CN110761420B - 一种扁钢管混凝土柱π型件节点 - Google Patents
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Abstract
一种扁钢管混凝土柱π型件节点，包括有用于连接在矩形结构的扁钢管混凝土柱上的4个牛腿，还包括有4个π型钢板，所述的4个牛腿通过4个π型钢板分别定位在扁钢管混凝土柱的四个侧面上用于连接H型钢梁的位置处，且所述的4个牛腿还通过焊接方式与所述的扁钢管混凝土柱的相连侧面固定连接，4个所述的H型钢梁分别通过4个牛腿固定连接在所述扁钢管混凝土柱的四个侧面上。本发明相对于传统的外肋环板节点在室内产生的凸角较小。可以通过调整π型钢板腿的位置来顺应工程中梁与柱的相对位置。整个节点处柱子不会被打断，保证节点刚度，受力合理，便于浇灌混凝土，施工加工制作相对简单，传力较为明确。
Description
技术领域
本发明涉及一种扁钢管混凝土柱与四根梁连接结构。特别是涉及一种扁钢管混凝土柱π型件节点。
背景技术
梁柱节点是钢管混凝土柱-钢梁框架结构体系中最重要的部分之一。根据我国《矩形钢管混凝土结构技术规程》(CECS 159:2004)以及国内外的相关研究成果可知，目前常用的梁柱节点形式包括内隔板节点、隔板贯通节点、外环板节点、外肋环板节点等。内隔板节点满足刚性节点要求，梁翼缘与内隔板在柱壁同一处两侧施加溶透焊缝，钢材经历两次热加工，产生较大的焊接残余应力，焊缝附近易发生脆性破坏，影响节点安全。隔板贯通节点传力明确，但是会在梁上下翼缘处将柱子隔断两次。外环板式节点可以保证节点强度，但是需要焊接一个足够大的水平环板，这会使钢材使用量增大，而且还会出现室内凸角问题，影响建筑美观和室内面积利用率。外肋环板节点传力可靠、构造简单、但遇到一个柱子上需要连接四根H型钢梁时，一面用外肋环板节点时，另一面通常会用扩翼缘式节点连接，经前人研究扩翼缘式节点有待改进。
目前还未有人对扁柱与H型钢梁的连接进行研究；并且在异形柱体系中，常不可避免使用扁柱，造成弱轴方向不能满足强节点弱杆件的要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够保证节点刚度，受力合理，便于浇灌混凝土，施工加工制作相对简单的扁钢管混凝土柱π型件节点。
本发明所采用的技术方案是：一种扁钢管混凝土柱π型件节点，包括有用于连接在矩形结构的扁钢管混凝土柱上的4个牛腿，还包括有4个π型钢板，所述的4个牛腿通过4个π型钢板分别定位在扁钢管混凝土柱的四个侧面上用于连接H型钢梁的位置处，且所述的4个牛腿还通过焊接方式与所述的扁钢管混凝土柱的相连侧面固定连接，4个所述的H型钢梁分别通过4个牛腿固定连接在所述扁钢管混凝土柱的四个侧面上。
所述的π型钢板顶部主钢杆的长度大于扁钢管混凝土柱宽侧面的宽度，其中，2个π型钢板的主钢杆通过焊接方式分别连接在扁钢管混凝土柱的一个宽侧面上且所述主钢杆的中部分别位于用于连接H型钢梁的梁上翼缘和梁下翼缘的位置处，另外2个π型钢板的主钢杆通过焊接方式分别连接在扁钢管混凝土柱另一个宽侧面上且分别位于用于连接H型钢梁的梁上翼缘和梁下翼缘位置处，2个所述的牛腿的上翼缘和下翼缘分别嵌入在对应地π型钢板的两个凸起之间，并通过焊接方式与所述的π型钢板以及扁钢管混凝土柱进行固定，另外2个所述的牛腿的上翼缘和下翼缘分别对应地嵌入在每2个π型钢板的主钢杆的端部形成的间隙之间，并通过焊接方式与所述的π型钢板以及扁钢管混凝土柱进行固定。
所述π型钢板顶部主钢杆是通过单面角焊缝的方式固定在所述扁钢管混凝土柱的宽侧面上。
所述牛腿的上翼缘、下翼缘和腹板是通过双面角焊缝的方式分别固定在与所述π型钢板和扁钢管混凝土柱相对应的连接位置处。
所述H型钢梁的梁上翼缘和梁下翼缘与所述牛腿的上翼缘和下翼缘通过对接焊缝方式对应连接。
所述牛腿的腹板上形成有若干个通孔，所述H型钢梁的梁腹板上与所述腹板上的通孔相对应的形成有若干个梁通孔，所述牛腿的腹板和H型钢梁的梁腹板之间通过一个形成有与所述的通孔和梁通孔相对应的连接孔的连接板经高强螺栓进行固定连接。
本发明的一种扁钢管混凝土柱π型件节点，是将传统的外肋环板节点的竖向贴板换成π型钢板，在用于扁柱连接四根梁时，本发明相对于传统的外肋环板节点在室内产生的凸角较小。可以通过调整π型钢板腿的位置来顺应工程中梁与柱的相对位置。整个节点处柱子不会被打断，保证节点刚度，受力合理，便于浇灌混凝土，施工加工制作相对简单，传力较为明确。本发明有益效果如下：
1、本发明的节点采用π型钢板，减小了原来扩翼缘连接节点的凸角；且在节点破坏时因π型件凸起及牛腿的存在，可以实现梁端塑性铰外移；
2、本发明的节点为柱贯通型节点，便于混凝土浇注，易于施工；
3、本发明的节点是由四块π型钢板和四块牛腿焊接成的一个类似于套筒的形式，对扁钢管混凝土柱弱轴的变形起到约束作用。
附图说明
图1是本发明一种扁钢管混凝土柱π型件节点的使用状态的结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是图1的侧视图；
图4是本发明一种扁钢管混凝土柱π型件节点的整体结构示意图；
图5是本发明中π型钢板的结构示意图；
图6是本发明中牛腿的结构示意图；
图7是本发明中连接板的结构示意图；
图8是本发明中H型钢梁的结构示意图；
图9是本发明实施例中安装过程的第一步骤；
图10是本发明实施例中安装过程的第二步骤；
图11是本发明实施例中安装过程的第三步骤；
图12是本发明实施例中安装过程的第四步骤；
图13是本发明实施例中安装过程的第五步骤。
图中
1：扁钢管混凝土柱 2：H型钢梁
2.1：梁上翼缘 2.2：梁下翼缘
2.3：梁腹板 2.4：梁通孔
3：π型钢板 3.1：主钢杆
3.2：凸起 4：牛腿
4.1：上翼缘 4.2：下翼缘
4.3：腹板 4.4：通孔
5：连接板 5.1：连接孔
6：高强螺栓
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明的一种扁钢管混凝土柱π型件节点做出详细说明。
如图1、图2、图3所示，本发明的一种扁钢管混凝土柱π型件节点，包括有用于连接在矩形结构的扁钢管混凝土柱1上的4个牛腿4，还包括有4个π型钢板3，所述的4个牛腿4通过4个π型钢板3分别定位在扁钢管混凝土柱1的四个侧面上用于连接H型钢梁2的位置处，且所述的4个牛腿4还通过焊接方式与所述的扁钢管混凝土柱1的相连侧面固定连接，4个所述的H型钢梁2分别通过4个牛腿4固定连接在所述扁钢管混凝土柱1的四个侧面上。
如图1、图4所示，所述的π型钢板3顶部主钢杆3.1的长度大于扁钢管混凝土柱1宽侧面的宽度，其中，2个π型钢板3的主钢杆3.1通过焊接方式分别连接在扁钢管混凝土柱1的一个宽侧面上且所述主钢杆3.1的中部分别位于用于连接H型钢梁2的梁上翼缘2.1和梁下翼缘2.2的位置处，另外2个π型钢板3的主钢杆3.1通过焊接方式分别连接在扁钢管混凝土柱1另一个宽侧面上且分别位于用于连接H型钢梁2的梁上翼缘2.1和梁下翼缘2.2位置处，π型钢板3伸出扁钢管混凝土柱1的部分与牛腿翼缘4长度相等。2个所述的牛腿4的上翼缘4.1和下翼缘4.2分别嵌入在对应地π型钢板3的两个凸起3.2之间，并通过焊接方式与所述的π型钢板3以及扁钢管混凝土柱1进行固定，另外2个所述的牛腿4的上翼缘4.1和下翼缘4.2分别对应地嵌入在由每2个π型钢板(3)的主钢杆(3.1)的端部形成的间隙之间，并通过焊接方式与所述的π型钢板3以及扁钢管混凝土柱1进行固定。
如图9所示，所述π型钢板3顶部主钢杆3.1是通过单面角焊缝的方式固定在所述扁钢管混凝土柱1的宽侧面上。
如图10所示，所述牛腿4的上翼缘4.1、下翼缘4.2和腹板4.3是通过双面角焊缝的方式分别固定在与所述π型钢板3和扁钢管混凝土柱1相对应的位置处。
如图11所示，所述H型钢梁2的梁上翼缘2.1和梁下翼缘2.2与所述牛腿4的上翼缘4.1和下翼缘4.2通过对接焊缝方式对应连接。
如图6、图7、图8所示，所述牛腿4的腹板4.3上形成有若干个通孔4.4，所述H型钢梁2的梁腹板2.3上与所述腹板4.3上的通孔4.4相对应的形成有若干个梁通孔2.4，所述牛腿4的腹板4.3和H型钢梁2的梁腹板2.3之间通过一个形成有与所述的通孔4.4和梁通孔2.4相对应的连接孔5.1的连接板5经高强螺栓6进行固定连接。
本发明的一种扁钢管混凝土柱π型件节点，其中π型钢板3与扁钢管混凝土柱1的连接是在工厂焊接，牛腿4分别与π型钢板3和扁钢管混凝土柱1的连接是在工厂焊接，牛腿4与H型钢梁2的连接是在现场焊接，牛腿4的腹板4.3通过高强螺栓6和连接板5与H型钢梁2的梁腹板2.3进行螺栓连接。
本发明的一种扁钢管混凝土柱π型件节点有组装过程包括，如图9所示，将π型钢板3与扁钢管混凝土柱1焊接。如图10所示，将牛腿4与π型钢板3以及扁钢管混凝土柱1接触到的部分用双面角焊缝焊接。以上步骤均在工厂完成。
如图11所示，在现场施工，将H型钢梁2的梁上翼缘2.1和梁下翼缘2.2焊接到牛腿4的上翼缘4.1和下翼缘4.2上，如图12、13所示，用连接板5和高强螺栓6将H型钢梁2梁腹板2.3及牛腿4的腹板4.3连接。
尽管上面结合附图对本发明一种扁钢管混凝土柱π型件节点的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出许多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种扁钢管混凝土柱π型件节点，包括有用于连接在矩形结构的扁钢管混凝土柱（1）上的4个牛腿（4），其特征在于，还包括有4个π型钢板（3），所述的4个牛腿（4）通过4个π型钢板（3）分别定位在扁钢管混凝土柱（1）的四个侧面上用于连接H型钢梁（2）的位置处，且所述的4个牛腿（4）还通过焊接方式与所述的扁钢管混凝土柱（1）的相连侧面固定连接，4个所述的H型钢梁（2）分别通过4个牛腿（4）固定连接在所述扁钢管混凝土柱（1）的四个侧面上；
所述的π型钢板（3）顶部主钢杆（3.1）的长度大于扁钢管混凝土柱（1）宽侧面的宽度，其中，2个π型钢板（3）的主钢杆（3.1）通过焊接方式分别连接在扁钢管混凝土柱（1）的一个宽侧面上且所述主钢杆（3.1）的中部分别位于H型钢梁（2）的梁上翼缘（2.1）和梁下翼缘（2.2）的位置处，另外2个π型钢板（3）的主钢杆（3.1）通过焊接方式分别连接在扁钢管混凝土柱（1）另一个宽侧面上且分别位于H型钢梁（2）的梁上翼缘（2.1）和梁下翼缘（2.2）位置处，2个所述的牛腿（4）的上翼缘（4.1）和下翼缘（4.2）分别嵌入在对应地π型钢板（3）的两个凸起（3.2）之间，并通过焊接方式与所述的π型钢板（3）以及扁钢管混凝土柱（1）进行固定，另外2个所述的牛腿（4）的上翼缘（4.1）和下翼缘（4.2）分别对应地嵌入在每2个π型钢板（3）的主钢杆（3.1）的端部形成的间隙之间，并通过焊接方式与所述的π型钢板（3）以及扁钢管混凝土柱（1）进行固定；
所述π型钢板（3）顶部主钢杆（3.1）是通过单面角焊缝的方式固定在所述扁钢管混凝土柱（1）的宽侧面上；
所述牛腿（4）的上翼缘（4.1）、下翼缘（4.2）和腹板（4.3）是通过双面角焊缝的方式分别固定在与所述π型钢板（3）和扁钢管混凝土柱（1）相对应的连接位置处；
所述牛腿（4）的腹板（4.3）上形成有若干个通孔（4.4），所述H型钢梁（2）的梁腹板（2.3）上与所述腹板（4.3）上的通孔（4.4）相对应的形成有若干个梁通孔（2.4），所述牛腿（4）的腹板（4.3）和H型钢梁（2）的梁腹板（2.3）之间通过一个形成有与所述的通孔（4.4）和梁通孔（2.4）相对应的连接孔（5.1）的连接板（5）经高强螺栓（6）进行固定连接。
2.根据权利要求1所述的扁钢管混凝土柱π型件节点，其特征在于，所述H型钢梁（2）的梁上翼缘（2.1）和梁下翼缘（2.2）与所述牛腿（4）的上翼缘（4.1）和下翼缘（4.2）通过对接焊缝方式对应连接。
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