CN107882174B - 一种挂梁式钢结构框架 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种挂梁式钢结构框架，其特征在于：包括框架柱和跨间梁段，所述框架柱在梁柱节点上固定安装有悬臂短梁，所述悬臂短梁的端部为正放牛腿，所述跨间梁段的两端部为反向牛腿，所述正放牛腿上焊接作为支承面的第一牛腿托板，所述反向牛腿上焊接有作为支承面的第二牛腿托板，所述第一牛腿托板和第二牛腿托板之间通过螺栓固定连接，通过改进现有钢框架梁柱节点连接方式，以提高钢结构装配效率。

Description

一种挂梁式钢结构框架
技术领域
本发明涉及建筑领域，具体是涉及一种挂梁式钢结构框架。
背景技术
目前钢框架结构设计的梁柱连接主要以《装配式钢结构建筑技术标准》GB/T51232-2016之5.2.13-2条的几种形式，具体连接方式如图8a～图8e所示(图中6-柱、7-梁、8-高强度螺栓、9-悬臂段)，装配钢结构建筑中仍然存在大量不可避免的现场栓接和焊接工作。栓接要求工厂加工精度高、容错率低、影响装配效率；焊接质量易受材料、操作、环境等影响，尤其是现场焊接不能采用自动化作业，全部为人工操作，且多为高空作业，很容易出现各种质量缺陷从而影响施工质量，对结构安全造成不利影响。
发明内容
本发明旨在提供一种挂梁式钢结构框架，通过改进现有钢框架梁柱节点连接方式，以提高钢结构装配效率。
具体方案如下：
一种挂梁式钢结构框架，包括框架柱和跨间梁段，所述框架柱在梁柱节点上固定安装有悬臂短梁，所述悬臂短梁的端部为正放牛腿，所述跨间梁段的两端部为反向牛腿，所述正放牛腿上焊接作为支承面的第一牛腿托板，所述反向牛腿上焊接有作为支承面的第二牛腿托板，所述第一牛腿托板和第二牛腿托板之间通过螺栓固定连接。
优选的，所述悬臂短梁的下翼缘和跨间梁段的下翼缘之间一机械连接夹板实现固定连接。
进一步优选的，所述悬臂短梁的下翼缘的端面和跨间梁段的下翼缘的端面上都固定设置有一阻挡部，所述机械连接夹板包括上夹板和下夹板，所述上夹板和下夹板的两端都设有与与阻挡部相匹配的凹槽，所述上夹板和下夹板之间通过螺栓固定连接。
优选的，所述悬臂短梁的上翼缘和跨间梁段的上翼缘之间通过全熔透对接焊实现固定连接。
优选的，所述正放牛腿的腹板和反向牛腿的腹板之间通过焊缝连接来实现固定连接。
优选的，所述跨间梁段的高度为H1，所述悬臂短梁的长度为L1，其中L1为500-800mm，并且L1不小于H1。
优选的，所述悬臂短梁的高度为H2，其中H1＝H2，所述反向牛腿在与正放牛腿的支承处位于0.5H1处。
优选的，所述正放牛腿和反向牛腿的长度都为250mm。
本发明提供的一种挂梁式钢结构框架与现有技术相比较具有以下优点：
1、本发明提供的一种挂梁式钢结构框架的框架柱在梁柱节点上通过外伸悬臂短梁，避开了节点受力复杂、焊缝集中部位，梁柱节点区可以在工厂制作加工，能够确保了框架节点的施工质量。
2、本发明提供的一种挂梁式钢结构框架通过外伸带正放牛腿的悬臂短梁和跨间梁段两端的反向牛腿之间通过挂梁式的方式来吊装施工，能够节省现场的安装时间，有效地提高生产效率。
3、本发明提供的一种挂梁式钢结构框架的正放牛腿的下翼缘和反向牛腿的下翼缘之间一机械连接夹板实现固定连接，正放牛腿的上翼缘和反向牛腿的上翼缘之间全熔透对接焊、节点腹板也采用焊缝连接，容易满足梁拼接的受弯、受剪承载力要求。
附图说明
图1示出了框架结构的装配示意图。
图2示出了悬臂短梁在框架柱上的结构示意图。
图3示出了跨间梁段的结构示意图。
图4示出了跨间梁段和框架柱连接的示意图。
图5示出了图4中A处的放大图。
图6示出了机械连接夹板的示意图。
图7示出了图4中截面B-B的剖视图。
图8a示出了现有技术中带悬臂梁端的栓焊连接的示意图。
图8b示出了现有技术中带悬臂梁段的螺栓连接的示意图。
图8c示出了现有技术中梁翼缘局部加宽式连接的示意图。
图8d示出了现有技术中梁翼缘扩翼式连接的示意图。
图8e示出了现有技术中外伸式端板螺栓连接的示意图。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
如图1-图6所示，本发明提供了一种挂梁式钢结构框架，包括框架柱1和跨间梁段2，所述框架柱1在梁柱节点10上固定安装有悬臂短梁3，所述悬臂短梁3的端部为正放牛腿30，所述跨间梁段2的两端部为反向牛腿20，所述正放牛腿30上焊接作为支承面的第一牛腿托板32，所述反向牛腿上20焊接有作为支承面的第二牛腿托板22，所述第一牛腿托板32和第二牛腿托板22之间通过螺栓固定连接。
其中，参考图1-图3，悬臂短梁3和跨间梁段2都由工字钢制成，第一牛腿托板32和悬臂短梁3的上翼缘3a平行，并且与悬臂短梁3形成阶梯形状；同样的，第二牛腿托板22和跨间梁段2的上翼缘2a平行，并且与跨间梁段2形成阶梯形状。吊装时，悬臂短梁3上的正放牛腿30为跨间梁段2提供了吊装施工的支承点，跨间梁段2通过挂梁的方式支承在悬臂短梁3上，节省现场的安装时间，而第一牛腿托板和第二牛腿托板之间通过螺栓固定连接，起到了临时固定的作用，也为后续的焊接工序提供了有利保证。
另外，由于跨间梁段2和框架柱1之间的连接是通过框架柱1上外伸的悬臂短梁3来实现的，因此避开了梁柱节点10受力复杂、焊缝集中的部位，悬臂短梁3与框架柱1之间的固定连接可以在工厂制作加工，而不需要在施工现场进行作业，不仅能够确保框架节点的施工质量，而且还能减少高空作业。框架柱1可以按车辆运输长度、设备起吊重量等进行钢柱分段，一般按2～3层一节，分段位置应设在楼层梁顶标高以上1.3m处。
参考图4-图7，所述悬臂短梁3的下翼缘和跨间梁段2的下翼缘之间一机械连接夹板4实现固定连接，机械连接夹板4能够做到等强连接，减少现场焊接量和降低栓接构件制作加工量，而且还可以做成标准件来进行生产。
参考图4-图7，作为机械连接夹板4连接悬臂短梁3的下翼缘3b和跨间梁段2的下翼缘2b的一个优选实施方式，所述悬臂短梁3的下翼缘3b的端面和跨间梁段2的下翼缘2b的端面上都固定设置有一阻挡部5，阻挡部5的顶部超出悬臂短梁3的下翼缘3b的顶面以及跨间梁段2的下翼缘2b的顶面，阻挡部5的底部超出悬臂短梁3的下翼缘3b的底面以及跨间梁段2的下翼缘2b的底面,图中示出的阻挡部5为类似箭头的形状，但实际应用也可以是其它形状，例如方形等可实现相同功能的形状。所述机械连接夹板4包括上夹板40和下夹板42，所述上夹板40和下夹板42的两端都设有与与阻挡部相匹配的凹槽400，所述上夹板40和下夹板42之间通过螺栓5固定连接。机械连接夹板4通过凹槽400和阻挡部5的配合将悬臂短梁3的下翼缘3b和跨间梁段2的下翼缘2b拉住，以机械连接的方式减少了现场焊接量(特别是高空仰焊)和降低栓接构件制作加工量。
参考图6，所述悬臂短梁3的上翼缘3a和跨间梁段2的上翼缘2a之间通过全熔透对接焊实现固定连接，以确保梁顶的平整，为后续楼面施工安装提供方便，而且在上翼缘施焊也相对容易。所述悬臂短梁3的腹板3c和跨间梁段2的腹板2c之间通过焊缝连接来实现固定连接。综合考虑《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-2015之8.5.2条节点设计、构件制作、构造设计、施工装配效率等因素，采用焊接做法，反而简化了节点设计，实现梁柱节点的刚接连接。
参考图2-图4，所述跨间梁段2的高度为H1，所述悬臂短梁3的长度为L1，其中L1为500-800mm，并且L1不小于H1。所述悬臂短梁3的高度为H2，其中H1＝H2，所述反向牛腿在与正放牛腿的支承处位于0.5H1处。所述正放牛腿的长度L2和反向牛腿的长度L3都为250mm。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种挂梁式钢结构框架，其特征在于：包括框架柱和跨间梁段，所述框架柱在梁柱节点上固定安装有悬臂短梁，所述悬臂短梁的端部为正放牛腿，所述跨间梁段的两端部为反向牛腿，所述正放牛腿上焊接作为支承面的第一牛腿托板，所述反向牛腿上焊接有作为支承面的第二牛腿托板，所述第一牛腿托板和第二牛腿托板之间通过螺栓固定连接；
所述悬臂短梁的下翼缘和跨间梁段的下翼缘之间一机械连接夹板实现固定连接，所述悬臂短梁的下翼缘的端面和跨间梁段的下翼缘的端面上都固定设置有一阻挡部，阻挡部的顶部超出悬臂短梁的下翼缘的顶面以及跨间梁段的下翼缘的顶面，阻挡部的底部超出悬臂短梁的下翼缘的底面以及跨间梁段的下翼缘的底面,所述机械连接夹板包括上夹板和下夹板，所述上夹板和下夹板的两端都设有与阻挡部相匹配的凹槽，所述上夹板和下夹板之间通过螺栓固定连接。
2.根据权利要求1所述的挂梁式钢结构框架，其特征在于：所述悬臂短梁的上翼缘和跨间梁段的上翼缘之间通过全熔透对接焊实现固定连接。
3.根据权利要求1所述的挂梁式钢结构框架，其特征在于：所述悬臂短梁的腹板和跨间梁段的腹板之间通过焊缝连接来实现固定连接。
4.根据权利要求1所述的挂梁式钢结构框架，其特征在于：所述跨间梁段的高度为H1，所述悬臂短梁的长度为L1，其中L1为500-800mm，并且L1不小于H1。
5.根据权利要求1所述的挂梁式钢结构框架，其特征在于：所述悬臂短梁的高度为H2，其中H1＝H2，所述反向牛腿在与正放牛腿的支承处位于0.5H1处。
6.根据权利要求1所述的挂梁式钢结构框架，其特征在于：所述正放牛腿和反向牛腿的长度都为250mm。
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