CN110359556A - 装配式钢结构内插板方钢管柱端板连接的梁柱节点 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种装配式钢结构内插板方钢管柱端板连接的梁柱节点，包括下柱模块、上柱模块和梁模块，下柱模块由下柱、带肋托板、内插板和加劲肋在工厂完成焊接工作，上柱模块由上柱和带肋托板在工厂完成焊接工作，梁模块由H型钢梁、端板和加劲肋在工厂完成焊接工作。上柱、H型钢梁、内插板、带肋托板和端板预留部位开孔，运输至现场进行全螺栓装配。带肋托板在装配时起到对H型钢梁的定位的作用，而且承担部分H型钢梁梁端弯矩提升节点的承载力。内插板便于上下柱模块的安装，降低了吊装时的难度。通过设置带肋托板和端板，将破坏部位外移至节点域以外，实现塑性铰外移。采用全螺栓连接，现场无焊接作业，便于施工，操作方便，装配速度快。

Description

装配式钢结构内插板方钢管柱端板连接的梁柱节点

技术领域

本发明涉及结构工程技术领域，尤其涉及一种装配式钢结构内插板方钢管柱端板连接的梁柱节点。

背景技术

装配式钢结构具有标准化设计、工厂化制造、装配化施工、装修一体化和信息化管理等特点，能够有效降低施工现场的劳动强度，缩短施工工期，属于全寿命周期的绿色建筑，施工场地内没有湿作业，可以显著减少建筑粉尘、扬尘的情况，显著降低了由施工所导致的污染。装配式钢结构建筑在欧美日等发达国家已经成为重要的建筑方式，也是当代中国建筑发展的新源泉。

装配式钢结构梁柱连接节点在工业化建造中具有特殊性和重要性，其性能直接影响结构体系的强度，刚度和稳定性能等。节点域部位能够传递弯矩、轴力、剪力，以梁柱节点的设计为重点，以保证结构的靠靠度和耐久性。常见采用的梁柱节点存在以下不足：

传统梁柱全焊节点，梁上下翼缘和腹板都选择了焊接的连接形式，梁的上下翼缘和腹板均与柱用焊接连在一起，通常翼缘与柱用全熔透坡口焊，腹板用角焊缝与柱相连但焊接对焊缝质量和施工工艺要求特别严，否则局部过度应力集中和三向应力状态的出现，影响节点力学性能。

传统梁柱栓焊混合连接节点中，梁上下翼缘都采用融透的坡口焊缝，梁腹板有两种连接方法，一种是采用角钢用高强度螺栓连接，另一种是通过高强度螺栓与柱翼缘上的剪力板连接，这种连接方式施工速度慢，焊缝质量难以保证，进而影响节点的力学性能。

发明内容

针对上述问题中的至少之一，本发明提供了一种装配式钢结构内插板方钢管柱端板连接的梁柱节点，采用全螺栓进行现场装配，装配速度快，缩短施工工期，节约成本，消耗过剩的钢铁产能，具有良好的经济效益和社会效益，并且保证了工程质量。通过在H型钢梁的上下翼缘处设置带肋的托板，在腹板处设置端板连接，提升了节点的刚度和承载力，防止节点域部位发生局部屈曲，将破坏部位外移至节点域以外，进而起到了保护节点的作用，实现抗震规范中“强节点，弱构件”的设计理念。

为实现上述目的，本发明提供了一种装配式钢结构内插板方钢管柱端板连接的梁柱节点，包括：下柱模块、上柱模块和梁模块；所述下柱模块包括下柱、下带肋托板、内插板、加劲肋和端板，所述下柱为方钢管形结构，所述下带肋托板焊接于所述下柱上部一侧面，所述下带肋托板上设置开孔用于与所述梁模块相连接，所述下带肋托板的上侧焊接有所述加劲肋，在该加劲肋的外侧焊接所述端板，该端板上设置有开孔用于与所述梁模块相连接，所述内插板的下部与所述下柱的上部内表面三面围焊，所述内插板的上部设置有开孔用于与所述上柱模块相连接；所述上柱模块包括上柱和上带肋托板，所述上柱为方钢管形结构，所述上带肋托板焊接于所述上柱下部一侧面，所述上带肋托板上设置开孔用于与所述梁模块相连接，所述上柱的下部侧面设置有开孔，所述上柱的下部与所述内插板的上部通过开孔进行螺栓连接；所述梁模块包括H型钢梁、加劲肋和端板，所述H型钢梁的一端焊接有所述加劲肋，另一端焊接有所述端板，该端板上设置有开孔，所述H型钢梁上的该端板与所述下柱上的端板通过开孔进行螺栓连接，所述H型钢梁的上翼缘和下翼缘分别设置有开孔，所述H型钢梁通过下翼缘的开孔与所述下带肋托板的开孔进行螺栓连接，所述H型钢梁通过上翼缘的开孔与所述上带肋托板的开孔进行螺栓连接。

在上述技术方案中，优选地，所述下柱模块的所述下带肋托板、所述内插板与所述下柱以及所述下带肋托板与所述端板在工厂完成焊接，并预留相应的开孔用于通过相适配的螺栓进行固定连接；所述上柱模块的所述上柱与所述上带肋托板在工厂完成焊接，并预留相应的开孔用于通过相适配的螺栓进行固定连接；所述梁模块的所述H型钢梁与所述端板和所述加劲肋在工厂完成焊接，并预留相应的开孔用于通过相适配的螺栓进行固定连接。

在上述技术方案中，优选地，所述内插板上部的开孔与所述上柱下部的开孔对应设置，所述上带肋托板的开孔与所述H型钢梁上翼缘的开孔对应设置，所述下带肋托板的开孔与所述H型钢梁下翼缘的开孔对应设置，所述H型钢梁一侧端板上的开孔与所述下柱一侧端板上的开孔对应设置。

在上述技术方案中，优选地，所述H型钢梁下翼缘的下表面与所述下带肋托板的上表面相平齐，所述H型钢梁上翼缘的上表面与所述上带肋托板的下表面相平齐。

在上述技术方案中，优选地，所述开孔为圆形、方形、正多边形或梯形。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)采用全螺栓连接，现场无焊接作业，便于施工，工人操作方便，装配速度快，质量易保证，达到工厂化模块化生产，现场快速装配；

(2)带肋托板在装配时起到对H型钢梁的精确定位的作用，而且承担部分H型钢梁梁端弯矩提升节点的承载力，防止H型钢梁的上下翼缘发生局部屈曲；

(3)端板连接的方式，提升节点的抗剪能力，一定程度上提升了节点的刚度和整体稳定；

(4)内插板便于上下柱模块的安装，降低了吊装时的难度，提升螺栓孔的精准度，并且内插板能够保证梁柱协同工作的性能；

(5)通过带肋盖板与翼缘的滑移和栓杆和孔壁的挤压耗能，提升了抗震性能和梁端转角塑性转动能力；

(6)通过设置带肋托板和端板，对H型钢梁有很强的嵌固作用，将破坏部位外移至节点域以外，进而起到了保护节点的作用，实现抗震规范中“强节点、弱构件”的设计理念。

附图说明

图1为本发明一种实施例公开的下柱模块的构造示意图；

图2为本发明一种实施例公开的上柱模块的构造示意图；

图3为本发明一种实施例公开的梁模块的构造示意图；

图4为本发明一种实施例公开的下柱模块与梁模块的装配示意图；

图5为本发明一种实施例公开的梁柱节点的结构示意图。

图中，各组件与附图标记之间的对应关系为：

A.下柱模块，B.上柱模块，C.梁模块，1.上柱，2.下柱，3.H型钢梁，41.上带肋托板，42.下带肋托板，5.端板，6.内插板，7.加劲肋，8.螺栓。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：

根据本发明提供的一种装配式钢结构内插板方钢管柱端板连接的梁柱节点，包括：下柱模块A、上柱模块B和梁模块C；如图1所示，下柱模块A包括下柱2、下带肋托板42、内插板6、加劲肋7和端板5，下柱2为方钢管形结构，下带肋托板42焊接于下柱2上部一侧面，下带肋托板42上设置开孔用于与梁模块C相连接，下带肋托板42的上侧焊接有加劲肋7，在该加劲肋7的外侧焊接端板5，该端板5上设置有开孔用于与梁模块C相连接，内插板6的下部与下柱2的上部内表面采用三面围焊方式进行焊接，内插板6的上部设置有开孔用于与上柱模块B相连接；如图2所示，上柱模块B包括上柱1和上带肋托板41，上柱1为方钢管形结构，上带肋托板41焊接于上柱1下部一侧面，上带肋托板41上设置开孔用于与梁模块C相连接，上柱1的下部侧面设置有开孔，上柱1的下部与内插板6的上部通过开孔进行螺栓连接；如图3所示，梁模块C包括H型钢梁3、加劲肋7和端板5，H型钢梁3的一端焊接有加劲肋7，另一端焊接有端板5，该端板5上设置有开孔，如图4所示，H型钢梁3上的端板5与下柱2上的端板5通过开孔进行螺栓连接，H型钢梁3的上翼缘和下翼缘分别设置有开孔，H型钢梁3通过下翼缘的开孔与下带肋托板42的开孔进行螺栓连接。

在上述实施例中，优选地，下柱模块A的下带肋托板42、内插板6与下柱2以及下带肋托板42与端板5在工厂完成焊接，并预留相应的开孔用于通过相适配的螺栓8进行固定连接；上柱模块B的上柱1与上带肋托板41在工厂完成焊接，并预留相应的开孔用于通过相适配的螺栓8进行固定连接；梁模块C的H型钢梁3与端板5和加劲肋7在工厂完成焊接，并预留相应的开孔用于通过相适配的螺栓8进行固定连接。

在上述实施例中，优选地，内插板6上部的开孔与上柱1下部的开孔对应设置，上带肋托板41的开孔与H型钢梁3上翼缘的开孔对应设置，下带肋托板42的开孔与H型钢梁3下翼缘的开孔对应设置，H型钢梁3一侧端板5上的开孔与下柱2一侧端板5上的开孔对应设置。

在上述实施例中，优选地，H型钢梁3下翼缘的下表面与下带肋托板42的上表面相平齐，H型钢梁3上翼缘的上表面与上带肋托板41的下表面相平齐。

在上述实施例中，开孔为圆形、方形、正多边形或梯形，优选为圆形。

根据上述实施例提出的装配式钢结构内插板方钢管柱端板连接的梁柱节点，在实施过程中：

如图5所示，将梁模块C的H型钢梁3下翼缘的开孔与下柱模块A的下带肋托板42的开孔对齐，并通过螺栓8将H型钢梁3与下带肋托板42相固定，将梁模块C的H型钢梁3一侧的端板5的开孔与下柱模块A一侧端板5的开孔对齐，并通过螺栓8将H型钢梁3一侧的端板5与下柱2一侧端板5相固定。

将上柱模块B的上柱1插入下柱模块A的内插板6上，使上柱1下部的开孔与内插板6上部的开孔对齐，使上柱模块B的上带肋托板41的开孔与梁模块C的H型钢梁3上翼缘的开孔对齐，并通过螺栓8将上柱1与内插板6相固定，通过螺栓8将上带肋托板41与H型钢梁3相固定，从而实现装配式钢结构内插板方钢管柱端板连接的梁柱节点的整体固定连接。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种装配式钢结构内插板方钢管柱端板连接的梁柱节点，其特征在于，包括：下柱模块、上柱模块和梁模块；

所述下柱模块包括下柱、下带肋托板、内插板、加劲肋和端板，所述下柱为方钢管形结构，所述下带肋托板焊接于所述下柱上部一侧面，所述下带肋托板上设置开孔用于与所述梁模块相连接，所述下带肋托板的上侧焊接有所述加劲肋，在该加劲肋的外侧焊接所述端板，该端板上设置有开孔用于与所述梁模块相连接，所述内插板的下部与所述下柱的上部内表面三面围焊，所述内插板的上部设置有开孔用于与所述上柱模块相连接；

所述上柱模块包括上柱和上带肋托板，所述上柱为方钢管形结构，所述上带肋托板焊接于所述上柱下部一侧面，所述上带肋托板上设置开孔用于与所述梁模块相连接，所述上柱的下部侧面设置有开孔，所述上柱的下部与所述内插板的上部通过开孔进行螺栓连接；

所述梁模块包括H型钢梁、加劲肋和端板，所述H型钢梁的一端焊接有所述加劲肋，另一端焊接有所述端板，该端板上设置有开孔，所述H型钢梁上的端板与所述下柱上的端板通过开孔进行螺栓连接，所述H型钢梁的上翼缘和下翼缘分别设置有开孔，所述H型钢梁通过下翼缘的开孔与所述下带肋托板的开孔进行螺栓连接，所述H型钢梁通过上翼缘的开孔与所述上带肋托板的开孔进行螺栓连接。

2.根据权利要求1所述的装配式钢结构内插板方钢管柱端板连接的梁柱节点，其特征在于：

所述下柱模块的所述下带肋托板、所述内插板与所述下柱以及所述下带肋托板与所述端板在工厂完成焊接，并预留相应的开孔用于通过相适配的螺栓进行固定连接；

所述上柱模块的所述上柱与所述上带肋托板在工厂完成焊接，并预留相应的开孔用于通过相适配的螺栓进行固定连接；

所述梁模块的所述H型钢梁与所述端板和所述加劲肋在工厂完成焊接，并预留相应的开孔用于通过相适配的螺栓进行固定连接。

3.根据权利要求1所述的装配式钢结构内插板方钢管柱端板连接的梁柱节点，其特征在于，所述内插板上部的开孔与所述上柱下部的开孔对应设置，所述上带肋托板的开孔与所述H型钢梁上翼缘的开孔对应设置，所述下带肋托板的开孔与所述H型钢梁下翼缘的开孔对应设置，所述H型钢梁一侧端板上的开孔与所述下柱一侧端板上的开孔对应设置。

4.根据权利要求1所述的装配式钢结构内插板方钢管柱端板连接的梁柱节点，其特征在于，所述H型钢梁下翼缘的下表面与所述下带肋托板的上表面相平齐，所述H型钢梁上翼缘的上表面与所述上带肋托板的下表面相平齐。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的装配式钢结构内插板方钢管柱端板连接的梁柱节点，其特征在于，所述开孔为圆形、方形、正多边形或梯形。