CN106939706A - 一种抗倒塌加固梁柱节点结构 - Google Patents

一种抗倒塌加固梁柱节点结构 Download PDF

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王宇
张敬义
李世鹏
杨舜博
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    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G23/00—Working measures on existing buildings
    • E04G23/02—Repairing, e.g. filling cracks; Restoring; Altering; Enlarging
    • E04G23/0218—Increasing or restoring the load-bearing capacity of building construction elements

Abstract

本发明一种抗倒塌加固梁柱节点结构，包括沿竖向设置的柱和沿横向设置的梁，相邻所述柱和梁之间形成口字型结构，在所述口字型结构中交叉设置有第一连接板和第二连接板。对于整体结构而言，这种节点通过四片连接板将梁柱节点相连，增强了结构的整体性，从而可以有效地增强节点抵抗悬链线拉力的能力。相对于单独的每一根梁而言，这种连接相当于增强了节点区梁的上下翼缘，进而增大了节点区的抗弯和抗剪能力，符合结构性态设计的要求。

Description

一种抗倒塌加固梁柱节点结构
技术领域：
本发明涉及建筑工程技术领域，具体涉及一种抗倒塌加固梁柱节点结构。
背景技术：
现代轻钢房屋建筑体系诞生于二十世纪初，于二战期间得到快速发展，其间多用于对施工速度要求很高的战地机库、军营等。四十年代出现了门式刚架结构，六十年代开始大量应用由彩色压型板及冷弯薄壁型钢檩条组成的轻质围护体系。目前轻钢结构已成为发达国家的主要建筑结构形式，英国新建的非居住类房屋建筑中，90％的单层和60％的多层建筑都采用轻钢结构，美国在轻钢结构体系的分析、设计理论和方法及制造工艺上已经非常完善，开发了多种专利产品，其专用设计软件可在短时间内完成设计、绘图、工程量统计及工程报价，在制作上也实现了高度的标准化及工厂化。我国大面积应用轻型钢结构是从二十世纪八十年代初建设的宝山钢铁公司一期工程开始的。该工程采用热轧H型钢作为主承重骨架，并首次采用彩色压型钢板作为围护结构。此后以冶金建筑研究院为代表的一批科研院所及施工企业投入到了轻钢结构体系及其配套产品的研发中去，相继开发了轻钢建筑成套技术，以及H型钢、各种截面的冷弯薄壁型钢、压型板、夹芯板等配套生产线。九十年代国外的轻钢生产厂家将整套的结构体系推向我国市场，加之我国钢产量的提高，极大地推动了轻钢结构在我国的发展。目前国内常用的轻钢结构承重体系包括：焊接门式刚架结构体系、冷弯薄壁型钢结构体系、多层房屋钢结构体系、金属拱型波纹屋盖体系等。相关技术部门及施工单位已在轻钢结构的设计、制作和安装方面积累了一定的经验。另外钢结构无粉尘的干施工工艺及可回收并重复利用的特点，非常符合环保及可持续发展的时代主题，因此轻钢结构在我国显示出非常广阔的应用前景。
钢结构建筑由于具有施工速度快、结构延性好、质量轻等优点而被广泛地应用于工程建设中，其抵抗爆炸荷载或冲击荷载激励连续倒塌的能力越来越受到人们的重视。
钢结构的设计中，出于便于施工和强柱弱梁等方面的考虑，梁柱节点都是柱贯通而梁不贯通的，梁由节点连接在柱上，具体结构如图1所示。而在很多文献中，包括美国DOD和GSA规范中都已提到，节点是钢框架结构抗爆、抗倒塌的软肋，一旦节点丧失承载能力则必将导致结构倒塌。且图1为结构在正常使用情况下梁柱的受力状态，当结构遭到破坏时，结构的某个柱子丧失承载能力之后，结构的受力状态如图2所示。此时节点在恒荷载、轴力、弯矩、剪力共同作用下受力、变形情况十分复杂。
且目前节点的连接加固设计基本都是针对地震荷载的，而这种抗震的节点在结构倒塌过程中能起到多大作用还值得讨论。
美国抗倒塌节点加固时采用了节点四面焊接钢板及在梁腋处加肋等方法，这类方法虽然可以有效地控制倒塌过程中节点的破坏，但是其操作复杂，施工繁琐，工程造价相对较高，而且影响结构的建筑美观及使用。
因此，有必要设计一种更为安全、稳定的抗倒塌加固梁柱节点结构，以解决上述问题。
发明内容：
本发明的目的是提供一种解决目前抗倒塌加固梁柱节点施工繁琐、工程造价高、影响美观等难题的抗倒塌加固梁柱节点结构。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供的一种抗倒塌加固梁柱节点结构，包括沿竖向设置的柱和沿横向设置的梁，相邻所述柱和梁之间形成口字型结构，在所述口字型结构中交叉设置有第一连接板和第二连接板。
所述第一连接板和第二连接板均为钢制连接板。
所述第一连接板截断为两部分，每一部分截断的连接板分别焊接于第二连接板的两侧。
所述柱和所述梁均为工字钢结构。
所述第一连接板的厚度大于或者等于所述梁的腹板的厚度。
当所述第一连接板的厚度等于所述梁的腹板的厚度时，所述第一连接板的宽度小于所述梁和柱的翼缘长度之和减去梁和柱的腹板厚度之和的差值的一半。
所述第二连接板的厚度大于或者等于所述梁腹板的厚度。
当所述第二连接板的厚度等于所述梁的腹板的厚度时，所述第二连接板的宽度小于所述梁和柱的翼缘长度之和减去梁和柱的腹板厚度之和的差值的一半。
所述第一、第二连接板焊接于所述梁的翼缘。
本发明一种抗倒塌加固梁柱节点结构的有益效果：对于整体结构而言，这种节点通过四片连接板将梁柱节点相连，增强了结构的整体性，从而可以有效地增强节点抵抗悬链线拉力的能力。相对于单独的每一根梁而言，这种连接相当于增强了节点区梁的上下翼缘，进而增大了节点区的抗弯和抗剪能力，符合结构性态设计的要求。
附图说明：
图1为正常使用下门式钢架梁柱节点的受力状态图；
图2为受力后的门式钢架梁柱节点的受力状态；
图3为本发明抗倒塌加固梁柱节点结构的结构示意图；
图4为第一连接板和第二连接板的连接结构示意图；
图5为图4的俯视图；
图6为柱的结构示意图；
图7为梁的结构示意图；
1-柱，2-梁，3-第一连接板，4-第二连接板，5-柱的翼缘，6-柱的腹板，7-梁的翼缘，8-梁的腹板，H1-第一连接板的厚度，H2-第二连接板的厚度，H3-柱的腹板的厚度，H4-梁的腹板的厚度，L1-第一连接板的宽度，L2-第二连接板的宽度，L3-柱的翼缘的长度，L4-梁的翼缘的长度。
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
根据图3所示，一种抗倒塌加固梁柱节点结构，包括沿竖向设置的柱1和沿横向设置的梁2，所述柱1和所述梁2均为工字钢结构，相邻所述柱1和梁2之间形成口字型结构，在所述口字型结构中交叉设置有第一连接板3和第二连接板4，且将所述第一连接板3和第二连接板4的端部焊接于所述梁的翼缘7，所述第一连接板3和第二连接板4的厚度大于或者等于所述梁的腹板8的厚度，在本实施例中，所述第一连接板3和第二连接板4为钢制连接板，且如图4所示，所述第一连接板3截断为两部分，每一部分截断的连接板分别焊接于第二连接板4的两侧。
进一步地，如图4、图5、图6所示，当所述第一连接板3的厚度等于所述梁的腹板8的厚度时，所述第一连接板3的宽度小于所述梁的翼缘7和柱的翼缘5的长度之和减去梁的腹板8和柱的腹板6厚度之和的差值的一半。
进一步地，如图4、图5、图7所示当所述第二连接板4的厚度等于所述梁的腹板8的厚度时，所述第二连接板4的宽度小于所述梁的翼缘7和柱的翼缘5的长度之和减去梁的腹板8和柱的腹板6厚度之和的差值的一半。
下面结合附图说明本发明的一次施工过程：
首先，根据所述梁2和柱1的相应尺寸来加工第一连接板3和第二连接板4，使得第一连接板3和第二连接板4的宽度，即所述第一连接板3和第二连接板4的厚度大于或者等于所述梁的腹板8的厚度，且当所述第一、第二连接板的厚度等于所述梁的腹板8的厚度时，所述第一、第二连接板的宽度小于所述梁的翼缘7和柱的翼缘长5度之和减去梁的腹板8和柱的腹板6厚度之和的差值的一半；
然后将第二连接板4固定架设在梁2和柱1形成的口字型结构中，并将第二连接板4与所述梁2和柱1的接触部分进行焊接，将第一连接板3从中间截断为两部分，并将截断的连接板架设于第二连接板4与梁2和柱1形成的三角形结构中，且每一部分截断的第一连接板3一端焊接于第二连接板4的两侧，其另一端与所述梁2和柱1的接触部分进行焊接，最后，对整体结构喷刷防火涂料。
最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种抗倒塌加固梁柱节点结构，其特征在于：包括沿竖向设置的柱和沿横向设置的梁，相邻所述柱和梁之间形成口字型结构，在所述口字型结构中交叉设置有第一连接板和第二连接板。
2.根据权利要求1所述的一种抗倒塌加固梁柱节点结构，其特征在于：所述第一连接板和第二连接板均为钢制连接板。
3.根据权利要求1所述的一种抗倒塌加固梁柱节点结构，其特征在于：所述第一连接板截断为两部分，每一部分截断的连接板分别焊接于第二连接板的两侧。
4.根据权利要求1所述的一种抗倒塌加固梁柱节点结构，其特征在于：所述柱和所述梁均为工字钢结构。
5.根据权利要求1所述的一种抗倒塌加固梁柱节点结构，其特征在于：所述第一连接板的厚度大于或者等于所述梁的腹板的厚度。
6.根据权利要求5所述的一种抗倒塌加固梁柱节点结构，其特征在于：当所述第一连接板的厚度等于所述梁的腹板的厚度时，所述第一连接板的宽度小于所述梁和柱的翼缘长度之和减去梁和柱的腹板厚度之和的差值的一半。
7.根据权利要求1所述的一种抗倒塌加固梁柱节点结构，其特征在于：所述第二连接板的厚度大于或者等于所述梁腹板的厚度。
8.根据权利要求7所述的一种抗倒塌加固梁柱节点结构，其特征在于：当所述第二连接板的厚度等于所述梁的腹板的厚度时，所述第二连接板的宽度小于所述梁和柱的翼缘长度之和减去梁和柱的腹板厚度之和的差值的一半。
9.根据权利要求1所述的一种抗倒塌加固梁柱节点结构，其特征在于：所述第一、第二连接板焊接于所述梁的翼缘。
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