CN111287337A - 一种装配式骨形抗震节点 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种装配式骨形抗震节点，主要由H型钢柱、H型钢梁、骨形梁和拼接节点组成。在H型钢梁与H型钢柱连接处外侧增加骨形梁。骨形梁是由一段H型钢梁切割翼缘形成，中间小，两头大，形成骨形结构。骨形梁位于钢柱和钢梁之间，骨形梁一端通过拼接节点与H型钢梁连接，另一端与钢柱焊接。骨形梁翼缘通过梁翼缘外连接板和内连接板通过高强度螺栓与钢梁翼缘连接，骨形梁腹板与钢梁腹板通过双夹板螺栓连接。本发明通过骨形梁和拼接节点的组合，使预先设置好的塑性铰发生在骨形梁处，在大震作用下，骨形梁形成塑性铰，成为耗能梁端，保护整体结构在大震下不倒塌。无需在现场进行焊接的准备工作，大大降低现场施工成本，极大缩短了施工周期。

Description

一种装配式骨形抗震节点
技术领域
本发明涉及钢结构设计领域，尤其是钢结构节点设计中一种装配式骨形抗震节点。
背景技术
2019年4月，上海住建委发布《关于进一步明确装配式建筑实施范围和相关工作要求的通知》，指出除特殊范围要求外，新建民用建筑、工业建筑应全部按装配式建筑要求实施。推进装配式建筑的发展是促进建筑施工方式变革，也是推动城市绿色发展的重要组成成分。钢结构作为一种装配式建筑结构，可以在工厂加工，现场螺栓连接，极大的提高了施工效率。但当前现场多用焊接连接，极大的降低了装配效率。因此，研发一种简洁、通用、施工方便的装配式抗震节点，势必能促进满足抗震要求的装配式钢结构的进一步发展。
根据《建筑抗震设计规范》(GB1350011)，节点抗弯承载力应为梁自身抗弯承载力的Ry倍(过强系数：1.1-1.35)，这样如果直接用螺栓连接，在螺栓孔对钢梁有削弱的情况下，就很难无法满足有关规范对抗弯承载力的要求，这就形成了一个矛盾：装配式结构的发展要求现场采用螺栓连接，而规范的强节点要求又无法采用螺栓连接。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术中存在的问题，提供一种装配式骨形抗震节点实现现场螺栓连接，骨形抗震节点通过采用骨形梁，局部降低梁自身的抗弯承载能力，再通过螺栓链接，在骨形梁处形成塑性铰可以很好的解决上述矛盾。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种装配式骨形抗震节点，主要由H型钢柱、H型钢梁、骨形梁和拼接节点组成。在H型钢梁与H型钢柱连接处外侧增加骨形梁，所述骨形梁是由一段H型钢梁切割翼缘形成，中间小，两头大，形成骨形结构；骨形梁位于钢柱和钢梁之间，骨形梁一端通过拼接节点与H型钢梁连接，另一端与钢柱焊接；骨形梁翼缘通过梁翼缘外连接板和内连接板通过高强度螺栓与钢梁翼缘连接，骨形梁腹板与钢梁腹板通过双夹板螺栓连接。
所述骨形梁与H型钢柱采用全熔透焊接，在与骨形梁翼缘对应的高度增加柱加劲板，所述骨形梁与H型钢梁采用拼接节点连接。
骨形梁与H型钢梁的材质相同、外轮廓尺寸相同，在中间将翼缘切割成弧形形成耗能段。
所述拼接节点为常用的双夹板节点，由螺栓和连接板等构成。
所述H型钢柱由两块翼缘板和一块腹板焊接成H形状。
所述H型钢柱可以用箱型钢柱或十字形钢柱替换，所述箱型钢柱由两块翼缘和两块腹板焊接成“口”形状，所述十字形钢柱由四块翼缘和四块腹板焊接成双H型十字交叉形成。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过骨形梁和拼接节点的组合形式，可以在工厂完成所有焊接工作，在现场只需要安装螺栓即可，实现了抗震节点的现场装配。设置骨形梁，可以使预先塑性铰发生在预先设置好的骨形梁处，在大震作用下，骨形梁成为耗能梁端，保护整体结构在大震下不倒塌。骨形梁的制作方便，可以通过切割机进行一次切割成型。骨形梁与钢梁采用现场螺栓链接，施工简单可靠，可以进行快速装配作业。骨形梁与钢柱在工厂进行全熔透焊接，避免了在现场进行高空焊接作业。
附图说明
图1是本发明组件展开图。
图2为本发明安装完成图。
图3为本发明俯视结构示意图。
图4为本发明当钢柱为十字型柱时的结构图。
在图中：1钢柱、2 H型钢梁、3骨形梁、4骨形段、5螺栓、6翼缘外连接板、7翼缘内连接板、8腹板双夹板、9骨梁与钢柱之间焊缝、10柱加劲板、11柱翼板、12柱腹板、13钢梁腹板、14钢梁翼缘。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施案例并结合附图，对本发明的技术方案进行进一步的描述，但是本法名并不局限于这些实施例。
如图1、2、4所示，一种装配式骨形抗震节点，主要包括钢柱（1）、H型钢梁（3）、骨形梁（2）等，所述钢柱为H型（图1所示）、箱型或十字形（如图4所示）。
如图2所示，所述H型钢柱包括相互平行的两块柱翼缘板（11）和垂直在两块柱翼缘板之间的柱腹板（12）以及柱加劲（10）构成。
H型钢梁包括相互平行的两块梁翼缘板（14）和垂直于两块梁翼缘板之间的梁腹板（13）。
骨形梁（2）由一段H型钢梁切割翼缘形成，中间小，两头大，形成骨形结构（4），骨形部分为弧形，其距离柱边距离由参数a控制（见图3所示）。骨形梁（2）通过焊缝（9）与钢柱焊接，H型钢梁（3）与骨形梁（2）通过双夹板节点连接。
所述双夹板节点由螺栓（5），翼缘外连接板（6），翼缘内连接板（7），腹板夹板（8）等构成。
图2是本发明安装完成图。焊缝（9）在工厂完成，螺栓（5）在建设地现场安装。
图3为本发明俯视结构示意图。骨形梁的设计以相关规范的“强剪弱弯”、“强柱弱梁”及“强节点”的相关计算公式，得到需要切割的参数，再通过骨形梁承载力设计钢梁和骨形梁拼接节点，相关的设计具体步骤如下：
步骤一：选取钢梁（2）的截面参数并计算截面属性；
步骤二：根据步骤一的计算结果，确定骨形梁（3）的a,b值(a为柱翼缘面到骨形梁削弱起始点的水平距离，b为骨形梁削弱部分的水平长度, a取值约为0.5倍梁翼缘宽度,b取值约为0.65倍梁截面高度)；
步骤三：确定c值（c为骨形梁切割深度，c取值约为0.2倍梁翼缘宽度）；
步骤四：根据以上计算的c值计算骨形梁最薄弱截面的截面属性；
步骤五：计算骨形梁的抗弯承载力并以材料的过强系数进行放大；
步骤六：根据步骤五的计算结果设计钢梁和骨形梁的拼接节点。
图4所示为本发明钢柱为十字型柱时的实施方式的结构示意图。
本发明的安装步骤如下：
1．在工厂由翼缘（11）、腹板（12）加工形成钢柱（1），并在相应位置焊接加劲（10），形成带加劲的钢柱（1）；
2．在工厂由翼缘（14）、腹板（13）加工形成H型钢钢梁（3），并在相应位置钻成螺栓孔；
3．采用加工形成的部分H型钢梁切割一段，将这一段切割形成骨形部分（4），最终形成骨形梁部分（3），并在相应位置钻螺栓孔；
4．将骨形梁（3）与钢柱（1）在工厂进行焊接；
5．加工形成拼接节点部分的节点板（6），（7）（8），并在相应位置钻螺栓孔；
6．将焊接了骨形梁的钢柱（1）、钢梁及节点板运输至建设地；
7．安装钢柱（1）；
8．起吊钢梁（2），并采用节点板和螺栓将钢梁和骨形梁（3）连接在一起。
本发明采用装配式骨形抗震节点，将焊接工作从现场高空作业移动到了工厂流水线作业，在工厂焊接，施工质量更有保证，同时在现场只需要安装螺栓，无需在现场进行有关焊接的准备工作，比如防火、防风、防寒等，大大降低了现场施工成本，极大的缩短了施工周期，实现了抗震节点的现场螺栓连接。
本领域的技术人员可以对本发明进行各种改型和改变。因此，本发明覆盖了落入所附的权利要求书及其等同物的范围内的各种改型和改变。

Claims (6)

1.一种装配式骨形抗震节点，主要由H型钢柱、H型钢梁、骨形梁和拼接节点组成，其特征是：在H型钢梁与H型钢柱连接处外侧增加骨形梁，所述骨形梁是由一段H型钢梁切割翼缘形成，中间小，两头大，形成骨形结构；骨形梁位于钢柱和钢梁之间，骨形梁一端通过拼接节点与H型钢梁连接，另一端与钢柱焊接；骨形梁翼缘通过梁翼缘外连接板和内连接板通过高强度螺栓与钢梁翼缘连接，骨形梁腹板与钢梁腹板通过双夹板螺栓连接。
2.根据权利要求1所述的一种装配式骨形抗震节点，其特征是：所述骨形梁与H型钢柱采用全熔透焊接，在与骨形梁翼缘对应的高度增加柱加劲板，所述骨形梁与H型钢梁采用拼接节点连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种装配式骨形抗震节点，其特征是：所述拼接节点为常用的双夹板节点，由螺栓和连接板等构成。
4.根据权利要求1所述的一种装配式骨形抗震节点，其特征是： 所述H型钢柱由两块翼缘板和一块腹板焊接成H形状。
5.根据权利要求1所述的一种装配式骨形抗震节点，其特征是：所述H型钢柱用箱型钢柱或十字形钢柱替换，所述箱型钢柱由两块翼缘和两块腹板焊接成“口”形状，所述十字形钢柱由四块翼缘和四块腹板焊接成双H型十字交叉形成。
6.根据权利要求1所述的一种装配式骨形抗震节点，其特征是：骨形梁与H型钢梁的材质相同、外轮廓尺寸相同，在中间将翼缘切割成弧形形成耗能段。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112376691A (zh) * 2020-10-30 2021-02-19 中冶(上海)钢结构科技有限公司 H型钢梁螺栓节点施工方法
CN113089825A (zh) * 2021-04-19 2021-07-09 重庆恒昇大业建筑科技集团有限公司 梁柱混合框架节点、预制混凝土梁的制备方法及其施工方法
CN113737942A (zh) * 2021-07-30 2021-12-03 嘉兴恒创电力设计研究院有限公司 一种全栓接的装配式钢结构及其施工方法
CN113931324A (zh) * 2021-11-22 2022-01-14 中建安装集团有限公司 一种十字形钢骨柱全螺栓刚性连接节点及施工方法
CN114197678A (zh) * 2021-12-27 2022-03-18 同济大学 一种自复位抗弯受拉型sma黏弹性梁柱节点连接装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103510627A (zh) * 2013-09-25 2014-01-15 沈阳工业大学 方钢管混凝土柱与工字钢梁的套管式节点及其加工方法
CN205475732U (zh) * 2016-02-03 2016-08-17 山东大学 屈曲约束钢结构梁柱连接节点和钢结构建筑
CN103835374B (zh) * 2014-01-15 2019-05-03 夏军武 方钢管柱-h型钢梁拼接外套筒式连接方法
CN110219369A (zh) * 2019-07-10 2019-09-10 重庆大学 基于钢-sma板组元件的屈曲约束梁柱自复位节点及组装方法
CN110629882A (zh) * 2019-09-17 2019-12-31 西安建筑科技大学 一种利用v型构造板提升狗骨式节点的抗倒塌结构

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103510627A (zh) * 2013-09-25 2014-01-15 沈阳工业大学 方钢管混凝土柱与工字钢梁的套管式节点及其加工方法
CN103835374B (zh) * 2014-01-15 2019-05-03 夏军武 方钢管柱-h型钢梁拼接外套筒式连接方法
CN205475732U (zh) * 2016-02-03 2016-08-17 山东大学 屈曲约束钢结构梁柱连接节点和钢结构建筑
CN110219369A (zh) * 2019-07-10 2019-09-10 重庆大学 基于钢-sma板组元件的屈曲约束梁柱自复位节点及组装方法
CN110629882A (zh) * 2019-09-17 2019-12-31 西安建筑科技大学 一种利用v型构造板提升狗骨式节点的抗倒塌结构

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112376691A (zh) * 2020-10-30 2021-02-19 中冶(上海)钢结构科技有限公司 H型钢梁螺栓节点施工方法
CN113089825A (zh) * 2021-04-19 2021-07-09 重庆恒昇大业建筑科技集团有限公司 梁柱混合框架节点、预制混凝土梁的制备方法及其施工方法
CN113737942A (zh) * 2021-07-30 2021-12-03 嘉兴恒创电力设计研究院有限公司 一种全栓接的装配式钢结构及其施工方法
CN113931324A (zh) * 2021-11-22 2022-01-14 中建安装集团有限公司 一种十字形钢骨柱全螺栓刚性连接节点及施工方法
CN114197678A (zh) * 2021-12-27 2022-03-18 同济大学 一种自复位抗弯受拉型sma黏弹性梁柱节点连接装置

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