带悬臂梁段的方钢柱和上翼缘外伸式H型钢梁搭接，上下翼缘用螺栓连接，腹板采用贴板螺栓连接；本发明的垂直外肋梁柱节点连接装置工厂加工方便，现场装配快捷，提高了施工速度和质量，同时本发明的节点具有良好抗震性能。

Description

一种适用于装配式钢结构体系的垂直外肋梁柱节点连接装置
技术领域
本发明涉及一种适用于装配式钢结构体系的垂直外肋梁柱节点连接装置，属于结构工程技术领域。
背景技术
装配式钢结构体系可以解决传统结构体系施工效率低下，污染严重，质量不易保证等不足，且能有效缓解我国钢铁行业产能严重过剩，住房需求过大的问题。中国作为世界上建筑规模、钢材产量最大的国家，房屋钢结构的发展严重滞后。
传统的钢结构住宅建筑施工时采用了大量的焊接，施工速度慢，对环境的污染严重，最重要的是焊缝的质量不宜控制，严重影响建筑物的安全性能。有必要研发可用于快速装配的钢结构梁柱节点连接装置。
传统梁柱全焊节点中，梁上下翼缘及腹板与柱现场施焊，这种连接形式虽然为刚性连接，但节点延性差，地震中容易发生脆性破坏，且需要现场施焊，大大影响了施工速度与质量，不适用于装配式钢结构中，同时由于焊缝面积大，容易产生较大的残余应力，影响节点的受力性能。
对于传统的带悬臂梁段的钢结构梁柱节点连接装置，虽然国内外已经进行了一些研究工作，但是普遍针对的只有两种拼接形式，即腹板通过贴板用高强螺栓连接，翼缘通过盖板用高强螺栓连接或者焊接，这两种节点并不能适用于模块化装配式钢结构。
对于传统的带悬臂梁段的钢结构梁柱节点连接装置，大多设计为刚性连接，其破坏模式类似于普通的梁柱焊接节点，且对于方钢管柱的内隔板设置或者成本高昂，或者难于操作，而外环板会受室内建筑空间要求的限制，本发明提出的适用于装配式钢结构体系的垂直外肋梁柱节点连接装置通过设置三角形外肋有效解决了上述问题。
发明内容
本发明提出了一种属于结构工程技术领域的一种适用于装配式钢结构体系的垂直外肋梁柱节点连接装置。其目的在于在钢结构体系的生产和施工中，实现工厂加工方便，现场装配快捷，提高施工速度和质量，且具有良好抗震性能。
本发明的技术方案如下：
一种适用于装配式钢结构体系的垂直外肋梁柱节点连接装置，其特征在于：所述连接装置包括带悬臂梁段的方钢柱(1)、上翼缘外伸式H型钢梁(2)和贴板(3)；所述带悬臂梁段的方钢柱包括方钢柱(4)、下翼缘外伸式H型悬臂钢梁和三角形垂直外肋；所述上翼缘外伸式H型钢梁通过将H型钢梁一部分下翼缘和对应腹板切割去除而形成；所述下翼缘外伸式H型悬臂钢梁通过将H型钢梁一部分上翼缘和对应腹板切割去除而形成；所述带悬臂梁段的方钢柱、上翼缘外伸式H型钢梁和贴板均在工厂预制，且在相应位置留有螺栓孔，施工现场将所述带悬臂梁段的方钢柱和上翼缘外伸式H型钢梁搭接，上下翼缘用螺栓连接，腹板采用贴板螺栓连接。
所述的适用于装配式钢结构体系的垂直外肋梁柱节点连接装置，其特征在于：所述的方钢柱、下翼缘外伸式H型悬臂钢梁和垂直外肋在工厂焊接成为一体；所述上翼缘外伸式H型钢梁在工厂通过将H型钢梁一部分下翼缘和对应腹板切割去除而形成。
一种适用于装配式钢结构体系的垂直外肋梁柱节点连接装置，包括带悬臂梁段的方钢柱(1)、上翼缘外伸式H型钢梁(2)和贴板(3)；所述带悬臂梁段的方钢柱(1)包括方钢柱(4)、下翼缘外伸式H型悬臂钢梁(5)和垂直外肋；所述上翼缘外伸式H型钢梁(2)通过将H型钢梁一部分下翼缘和对应腹板切割去除而形成；所述下翼缘外伸式H型悬臂钢梁(5)通过将H型钢梁一部分上翼缘和对应腹板切割去除而形成；所述带悬臂梁段的方钢柱(1)、上翼缘外伸式H型钢梁(2)和贴板(3)均在工厂预制，且在相应位置留有螺栓孔，施工现场将所述带悬臂梁段的方钢柱(1)和上翼缘外伸式H型钢梁(2)搭接，上下翼缘用螺栓连接，腹板采用贴板(3)螺栓连接。
方钢柱(4)、下翼缘外伸式H型悬臂钢梁(5)和垂直外肋在工厂焊接成为一体；所述上翼缘外伸式H型钢梁(2)在工厂通过将H型钢梁一部分下翼缘和对应腹板切割去除而形成。
方钢柱(1)的翼缘板面垂直固定有下翼缘外伸式H型悬臂钢梁(5)，方钢柱(1)的翼缘板面和下翼缘外伸式H型悬臂钢梁(5)的上下翼缘分别与垂直外肋的垂直边进一步焊接；下翼缘外伸式H型悬臂钢梁(5)和上翼缘外伸式H型钢梁(2)的腹板上均设有螺栓孔，下翼缘外伸式H型悬臂钢梁(5)的上翼缘设有螺栓孔，外伸的下翼缘部分设有螺栓孔；上翼缘外伸式H型钢梁(2)下翼缘设有两排螺栓孔，外伸的上翼缘部分设有螺栓孔；连接时，将下翼缘外伸式H型悬臂钢梁(5)和上翼缘外伸式H型钢梁(2)搭接，上翼缘外伸式H型钢梁(2)外伸的上翼缘搭接在下翼缘外伸式H型悬臂钢梁(5)的上翼缘上，上翼缘外伸式H型钢梁(2)外伸的上翼缘上的螺栓孔与下翼缘外伸式H型悬臂钢梁(5)的上翼缘上的螺栓孔对应叠合，通过螺栓固定在一起；上翼缘外伸式H型钢梁(2)的腹板与下翼缘外伸式H型悬臂钢梁(5)的腹板对接，并通过贴板(3)固定连接在一起，其固定连接采用螺栓螺孔连接；上翼缘外伸式H型钢梁(2)下翼缘搭接在下翼缘外伸式H型悬臂钢梁(5)外伸的下翼缘上，上翼缘外伸式H型钢梁(2)外伸的下翼缘下的螺栓孔与上翼缘外伸式H型悬臂钢梁(5)的下翼缘上的螺栓孔对应叠合，通过螺栓固定在一起。
垂直外肋的厚度与方钢柱(4)的腹板厚度一样，垂直外肋与方钢柱(1)的腹板在同一平面。
所述的适用于装配式钢结构体系的垂直外肋梁柱节点连接装置，垂直外肋可使用矩形垂直外肋、三角形垂直外肋或者其他形状垂直外肋。如果是三角形垂直外肋，三角的两直角边分别与方钢柱(1)的翼缘板面和下翼缘外伸式H型悬臂钢梁(5)的上翼缘或下翼缘焊接在一起，每个下翼缘外伸式H型悬臂钢梁(5)对称分布四个三角形垂直外肋。如果是矩形垂直外肋，矩形垂直外肋的三个边分别与方钢柱(1)的翼缘板面和下翼缘外伸式H型悬臂钢梁(5)的上翼缘和下翼缘焊接在一起，每个下翼缘外伸式H型悬臂钢梁(5)对称分布两个矩形垂直外肋。
所述的适用于装配式钢结构体系的垂直外肋梁柱节点连接装置，所述上翼缘外伸式H型钢梁可在工厂在上下翼缘切割圆弧段形成削弱梁段而耗能，也可以不采用削弱梁段。
本发明的有益效果是：本发明提出的适用于装配式钢结构体系的垂直外肋梁柱节点连接装置通过设置三角形外肋或矩形垂直外肋有效解决了方钢管柱的内隔板设置或者成本高昂，或者难于操作，而外环板会受室内建筑空间要求的限制等问题。
本发明提出的适用于装配式钢结构体系的垂直外肋梁柱节点连接装置可通过螺栓滑移耗能或者设置在梁上设置削弱梁段实现屈服耗能。
本发明提出的适用于装配式钢结构体系的垂直外肋梁柱节点连接装置真正的实现了钢结构住宅的工厂化，模块化，装配化和标准化，充分发挥了钢结构住宅的优势。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明实施例1的梁柱节点构造示意图；
图2是本发明实施例1的带悬臂梁段的方钢柱分解图；
图3是本发明实施例1的梁柱节点分解图；
图4是本发明实施例2的梁柱节点构造示意图；
图5是本发明实施例2的梁柱节点分解图；
图6是本发明实施例3的梁柱节点构造示意图；
图7是本发明实施例3的梁柱节点分解图；
图中1.带悬臂梁段的方钢柱；2.上翼缘外伸式H型钢梁；3.贴板；4.方钢柱；5.下翼缘外伸式H型悬臂钢梁；6.三角形垂直外肋；7.矩形垂直外肋；8.带削弱段的上翼缘外伸式H型钢梁；
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明，但本发明并不限于以下实施例。
实施例1：
如附图1～3所示，本发明的一种适用于装配式钢结构体系的垂直外肋梁柱节点连接装置，包括带悬臂梁段的方钢柱1、上翼缘外伸式H型钢梁2和贴板3；所述带悬臂梁段的方钢柱1包括方钢柱4、下翼缘外伸式H型悬臂钢梁5和三角形垂直外肋6；所述上翼缘外伸式H型钢梁2通过将H型钢梁一部分下翼缘和对应腹板切割去除而形成；所述下翼缘外伸式H型悬臂钢梁5通过将H型钢梁一部分上翼缘和对应腹板切割去除而形成；所述带悬臂梁段的方钢柱1、上翼缘外伸式H型钢梁2和贴板3均在工厂预制，且在相应位置留有螺栓孔，施工现场将所述带悬臂梁段的方钢柱1和上翼缘外伸式H型钢梁2搭接，上下翼缘用螺栓连接，腹板采用贴板3螺栓连接。
方钢柱4、下翼缘外伸式H型悬臂钢梁5和三角形垂直外肋6在工厂焊接成为一体；所述上翼缘外伸式H型钢梁2在工厂通过将H型钢梁一部分下翼缘和对应腹板切割去除而形成。方钢柱1的翼缘板面通过三角形垂直外肋6将下翼缘外伸式H型钢梁5垂直在所述固定方钢柱1的翼缘板面；下翼缘外伸式H型悬臂钢梁5和上翼缘外伸式H型钢梁2的腹板上均设有螺栓孔，下翼缘外伸式H型悬臂钢梁5的上翼缘设有两排螺栓孔，外伸的下翼缘部分设有两排螺栓孔；上翼缘外伸式H型钢梁2下翼缘设有两排螺栓孔，外伸的上翼缘部分设有两排螺栓孔；连接时，将下翼缘外伸式H型悬臂钢梁5和上翼缘外伸式H型钢梁2搭接，上翼缘外伸式H型钢梁2外伸的上翼缘搭接在下翼缘外伸式H型悬臂钢梁5的上翼缘上，且上翼缘外伸式H型钢梁2外伸的上翼缘前端与方钢柱1翼缘板面衔接且齐平，上翼缘外伸式H型钢梁2外伸的上翼缘上的螺栓孔与下翼缘外伸式H型悬臂钢梁5的上翼缘上的螺栓孔对应叠合，通过螺栓固定在一起；上翼缘外伸式H型钢梁2的腹板与下翼缘外伸式H型悬臂钢梁5的腹板对接，并通过贴板3固定连接在一起，其固定连接采用螺栓；上翼缘外伸式H型钢梁2下翼缘搭接在下翼缘外伸式H型悬臂钢梁5外伸的下翼缘上，上翼缘外伸式H型钢梁2外伸的上翼缘下的螺栓孔与上翼缘外伸式H型悬臂钢梁5的下翼缘上的螺栓孔对应叠合，通过螺栓固定在一起。
实施例2：请参阅图4～图5，实施例1中的三角形垂直外肋6替换为矩形垂直外肋7。
实施例3：请参阅图6～图7，实施例1上翼缘外伸式H型钢梁2替换为带削弱段的上翼缘外伸式H型钢梁8(带削弱段为上翼缘外伸式H型钢梁2的上下翼缘的两边对称分别缺失一弧面)。
以上是本发明的三个典型实施例，本发明的实施不限于此。

Claims (5)

1.一种适用于装配式钢结构体系的垂直外肋梁柱节点连接装置，其特征在于：所述连接装置包括带悬臂梁段的方钢柱(1)、上翼缘外伸式H型钢梁(2)和贴板(3)；所述带悬臂梁段的方钢柱(1)包括方钢柱(4)、下翼缘外伸式H型悬臂钢梁(5)和垂直外肋；
方钢柱(1)的翼缘板面垂直固定有下翼缘外伸式H型悬臂钢梁(5)，方钢柱(1)的翼缘板面和下翼缘外伸式H型悬臂钢梁(5)的上下翼缘分别与垂直外肋的垂直边进一步焊接；下翼缘外伸式H型悬臂钢梁(5)和上翼缘外伸式H型钢梁(2)的腹板上均设有螺栓孔，下翼缘外伸式H型悬臂钢梁(5)的上翼缘设有螺栓孔，外伸的下翼缘部分设有螺栓孔；上翼缘外伸式H型钢梁(2)下翼缘设有两排螺栓孔，外伸的上翼缘部分设有螺栓孔；连接时，将下翼缘外伸式H型悬臂钢梁(5)和上翼缘外伸式H型钢梁(2)搭接，上翼缘外伸式H型钢梁(2)外伸的上翼缘搭接在下翼缘外伸式H型悬臂钢梁(5)的上翼缘上，上翼缘外伸式H型钢梁(2)外伸的上翼缘上的螺栓孔与下翼缘外伸式H型悬臂钢梁(5)的上翼缘上的螺栓孔对应叠合，通过螺栓固定在一起；上翼缘外伸式H型钢梁(2)的腹板与下翼缘外伸式H型悬臂钢梁(5)的腹板对接，并通过贴板(3)固定连接在一起，其固定连接采用螺栓螺孔连接；上翼缘外伸式H型钢梁(2)下翼缘搭接在下翼缘外伸式H型悬臂钢梁(5)外伸的下翼缘上，上翼缘外伸式H型钢梁(2)外伸的下翼缘下的螺栓孔与上翼缘外伸式H型悬臂钢梁(5)的下翼缘上的螺栓孔对应叠合，通过螺栓固定在一起；
垂直外肋的厚度与方钢柱(4)的腹板厚度一样，垂直外肋与方钢柱(1)的腹板在同一平面；
上翼缘外伸式H型钢梁(2)在上下翼缘切割圆弧段形成削弱梁段。
2.根据权利要求1所述的适用于装配式钢结构体系的垂直外肋梁柱节点连接装置，其特征在于：所述上翼缘外伸式H型钢梁(2)通过将H型钢梁一部分下翼缘和对应腹板切割去除而形成；所述下翼缘外伸式H型悬臂钢梁(5)通过将H型钢梁一部分上翼缘和对应腹板切割去除而形成。
3.根据权利要求1所述的适用于装配式钢结构体系的垂直外肋梁柱节点连接装置，其特征在于：所述的方钢柱(4)、下翼缘外伸式H型悬臂钢梁(5)和垂直外肋在工厂焊接成为一体。
4.根据权利要求1所述的适用于装配式钢结构体系的垂直外肋梁柱节点连接装置，其特征在于：垂直外肋使用矩形垂直外肋或三角形垂直外肋。
5.根据权利要求4所述的适用于装配式钢结构体系的垂直外肋梁柱节点连接装置，其特征在于：如果是三角形垂直外肋，三角的两直角边分别与方钢柱(1)的翼缘板面和下翼缘外伸式H型悬臂钢梁(5)的上翼缘或下翼缘焊接在一起，每个下翼缘外伸式H型悬臂钢梁(5)对称分布四个三角形垂直外肋；如果是矩形垂直外肋，矩形垂直外肋的三个边分别与方钢柱(1)的翼缘板面和下翼缘外伸式H型悬臂钢梁(5)的上翼缘和下翼缘焊接在一起，每个下翼缘外伸式H型悬臂钢梁(5)对称分布两个矩形垂直外肋。
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