CN106013428B - 装配式支撑钢框架柱端拼接节点结构 - Google Patents

装配式支撑钢框架柱端拼接节点结构 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种装配式支撑钢框架柱端拼接节点结构，装配式支撑钢框架柱端拼接节点结构位于两个装配式支撑钢框架之间，支撑钢框架I位于节点下部，支撑钢框架II位于节点上部。支撑钢框架由H形柱、H形梁和支撑组成。支撑钢框架I在H形柱顶部焊接端板，H形柱与H形梁节点处设置加劲肋，H形柱上焊接水平加劲肋，H形柱端板与H形柱水平加劲肋之间设置竖直加劲肋，H形梁上焊接加劲肋，H形梁上部翼缘开螺栓孔。支撑钢框架II在H形柱底部焊接端板，H形柱底部焊接H形拼接梁，H形拼接梁上焊接加劲肋，H形拼接梁下部翼缘开螺栓孔，H形柱与H形拼接梁节点设置加劲肋，H形柱上焊接水平加劲肋，H形柱端板与H形柱水平加劲肋之间设置竖直加劲肋。

Description

装配式支撑钢框架柱端拼接节点结构
技术领域
本发明属于预制装配式建筑钢结构施工技术领域，尤其涉及一种支撑钢框架柱端拼接节点结构
背景技术
建筑业是国民经济的重要物质生产部门，与整个国家经济的发展、人们生活的改善有着密切的关系。近年来，随着建筑业改革的不断深化，建筑业持续快速发展，物质技术基础显著增强，人口红利逐渐消失，节能环要求越来越高，以低廉的劳动力价格为基础的现场施工生产方式正日益受到挑战。而预制装配式建筑施工速度快、建设周期短、劳动力需求小、环境污染少。因此，建筑预制装配化是我国建筑业发展的一个大趋势。
与其他结构形式相比，钢结构工业化程度高，采用标准化生产、机械化施工，更易于应用于装配化建筑。传统的钢框架结构抗侧刚度低，将支撑引入钢框架组成支撑钢框架可以弥补钢框架结构抗侧刚度低的不足，以一层或多层支撑钢框架为一个单元在工厂进行预制，在支撑钢框架的柱端设置拼接节点，现场进行螺栓连接，可将支撑钢框架应用于装配式建筑中。
现有钢框架柱之间的拼接多位于柱中的位置，由于支撑钢框架中存在支撑，将拼接节点设置于支撑钢框架柱中部的位置会增加现场施工工作量，假设能实现将拼接节点设置于支撑钢框架柱端可以提高装配化程度。
现有钢框架柱拼接节点采用焊接连接、拼接板连接和端板连接等方式。其中，焊接节点在保证安全的前提下更省材料，但现场施工工作量大，不适应工业化建筑的发展需求；采用拼接板连接将影响支撑钢框架与周围梁的连接；因支撑钢框架柱端内力较大，仅采用现有端板连接无法满足承载力需求。因此现有拼接节点形式无法满足要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是针对现有技术中存在的上述不足，为此提供一种同时满足预制装配安装要求和多层建筑承载性能要求的装配式支撑钢框架柱端拼接节点结构，传力明确、构造合理、在地震、风等外荷载作用下满足承载要求，又便于加工制造、施工简便、易于拼装。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明给出的技术方案为：
一种装配式支撑钢框架柱端拼接节点结构，支撑钢框架主要由H形柱1、H形梁2和支撑3组成，其特征在于，节点位于下上两个装配式支撑钢框架之间，其中：
在下部的支撑钢框架部分：
在H形柱1顶部焊接端板7，每一侧的H形柱均有两个端板7，分别焊接在H形柱腹板1-4两侧，端板7与H形柱翼缘1-5外侧平齐，端板7上表面与H形柱的端部平齐；
在H形柱1与H形梁2节点处设置加劲肋10；
在H形柱上焊接水平加劲肋9，水平加劲肋9下表面与H形梁2、H形柱1节点处加劲肋10底部平齐；
在H形柱端板7与H形柱水平加劲肋9之间设置竖直加劲肋8；
在H形梁2上焊接加劲肋，H形梁上部翼缘开螺栓孔；
在上部的支撑钢框架部分：
在H形柱1底部焊接端板7，每一侧的H形柱1均有两个端板7，分别焊接在H形柱腹板1-4两侧，端板7与H形柱翼缘1-5外侧平齐，端板7下表面与H形柱的端部平齐；
在H形柱1底部焊接H形拼接梁6，H形拼接梁6由腹板6-4和翼缘6-5两部分组成，H形拼接梁6上焊接加劲肋，H形拼接梁6下部翼缘6-5开螺栓孔；
在H形柱1与H形拼接梁6节点设置加劲肋，加劲肋水平自由边处设置水平盖板11，加劲肋竖直自由边处设置竖向盖板12，水平盖板11和竖向盖板12与拼接梁翼缘6-5宽度相同；
在H形柱1上焊接水平加劲肋9，水平加劲肋9上表面与H形梁、H形柱节点处加劲肋水平盖板11上表面平齐；
在H形柱端板7与H形柱水平加劲肋9之间设置竖直加劲肋8。
通过以上技术方案，具有以下技术效果：
本发明装配式支撑钢框架柱端拼接节点结构中H形柱和H形梁节点处设置加劲肋，提高了节点区域的整体刚度；
H形拼接梁加强了节点承载力，H形柱端板和H形拼接梁的翼缘共同抵抗拉力和弯矩；
节点区设置的摩擦型高强螺栓可以有效抵抗节点区的剪力。
故，以上结构设计使得本发明具有传力明确、构造合理，施工简便、易于拼装拆卸等多种优点，满足预制装配安装要求和多层建筑承载性能要求。
附图说明
图1实施例1为装配式支撑钢框架示意图；
图2为本发明中各个H形构件(包括H形柱、H形梁和H形拼接梁)示意图；
图3为实施例1装配式支撑钢框架拼接节点A示意图；
图4为图3的左视图；
图5为图3的X-X剖面图；
元件标号说明：
1 H形柱
1-4 H形柱腹板
1-5 H形柱翼缘
2 H形梁
2-4 H形梁腹板
2-5 H形梁翼缘
3 支撑
4 腹板
5 翼缘
6 H形拼接梁
6-4 H形拼接梁腹板
6-5 H形拼接梁翼缘
7 H形柱端板
8 H形柱竖直加劲肋
9 H形柱水平加劲肋
10 梁柱节点加劲肋
11 水平盖板
12 竖直盖板
13 H形梁加劲肋
14 H形拼接梁加劲肋
15 高强螺栓
具体实施方式
实施例1
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
一种装配式支撑钢框架柱端拼接节点结构，其结构表征为：
装配式支撑钢框架柱端拼接节点结构(简称节点)位于两个装配式支撑钢框架(简称支撑钢框架)之间，如图1所示，支撑钢框架I位于节点下部，支撑钢框架II位于节点上部。如图1所示，所述支撑钢框架由H形柱1、H形梁2和支撑3组成，
皆知，本领域任何H形柱和H形梁均由腹板4和翼缘5两部分组成,如图2所示。
支撑钢框架I在H形柱顶部焊接端板7，每一侧的H形柱均有两个端板7，分别焊接在H形柱腹板1-4两侧，端板7与H形柱翼缘1-5外侧平齐，端板7上表面与H形柱的端部(所谓端部，是指H形构造的两个尽头之一)平齐。
支撑钢框架I在H形柱与H形梁节点处设置加劲肋10。
支撑钢框架I在H形柱上焊接水平加劲肋9，水平加劲肋9下表面与H形梁2、H形柱1节点处加劲肋10底部平齐。
支撑钢框架I在H形柱端板7与H形柱水平加劲肋9之间设置竖直加劲肋8。
支撑钢框架I在H形梁2上焊接加劲肋，H形梁上部翼缘开螺栓孔。
支撑钢框架II在H形柱1底部焊接端板7，每一侧的H形柱1均有两个端板7，分别焊接在H形柱腹板1-4两侧，端板7与H形柱翼缘1-5外侧平齐，端板7下表面与H形柱的端部平齐。
支撑钢框架II在H形柱1底部焊接H形拼接梁6，H形拼接梁6由腹板6-4和翼缘6-5两部分组成，H形拼接梁6上焊接加劲肋，H形拼接梁6下部翼缘6-5开螺栓孔。
支撑钢框架II在H形柱1与H形拼接梁6节点设置加劲肋，加劲肋水平自由边处设置水平盖板11，加劲肋竖直自由边处设置竖直盖板12，水平盖板11和竖直盖板12与拼接梁翼缘6-5宽度相同。
支撑钢框架II在H形柱1上焊接水平加劲肋9，水平加劲肋9上表面与H形梁、H形柱节点处加劲肋水平盖板11上表面平齐。
支撑钢框架II在H形柱端板7与H形柱水平加劲肋9之间设置竖直加劲肋8。
进一步地，支撑钢框架I与支撑钢框架II采用螺栓15连接。
进一步地，所述H形柱采用H型钢或焊接工字钢制成。
进一步地，所述H形梁采用H型钢或焊接工字钢制成。
进一步地，所述H形拼接梁采用H型钢或焊接工字钢制成。
进一步地，端板与H形柱、端板与H形柱竖直加劲肋、拼接梁与H形柱之间均采用全熔透对接焊缝连接。
进一步地，加劲肋与H形梁、加劲肋与H形拼接梁采用全熔透对接焊缝连接，加劲肋位置应与螺栓孔相适应。
进一步地，所有螺栓均采用摩擦型高强螺栓。
请参阅图1至图5。须知，本说明书所附图示所绘的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
参阅图1所示，显示为两个标准的支撑钢框架，一二层为支撑钢框架I，三四层支撑钢框架II，支撑钢框架由H形柱、H形梁、支撑组成。
参阅图2所示，显示为H形柱、H形梁和H形拼接梁等H形构件的示意图，H形构件由腹板4、翼缘5组成。
参阅图3、图4及图5所示，显示为装配式支撑钢框架柱端拼接节点结构的示意图、左视图、剖面图。H形柱端板7、H形柱竖向加劲肋8、H形柱水平加劲肋9通常与H形柱翼缘1-4外侧平齐。支撑钢框架II中的梁柱节点加劲肋10，在水平自由边处设置水平盖板11，在竖直自由边处设置竖向盖板12。H形梁加劲肋13、H形拼接梁加劲肋14上下对齐且通常位于两个螺栓孔中间位置，最右侧的H形拼接梁加劲肋14右侧外表面与拼接梁6右端平齐。
装配式支撑钢框架柱端拼接节点结构的具体实施步骤为：
工厂完成支撑钢框架I与支撑钢框架II的制作。H形柱端板7的螺孔数为两个，H形拼接梁6的长度以及螺栓孔的数量、尺寸和排布方式，在满足规范要求的前提下，可根据实际承载力需求确定。本实施例中，H形拼接梁6下部翼缘的两侧均设置3个螺孔，共6个螺孔。
按照设计规格，将工厂预制好的支撑钢框架吊升至相应的安装位置，通过螺栓固定，同时需设置面外临时支撑。
综上所述，本发明装配式支撑钢框架柱端拼接节点结构在保证承载性能的前提下，还具有传力明确、构造合理，施工简便、易于拼装等多种优点，满足预制装配安装要求和多层建筑承载性能要求。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (1)

1.一种装配式支撑钢框架柱端拼接节点结构，支撑钢框架主要由H形柱(1)、H形梁(2)和支撑(3)组成，其特征在于，节点位于下上两个装配式支撑钢框架之间，其中：
在下部的支撑钢框架部分：
在H形柱(1)顶部焊接端板(7)，每一侧的H形柱均有两个端板(7)，分别焊接在H形柱腹板(1-4)两侧，端板(7)与H形柱翼缘(1-5)外侧平齐，端板(7)上表面与H形柱的端部平齐；
在H形柱(1)与H形梁(2)节点处设置加劲肋(10)；
在H形柱上焊接水平加劲肋(9)，水平加劲肋(9)下表面与H形梁(2)、H形柱(1)节点处加劲肋(10)底部平齐；
在H形柱端板(7)与H形柱水平加劲肋(9)之间设置竖直加劲肋(8)；
在H形梁(2)上焊接加劲肋，H形梁上部翼缘开螺栓孔；
在上部的支撑钢框架部分：
在H形柱(1)底部焊接端板(7)，每一侧的H形柱(1)均有两个端板(7)，分别焊接在H形柱腹板(1-4)两侧，端板(7)与H形柱翼缘(1-5)外侧平齐，端板(7)下表面与H形柱的端部平齐；
在H形柱(1)底部焊接H形拼接梁(6)，H形拼接梁(6)由腹板(6-4)和翼缘(6-5)两部分组成，H形拼接梁(6)上焊接加劲肋，H形拼接梁(6)下部翼缘(6-5)开螺栓孔；
在H形柱(1)与H形拼接梁(6)节点设置加劲肋，加劲肋水平自由边处设置水平盖板(11)，加劲肋竖直自由边处设置竖向盖板(12)，水平盖板(11)和竖向盖板(12)与拼接梁翼缘(6-5)宽度相同；
在H形柱(1)上焊接水平加劲肋(9)，水平加劲肋(9)上表面与H形梁、H形柱节点处加劲肋水平盖板(11)上表面平齐；
在H形柱端板(7)与H形柱水平加劲肋(9)之间设置竖直加劲肋(8)。
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Assignee: TONGJI ARCHITECTURAL DESIGN (Group) Co.,Ltd.

Assignor: TONGJI University

Contract record no.: X2021980004660

Denomination of invention: Column end splicing joint structure of fabricated braced steel frame

Granted publication date: 20180413

License type: Exclusive License

Record date: 20210611