CN111255070B - 装配式弧形钢板摩擦屈曲耗能销接箱形钢梁柱节点及安装方法 - Google Patents

装配式弧形钢板摩擦屈曲耗能销接箱形钢梁柱节点及安装方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种装配式弧形钢板摩擦屈曲耗能销接箱形钢梁柱节点，包括箱形钢梁，该箱形钢梁两端连接第一钢柱和第二钢柱，还包括方钢管、插销和弧形钢板；弧形钢板两端分别固接于箱形钢梁和钢柱上，方钢管插入箱形钢梁内的同时插销可将箱形钢梁和方钢管销接。该装配式弧形钢板摩擦屈曲耗能销接箱形钢梁柱节点采用插销销接，在满足承载力的基础上，销接节点可在地震作用下转动，进行摩擦耗能，销接节点无需焊接和大量螺栓连接，使梁柱节点具有优良的受力性能；弧形钢板可在大震作用下屈曲耗能，能力强且易更换。

Description

装配式弧形钢板摩擦屈曲耗能销接箱形钢梁柱节点及安装 方法
技术领域
本发明属于建筑工程技术领域，主要涉及一种装配式弧形钢板摩擦屈曲耗能销接箱形钢梁柱节点及安装方法，具体可应用于装配式钢结构建筑中。
背景技术
装配式钢结构建筑主要由钢制材料组成，是我国主要的建筑类型之一。装配式钢结构建筑主要由钢梁、钢柱等构件组合而成，各构件间常采用焊接、螺栓连接或铆钉连接。因其自重较轻、施工方便，广泛应用于住宅建筑、公共建筑等建筑领域。随着装配式钢结构建筑的推广应用，大型箱形钢梁亦越来越多地应用在实际工程中。工程中的大型箱形钢梁常采用工厂分段制作、施工现场拼装的施工方法。
目前，大型箱形钢梁现场拼装的传统方法主要有高强螺栓连接、错缝拼接和栓焊混合连接等。若采用错缝拼接，在焊接处易产生焊接应力；若采用高强螺栓连接，当梁截面较大时，螺栓数量多，连接件净截面削弱较大，且螺栓受力不均，造价也高，同时制孔精度难以保证。此外，为满足结构抗震需求，常采用扩大构件截面尺寸的方式，这样“以刚制刚”的抗震方法不仅不能有效的承担地震输入的能量，而且无法做到节约成本。因此，急需一种方便安装、无需焊接、抗震承载力高、耗能能力强的箱形钢梁结构体系。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种装配式弧形钢板摩擦屈曲耗能销接箱形钢梁柱节点。藉此，本发明实现一种方便安装、无需焊接、抗震承载力高、耗能能力强的箱形钢梁结构体系。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现：
本发明首先提供一种装配式弧形钢板摩擦屈曲耗能销接箱形钢梁柱节点，包括节点区箱形钢梁（1）和钢柱（2），该箱形钢梁（1）两端连接第一钢柱（2）和第二钢柱（2），还包括方钢管（3）、插销（4）和弧形钢板；所述箱形钢梁（1）一端与第一钢柱固接，所述箱形钢梁（1）另一端的腹板上开设有第一插销孔，所述方钢管（3）一端与第二钢柱固接，所述方钢管（3）另一端侧面上开设有第二插销孔，所述弧形钢板的两端分别固接于所述箱形钢梁（1）和所述第二钢柱（2）上；其中，在所述方钢管（3）另一端插入所述箱形钢梁（1）腹板之间的状态中，所述第一插销孔和第二插销孔正对，所述插销（4）以贯穿所述第一插销孔和第二插销孔的方式将所述箱形钢梁（1）和方钢管（3）销接。
作为一种实施方式，所述插销（4）采用铜制作而成。
作为一种实施方式，所述弧形钢板采用低屈服点钢制成。
作为一种实施方式，所述插销（4）的两端各设一凹槽，两凹槽之间的距离为所述箱形钢梁（1）腹板外侧面之间的距离，所述凹槽上均固设一限位板。
作为一种实施方式，所述弧形钢板包括上弧形钢板（81）和下弧形钢板（82）；所述上弧形钢板（81）通过第一上连接板（61）与所述第二钢柱固接，并通过第二上连接板（71）与所述箱形钢梁（1）固接；所述下弧形钢板（82）通过第一下连接板（62）与所述第二钢柱固接，并通过第二下连接板（72）与所述箱形钢梁（1）固接。
作为一种实施方式，相应的所述弧形钢板与所述第一上连接板（61）、第一下连接板（62）、第二上连接板（71）和第二下连接板（72）分别焊接。
作为一种实施方式，所述第一上连接板（61）和第一下连接板（62）分别与所述第二钢柱的翼缘螺接，所述第二上连接板（71）和第二下连接板（72）分别与所述箱形钢梁（1）的翼缘螺接。
作为一种实施方式，所述第一上连接板（61）和第一下连接板（62）两端各设有两个螺栓孔，且与所述第二钢柱翼缘上设置的螺栓孔位置对应；所述第二上连接板（71）和第二下连接板（72）两端各设有两个螺栓孔，且与所述箱形钢梁（1）上设置的螺栓孔位置对应。
作为一种实施方式，所述第一钢柱和第二钢柱均采用H形钢柱或箱型截面钢柱。
本发明进一步提供一种用于根据前述装配式弧形钢板摩擦屈曲耗能销接箱形钢梁柱节点的安装方法，该安装方法包括如下步骤：
将所述箱形钢梁（1）一端与所述第一钢柱（2）焊接；
将所述方钢管（3）一端与所述第二钢柱（2）焊接；
将所述方钢管（3）另一端插入所述箱形钢梁（1）的腹板之间，使得所述第一插销孔和所述第二插销孔位置对应；
将所述插销（4）插入所述第一插销孔和所述第二插销孔中；
将限位板焊接在所述插销（4）的凹槽内；
将一连接板与所述第二钢柱（2）用螺栓连接固定，将另一连接板与所述箱形钢梁（1）用螺栓连接固定；
将所述弧形钢板焊接固定在所述一连接板与所述另一连接板之间。
本发明具有以下有益技术效果：
与现有技术相比，本发明采用插销将梁柱销接，在满足承载力的基础上，该销接节点可在地震作用下转动，进行摩擦耗能，使梁柱节点具有优良的抗震受力性能；采用弧形钢板安装在梁柱节点之间，在大震作用下屈曲耗能能力强且易更换。插销采用黄铜插销，用来保证其接触面产生稳定的摩擦力；销接节点不需要焊接，也不需要大量螺栓连接，使梁柱节点具有优良的受力性能；采用低屈服点钢制作成弧形钢板安装在梁柱节点之间，屈曲耗能能力更强。本发明所提供的该种装配式弧形钢板摩擦屈曲耗能销接箱形钢梁柱节点具有方便安装、无需焊接、抗震承载力高、耗能能力强的优点，可广泛地应用于装配式钢结构建筑领域。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、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。
图1为本发明提供的一种装配式弧形钢板摩擦屈曲耗能销接箱形钢梁柱节点的整体结构示意图；
图2为本发明提供的一种装配式弧形钢板摩擦屈曲耗能销接箱形钢梁柱节点的结构分解示意图；
图3为本发明提供的一种装配式弧形钢板摩擦屈曲耗能销接箱形钢梁柱节点的主视图。
附图标记：
1—箱形钢梁，2—钢柱，3—方钢管，4—插销，5—限位板，61—第一上连接板，62—第一下连接板，71—第二上连接板，72—第二下连接板，81—上弧形钢板，82—下弧形钢板，9—螺栓，101—螺栓孔，102—插销孔。
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明白，下面结合实施例和附图，对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“包括/包含”、“由……组成”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的产品、设备、过程或方法不仅包括那些要素，而且需要时还可以包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种产品、设备、过程或方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括/包含……”、“由……组成”限定的要素，并不排除在包括所述要素的产品、设备、过程或方法中还存在另外的相同要素。
还需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置、部件或结构必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，不能理解为对本发明的限制。
下面参照图1-3描述本发明提供的一种装配式弧形钢板摩擦屈曲耗能销接箱形钢梁柱节点。本发明提供的该种装配式弧形钢板摩擦屈曲耗能销接箱形钢梁柱节点，包括节点区箱形钢梁1、钢柱2、方钢管3、插销4、限位板5、第一连接板、第二连接板、弧形钢板、螺栓9。
钢柱2采用H形钢柱或箱型截面钢柱，方钢管3的左端与左侧钢柱2焊接固定，箱形钢梁1的右端与右侧钢柱2焊接固定，且方钢管3的右端插入到箱形钢梁1的腹板之间。方钢管3的右端设置有一插销孔102，箱形钢梁1的左端腹板预留一插销孔102，两插销孔102优选可以大小相等、位置对应。在方钢管3的右端插入到箱形钢梁1的腹板之间后，其上的两插销孔102位置相对，一插销4插入到插销孔102中以将方钢管3和箱形钢梁1销接，同时用限位板5焊接在插销4的凹槽上。
优选地，插销4采用铜制作而成，两端预留两个凹槽，凹槽宽度与限位板5宽相同，两个凹槽之间的距离为箱形钢梁1的腹板的距离。
左侧钢柱2的右翼缘预留八个螺栓孔，第一上连接板61、第一下连接板62的两端预留四个螺栓孔且与左侧钢柱2上的螺栓孔位置对应，第一上连接板61、第一下连接板62通过螺栓9与左侧钢柱2连接固定。箱形钢梁1的左端翼缘预留八个螺栓孔101，第二上连接板71、第二下连接板72的两端预留四个螺栓孔且与箱形钢梁1上的螺栓孔101位置对应，第二上连接板71、第二下连接板72通过螺栓9与箱形钢梁1连接固定。
弧形钢板焊接固定在居于上方的第一连接板与第二连接板之间，另一弧形钢板焊接固定在居于下方的第一连接板与第二连接板之间。优选地，弧形钢板可以采用低屈服点钢制成。
具体地，弧形钢板包括上弧形钢板81和下弧形钢板82，其中，上弧形钢板81通过第一上连接板61与左侧钢柱2固接，并通过第二上连接板71与箱形钢梁1固接，下弧形钢板82通过第一下连接板62与左侧钢柱2固接，并通过第二下连接板72与箱形钢梁1固接。
此外，本发明的该种装配式弧形钢板摩擦屈曲耗能销接箱形钢梁柱节点可以如此地被安装制作：将方钢管3左端与左侧钢柱2焊接，箱形钢梁1右端与右侧钢柱2焊接，且方钢管3右端插入箱形钢梁1腹板之间，插销孔位置对应；接着将插销4插入插销孔中，用限位板5焊接在插销4的凹槽上；接着用螺栓将第一上连接板61、第一下连接板62与左侧钢柱2连接固定，用螺栓将第二上连接板71、第二下连接板72与箱形钢梁1连接固定；接着将上弧形钢板81焊接固定在第一上连接板61与第二上连接板71之间，下弧形钢板82焊接固定在第一下连接板62与第二下连接板72之间。
本发明所提供的该种装配式弧形钢板摩擦屈曲耗能销接箱形钢梁柱节点方便安装、无需焊接、抗震承载力高、耗能能力强，能广泛地应用于装配式钢结构建筑中。
至此，本领域技术人员应认识到，虽本文已详尽示出和描述了本发明的示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍然可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种装配式弧形钢板摩擦屈曲耗能销接箱形钢梁柱节点，包括节点区箱形钢梁（1）和钢柱（2），该箱形钢梁（1）两端连接第一钢柱（2）和第二钢柱（2），其特征在于：还包括方钢管（3）、插销（4）和弧形钢板，所述弧形钢板包括上弧形钢板（81）和下弧形钢板（82）；所述箱形钢梁（1）一端与第一钢柱固接，所述箱形钢梁（1）另一端的腹板上开设有第一插销孔，所述方钢管（3）一端与第二钢柱固接，所述方钢管（3）另一端侧面上开设有第二插销孔，所述弧形钢板的两端分别固接于所述箱形钢梁（1）和所述第二钢柱（2）上；其中，在所述方钢管（3）另一端插入所述箱形钢梁（1）腹板之间的状态中，所述第一插销孔和第二插销孔正对，所述插销（4）以贯穿所述第一插销孔和第二插销孔的方式将所述箱形钢梁（1）和方钢管（3）销接。
2.根据权利要求1所述的装配式弧形钢板摩擦屈曲耗能销接箱形钢梁柱节点，其特征在于，所述插销（4）采用铜制作而成。
3.根据权利要求1所述的装配式弧形钢板摩擦屈曲耗能销接箱形钢梁柱节点，其特征在于，所述弧形钢板采用低屈服点钢制成。
4.根据权利要求1所述的装配式弧形钢板摩擦屈曲耗能销接箱形钢梁柱节点，其特征在于，所述插销（4）的两端各设一凹槽，两凹槽之间的距离为所述箱形钢梁（1）腹板外侧面之间的距离，所述凹槽上均固设一限位板。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的装配式弧形钢板摩擦屈曲耗能销接箱形钢梁柱节点，其特征在于，所述上弧形钢板（81）通过第一上连接板（61）与所述第二钢柱固接，并通过第二上连接板（71）与所述箱形钢梁（1）固接；所述下弧形钢板（82）通过第一下连接板（62）与所述第二钢柱固接，并通过第二下连接板（72）与所述箱形钢梁（1）固接。
6.根据权利要求5所述的装配式弧形钢板摩擦屈曲耗能销接箱形钢梁柱节点，其特征在于，相应的所述弧形钢板与所述第一上连接板（61）、第一下连接板（62）、第二上连接板（71）和第二下连接板（72）分别焊接。
7.根据权利要求5所述的装配式弧形钢板摩擦屈曲耗能销接箱形钢梁柱节点，其特征在于，所述第一上连接板（61）和第一下连接板（62）分别与所述第二钢柱的翼缘螺接，所述第二上连接板（71）和第二下连接板（72）分别与所述箱形钢梁（1）的翼缘螺接。
8.根据权利要求7所述的装配式弧形钢板摩擦屈曲耗能销接箱形钢梁柱节点，其特征在于，所述第一上连接板（61）和第一下连接板（62）两端各设有两个螺栓孔，且与所述第二钢柱翼缘上设置的螺栓孔位置对应；所述第二上连接板（71）和第二下连接板（72）两端各设有两个螺栓孔，且与所述箱形钢梁（1）上设置的螺栓孔位置对应。
9.根据权利要求1所述的装配式弧形钢板摩擦屈曲耗能销接箱形钢梁柱节点，其特征在于，所述第一钢柱和第二钢柱均采用H形钢柱或箱型截面钢柱。
10.一种根据权利要求1-9中任一项所述的装配式弧形钢板摩擦屈曲耗能销接箱形钢梁柱节点的安装方法，其特征在于，该安装方法包括：
将所述箱形钢梁（1）一端与所述第一钢柱（2）焊接；
将所述方钢管（3）一端与所述第二钢柱（2）焊接；
将所述方钢管（3）另一端插入所述箱形钢梁（1）的腹板之间，使得所述第一插销孔和所述第二插销孔位置对应；
将所述插销（4）插入所述第一插销孔和所述第二插销孔中；
将限位板焊接在所述插销（4）的凹槽内；
将一连接板与所述第二钢柱（2）用螺栓连接固定，将另一连接板与所述箱形钢梁（1）用螺栓连接固定；
将所述弧形钢板焊接固定在所述一连接板与所述另一连接板之间。
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