CN111395525A - 一种双节点板方钢管柱-k形钢支撑连接节点 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及建筑结构连接节点中的K形钢支撑连接节点领域，公开了一种双节点板方钢管柱‑K形钢支撑连接节点，包括在柱壁开设六个螺栓孔的方钢管柱，通过对拉螺栓固定在柱两侧的钢板，焊接在钢板上的两块节点板，以及通过高强螺栓连接到节点板上的钢支撑，钢支撑与节点板连接的一端需切去一部分腹板。该节点可以提高钢框架的抗震能力、耗能能力和延性；现场施工方便，节点满足“强节点弱构件”原则，也具备必要的强度、良好的变形能力和耗能能力。

Description

一种双节点板方钢管柱-K形钢支撑连接节点
技术领域
本发明涉及建筑结构连接节点中的K形钢支撑连接节点领域，具体为一种双节点板方钢管柱-K形钢支撑连接节点。
背景技术
装配式钢结构建筑在现今建筑行业中得到了大力推广，它具有设计标准，生产工业化，施工装配化，装修一体化，管理信息化，应用智能化的优势。装配式钢结构建筑可以减少施工中给人们带来的污染，可以降低施工成本，提高施工效率和质量，使施工变得更安全，同时缓解了钢铁产业生产过剩带来的危机。
装配式钢结构建筑有以下优势：①布置灵活，建筑内容集成化较高。装配式钢结构建筑空间布置相对合理，建筑实用面积较大，承重墙剪力墙结构相对砖混结构较少；②自重轻，抗震性能好。钢材具有轻质高强的特点，使用钢材可以提升建筑的安全性、稳定性、抗震性；③符合我国可持续发展理念。装配式钢结构建筑施工污染小、施工效率高。
钢框架—支撑体系是当今钢结构建筑研究的主要结构形式之一，该体系具有良好的抗震性能和较大的抗侧刚度，结构传力路径合理，因此在国内外工程中得到了广泛的应用。在螺栓连接的支撑节点震害中，通常可归纳为下列六种破坏形式：①支撑第一排螺栓孔横向断裂；②支撑杆件沿整排连接的螺栓孔边缘撕裂；③连接螺栓被剪断，导致支撑与节点板脱开；④节点板断裂；⑤节点板与支撑连接的第一个螺栓孔端部边缘被拉坏；⑥支撑节点板在柱子连接处焊缝整个被拉脱开。
我国《高层民用建筑钢结构技术规程》规定，柱间支撑两端应为刚性连接，但可按两端铰接计算；而且在规程中给出的几种典型支撑节点形式也均为刚性连接，这种节点的整体性很好，节点的约束能力较强，能够在一定程度上减小支撑斜杆的计算长度，对结构的整体刚度也有一定贡献，在我国民用建筑中，基本都使用此类节点。但正是由于这种节点较强的约束能力，使支撑在发生失稳时将在节点处产生次弯矩，不仅为节点设计带来了麻烦，而且会影响支撑的低周疲劳寿命，另外这种刚性连接做法也为制作、施工与安装带来了一定麻烦。因此，需要提供一种新型的连接节点，提高现场的施工效率，贯彻执行绿色装配式钢结构理念。
发明内容
传统的连接需要进行施工、安装，不仅费时而且还不经济，更重要的是在某些情况下，按照传统的刚性连接进行设计、施工时将会遇到很大的麻烦，往往会因为节点部分所占空间较大而影响结构的使用。为了解决上述问题，本发明提出了一种双节点板方钢管柱-K形钢支撑连接节点，具体是通过以下技术方案来实现的：
一种双节点板方钢管柱-K形钢支撑连接节点，包括：
方钢管柱，所述方钢管柱的柱壁开设有六个螺栓孔；
钢板，所述钢板有两块分别固定在所述方钢管柱两侧；
节点板5，所述节点板5有两块分别垂直焊接在所述钢板其中一块上，所述两块节点板5相互平行；
钢支撑，所述钢支撑有两块对称固连在所述两块节点板5上。
进一步的，所述钢板开有与方钢管柱对应的六个螺栓孔，所述钢板通过对拉螺栓6与螺栓孔的配合与所述方钢管柱固定。
进一步的，所述钢支撑包括两块平行设置的翼缘和垂直固定在两块翼缘中心线位置的腹板，所述钢支撑的一端切去一部分腹板，所述节点板5与所述钢支撑连接处切去对应的切角，以使两块节点板5能够沿切角处推入钢支撑两块翼缘中。
进一步的，所述两块节点板5的外间距等于所述钢支撑两块翼缘的内间距。
进一步的，所述钢支撑切去腹板处的翼缘上分别对称开设有两个螺孔，所述节点板5在对应位置也开设有两个相同尺寸的螺孔，所述钢支撑与所述节点板5通过高强螺栓与螺孔的配合固连。
进一步的，所述钢支撑上开设的螺孔中心距离翼缘边缘的长度大于等于30mm。
进一步的，所述钢板上开设的螺栓孔中心距离钢板边缘的长度大于等于40mm。
进一步的，所述方钢管柱上开设的螺栓孔中心距离方钢管柱边缘的长度大于等于40mm。
进一步的，所述钢支撑与水平方向的夹角为45°～60°。
本发明的有益效果是：
(1)方钢管柱与钢板通过对拉螺栓连接，避免现场焊接作业，提高施工效率，污染小。
(2)节点满足“强节点弱构件”的设计原则，同时也具备必要的强度、良好的变形能力和耗能能力。
(3)结构在永久变形下产生的构件损伤通常需要进行昂贵的修复，采用高强螺栓和对拉螺栓连接方便节点板的修复和更换，降低了地震后的修复成本。
附图说明
图1是根据本发明实施例的主视图；
图2是根据本发明实施例的左视图；
图3是根据本发明实施例的爆炸图，其中，L1-节点板上开设的螺栓孔中心距离钢板边缘(垂直内力方向)的长度、L2-钢板上开设的螺栓孔中心距离钢板边缘(顺内力方向)的长度、L3-钢支撑翼缘上开设的螺栓孔中心距离翼缘边缘(垂直内力方向)的长度。
其中，附图标记为：1-方钢管柱、2-钢支撑、3-钢板、4-高强螺栓、5-节点板、6-对拉螺栓。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明方案作进一步的详细说明。
根据图1～图3所示，一种双节点板方钢管柱-K形钢支撑连接节点，包括：
方钢管柱1，方钢管柱1的柱壁开设有六个螺栓孔；
钢板3，钢板3有两块分别固定在方钢管柱1两侧；
节点板5，节点板5有两块分别垂直焊接在钢板3其中一块上，两块节点板5相互平行；
钢支撑2，钢支撑2有两块对称固连在两块节点板5上。
进一步的，钢板3开有与方钢管柱1对应的六个螺栓孔，钢板3通过对拉螺栓6与螺栓孔的配合与方钢管柱1固定。
进一步的，钢支撑2包括两块平行设置的翼缘和垂直固定在两块翼缘中心线位置的腹板，钢支撑2的一端切去一部分腹板，节点板5与钢支撑2连接处切去对应的切角，以使两块节点板5能够沿切角处推入钢支撑2两块翼缘中。
进一步的，两块节点板5的外间距等于钢支撑2两块翼缘的内间距。
进一步的，钢支撑2切去腹板处的翼缘上分别对称开设有两个螺孔，节点板5在对应位置也开设有两个相同尺寸的螺孔，钢支撑2与节点板5通过高强螺栓4与螺孔的配合固连。
进一步的，钢支撑2上开设的螺孔中心距离翼缘边缘的长度大于等于30mm，保证高强螺栓4的连接中心与被连接构件截面的重心相一致。
进一步的，钢板3上开设的螺栓孔中心距离钢板3边缘的长度大于等于40mm，保证对拉螺栓6的连接中心与被连接构件截面的重心相一致。
进一步的，方钢管柱1上开设的螺栓孔中心距离方钢管柱1边缘的长度大于等于40mm，保证对拉螺栓6的连接中心与被连接构件截面的重心相一致。
进一步的，钢支撑2与水平方向的夹角为45°～60°。
实施例1
在工厂内，在节点板5上下两侧各开设两个螺栓孔，螺栓孔的直径为22mm，螺栓孔中心距离节点板边缘(垂直内力方向)距离L1为40mm，且将两块节点板5焊接在钢板3上，将方钢管柱1与钢板3上对应位置开设相同直径的六个螺栓孔，螺栓孔直径为22mm，螺栓孔中心距离钢板边缘(顺内力方向)距离L2为45mm，且通过对拉螺栓6(直径为20mm)将钢板3固定在方钢管柱1的两侧，将钢支撑2端部切去一块腹板，且在上下翼缘各开设两个螺孔，螺孔直径为22mm，螺孔中心距离翼缘边缘(垂直内力方向)距离L3为35mm。
在施工现场，将两块节点板5沿切角方向推入钢支撑2上、下翼缘中，两个钢支撑与水平面之间的夹角为45°～60°，将高强螺栓4(直径为20mm)穿过节点板5和钢支撑2上开设的螺孔，完成K形钢支撑与方钢管柱1的固定连接。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，可以在未脱离本发明专利构思的基础上做任何修改或同等替换，其均应涵盖在本权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种双节点板方钢管柱-K形钢支撑连接节点，其特征在于，包括：
方钢管柱(1)，所述方钢管柱(1)的柱壁开设有六个螺栓孔；
钢板(3)，所述钢板(3)有两块分别固定在所述方钢管柱(1)两侧；
节点板(5)，所述节点板(5)有两块分别垂直焊接在所述钢板(3)其中一块上，所述两块节点板(5)相互平行；
钢支撑(2)，所述钢支撑(2)有两块对称固连在所述两块节点板(5)上。
2.根据权利要求1所述的一种双节点板方钢管柱-K形钢支撑连接节点，其特征在于，所述钢板(3)开有与方钢管柱(1)对应的六个螺栓孔，所述钢板(3)通过对拉螺栓(6)与螺栓孔的配合与所述方钢管柱(1)固定。
3.根据权利要求1所述的一种双节点板方钢管柱-K形钢支撑连接节点，其特征在于，所述钢支撑(2)包括两块平行设置的翼缘和垂直固定在两块翼缘中心线位置的腹板，所述钢支撑(2)的一端切去一部分腹板，所述节点板(5)与所述钢支撑(2)连接处切去对应的切角，以使两块节点板(5)能够沿切角处推入钢支撑(2)两块翼缘中。
4.根据权利要求3所述的一种双节点板方钢管柱-K形钢支撑连接节点，其特征在于，所述两块节点板(5)的外间距等于所述钢支撑(2)两块翼缘的内间距。
5.根据权利要求1所述的一种双节点板方钢管柱-K形钢支撑连接节点，其特征在于，所述钢支撑(2)切去腹板处的翼缘上分别对称开设有两个螺孔，所述节点板(5)在对应位置也开设有两个相同尺寸的螺孔，所述钢支撑(2)与所述节点板(5)通过高强螺栓(4)与螺孔的配合固连。
6.根据权利要求1所述的一种双节点板方钢管柱-K形钢支撑连接节点，其特征在于，所述钢支撑(2)上开设的螺孔中心距离翼缘边缘的长度大于等于30mm。
7.根据权利要求1所述的一种双节点板方钢管柱-K形钢支撑连接节点，其特征在于，所述钢板(3)上开设的螺栓孔中心距离钢板(3)边缘的长度大于等于40mm。
8.根据权利要求1所述的一种双节点板方钢管柱-K形钢支撑连接节点，其特征在于，所述方钢管柱(1)上开设的螺栓孔中心距离方钢管柱(1)边缘的长度大于等于40mm。
9.根据权利要求1所述的一种双节点板方钢管柱-K形钢支撑连接节点，其特征在于，所述钢支撑(2)与水平方向的夹角为45°～60°。
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