CN112049259A - H型钢梁-柱连接内嵌连接件角钢节点及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种H型钢梁‑柱连接内嵌连接件角钢节点及制备方法。其中，一种H型钢梁‑柱连接内嵌连接件角钢节点为：H型钢柱两翼缘间固定有内嵌连接件，内嵌连接件上连接有弱轴方向H型钢梁，强轴方向H型钢梁通过角钢与H型钢柱翼缘固定，内嵌连接件腔内填充有灌浆料。其制备方法包括以下步骤：弯折U形板并开设螺栓孔；由面板、加劲板组成T形组合体；在U形板下部连接底板并与T形组合体连接成内嵌连接件；在面板上连接弱轴方向H型钢梁；在强轴方向H型钢梁、角钢上开设螺栓孔；用高强螺栓分别连接H型钢柱、内嵌连接件、角钢、强轴方向H型钢梁；在内嵌连接件空腔注灌浆料。本发明连接方便可靠，施工方便，力学性能优良。

Description

H型钢梁-柱连接内嵌连接件角钢节点及制备方法

技术领域

本发明属于H型钢梁连接及制备技术领域，涉及一种H型钢梁-柱连接内嵌连接件角钢节点及制备方法。

背景技术

钢结构是建筑结构的主要结构形式之一，因其自重轻、承载力强、抗震性能好而被广泛应用。与此同时，钢结构是最容易被设计标准化从而进入流水线工厂化的建筑结构形式之一，对于提高工程建造效率具有促进作用。H型钢因其断面与英文字母“H”相同而得名，是一种截面面积分配更加优化、强重比更加合理的经济断面高效型材。由于H型钢的各个部位均以直角排布，因此H型钢在各个方向上都具有抗弯能力强、施工简单等优点，作为竖向承重柱被大规模使用。由于H型钢截面在两个相互垂直的方向不尽相同，故具有强、弱轴之分。强轴方向是H型钢翼缘平面所对方向，与梁连接时可借助翼缘平面采用栓接或连接；弱轴方向是H型钢腹板平面所对方向，一方面腹板凹入柱截面内给连接带来困难，另一方面相对的两弱轴方向共用一块腹板也给连接制造了麻烦。因此，一种既能同时方便强轴和弱轴方向梁的连接，又具有良好力学性能的梁-柱连接节点十分必要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种既能同时方便强轴和弱轴方向梁的连接，又具有良好力学性能的梁-柱连接内嵌连接件角钢节点及制备方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种H型钢梁-柱连接内嵌连接件角钢节点，包括H型钢柱， H型钢柱强轴方向对称设有角钢，角钢与强轴方向H型钢梁固定连接，H型钢柱弱轴方向设置有内嵌连接件，内嵌连接件与弱轴方向H型钢梁固定连接，所述内嵌连接件空腔内下部设置有底板，所述内嵌连接件及底板围成的空间内填充有灌浆料。所述内嵌连接件由U形板、T形组合体连接组成，所述U形板弯折处为圆角，弯折形成两个U形板侧壁，所述T形组合体由面板与加劲板连接形成，所述U形板侧壁上开设内嵌连接件螺栓孔。所述内嵌连接件嵌入H型钢柱腹板及H型钢柱翼缘围成的U形凹槽内，面板外立面与H型钢柱翼缘外缘平齐，所述面板与弱轴方向H型钢梁翼缘、弱轴方向H型钢梁腹板连接，所述加劲板与弱轴方向H型钢梁腹板位置对应。所述角钢为两个结构相同的顶角钢和底角钢，角钢的两肢分别通过高强螺栓与强轴方向H型钢梁翼缘及H型钢柱翼缘固定，所述角钢上设置有角钢螺栓孔，所述强轴方向H型钢梁翼缘上设置有H型钢梁翼缘螺栓孔，所述H型钢柱翼缘上设置有H型钢柱翼缘螺栓孔，所述高强螺栓均为双排布置，双排高强螺栓以H型钢柱腹板为对称轴对称设置。所述底板为两块，以加劲板为对称轴对称布置，位置应不低于内嵌连接件螺栓孔，且不高于偏下的弱轴方向H型钢梁翼缘。

所述H型钢梁或H型钢柱为连接或热轧H型钢。

所述高强螺栓为大六角高强螺栓或扭剪型高强螺栓。

所述角钢为等边或不等边角钢。

本发明还提供了一种H型钢梁-柱连接内嵌连接件角钢节点的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1，弯折钢板形成所述U形板并开设螺栓孔：弯折钢板形成U形板，使U形板在转角处形成圆角，在U形板侧壁上开设内嵌连接件螺栓孔；

步骤2，在所述U形板上连接底板：在内嵌连接件下部的内嵌连接件螺栓孔上方附近位置连接底板，底板与U形板相互垂直；

步骤3，在所述面板竖向中线处连接加劲板：将加劲板连接在面板竖向中线位置，二者形成T形组合体；

步骤4，在所述U形板上连接T形组合体：将所述T形组合体连接在所述U形板上组成内嵌连接件，连接从加劲板与U形板的接触边外端向中点延伸，在施焊空间允许的情况下，应尽量使焊缝趋近于接触边中点位置，以避免焊缝长度不足带来的连接强度不足；

步骤5，在所述面板上连接弱轴方向H型钢梁：将接弱轴方向H型钢梁垂直连接在面板上，弱轴方向H型钢梁腹板与加劲板位置对应；

步骤6，在所述强轴方向H型钢梁、角钢上开设螺栓孔：在强轴方向H型钢梁翼缘上开设H型钢梁翼缘螺栓孔，H型钢梁翼缘螺栓孔双排布置且以强轴方向H型钢梁腹板为对称轴对称，在角钢上开设角钢螺栓孔，角钢螺栓孔双排布置且以角钢竖向中线为对称轴对称；

步骤7，固定所述内嵌连接件及连接所述弱轴方向H型钢梁、强轴方向H型钢梁：高强螺栓依次穿过所述内嵌连接件螺栓孔、H型钢柱翼缘螺栓孔、角钢螺栓孔将内嵌连接件、H型钢柱、角钢固定，高强螺栓依次穿过所述H型钢梁翼缘螺栓孔、角钢螺栓孔将强轴方向H型钢梁与角钢固定。

步骤8，填充灌浆料：将所述灌浆料填充于内嵌连接件、底板围成的长方体区域内，使灌浆料上缘与内嵌连接件上缘平齐。

比较现有的H型钢梁-柱节点，本发明具有以下优点：

一，内嵌连接件可同时满足强轴方向和弱轴方向梁的连接，施焊作业可全部在地面完成，高空安装作业全部为栓接，可有效保证安装质量；

二，内嵌连接件既是节点连接件，又是节点补强件，可有效补强节点域强度，提高节点力学性能。

三，内嵌连接件中灌浆料可进一步提高节点区承载力，增强节点抗震性能。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明节点连接的结构示意图。

图3为本发明内嵌连接件与弱轴方向H型钢梁组合体的结构示意图。

图4为本发明H型钢柱的结构示意图。

图5为本发明弱轴方向H型钢梁的结构示意图。

图中：1—H型钢柱；11—H型钢柱腹板；12—H型钢柱翼缘；13—H型钢柱翼缘螺栓孔；2—内嵌连接件；21—底板；22—灌浆料；23—U形板；24—面板；25—U形板侧壁；26—加劲板；27—内嵌连接件螺栓孔；3—强轴方向H型钢梁；31—强轴方向H型钢梁翼缘；32—强轴方向H型钢梁腹板；33—H型钢梁翼缘螺栓孔；4—弱轴方向H型钢梁；41—弱轴方向H型钢梁翼缘；42—弱轴方向H型钢梁腹板；5—角钢；51—角钢螺栓孔；6—高强螺栓。

具体实施方式

如图1~图5中，一种H型钢梁-柱连接内嵌连接件角钢节点的制备方法，H型钢柱1由H型钢柱腹板11及H型钢柱翼缘12构成，强轴方向H型钢梁3由强轴方向H型钢梁翼缘31及强轴方向H型钢梁腹板32构成，弱轴方向H型钢梁4由弱轴方向H型钢梁翼缘41及强轴方向H型钢梁腹板42构成。

在H型钢柱腹板11及H型钢柱翼缘12组成的U形空间内固定有内嵌连接件2。面板24竖向中线位置连接有加劲板26形成T形组合体，U形板23及T形组合体连接形成内嵌连接件2。两个U形板侧壁25分别设置有单列布置的内嵌连接件螺栓孔27。

内嵌连接件2腔体下部连接有底板21，底板21为两块，以加劲板26为对称轴对称布置，位置应不低于内嵌连接件螺栓孔27，且不高于偏下的弱轴方向H型钢梁翼缘41。

面板24正中连接有弱轴方向H型钢梁4，二者相互垂直，加劲板26与弱轴方向H型钢梁腹板42对应。H型钢柱翼缘12上设置有双排H型钢柱螺栓孔13，以H型钢柱腹板11为对称轴对称布置。

强轴方向H型钢梁翼缘31上设置有双排H型钢梁螺栓孔33，以强轴方向H型钢梁腹板32为对称轴对称布置。

角钢5的两肢均设有双排布置的角钢螺栓孔51，两排螺栓孔51以角钢的竖向中线为对称轴对称设置。

H型钢柱1、内嵌连接件2、角钢5的一肢通过高强螺栓6固定，H型钢柱1、强轴方向H型钢梁4、角钢5的另一肢通过高强螺栓6固定。

上述H型钢梁-柱连接内嵌连接件角钢节点的具体制备方法包括以下步骤：

步骤1，弯折钢板形成U形板23并开设螺栓孔：弯折钢板形成U形板23，使U形板23在转角处形成圆角，在的两个U形板侧壁25上均开设加强连接件螺栓孔27，两U形板侧壁25上的加强连接件螺栓孔27以U形板23的竖向中线为对称轴对称；

步骤2，在U形板下部的加强连接件螺栓孔27上方附近连接底板21，底板21为两块，均与U形板23相互垂直，并以U形板23的竖向中线为对称轴对称布置；

步骤3，在面板24竖向中线处连接加劲板26：将加劲板26连接在面板24竖向中线位置，二者形成T形组合体；

步骤4，在U形板23上连接T形组合体：将T形组合体连接在U形板23上组成内嵌连接件2，面板24端部与U形板侧壁25内侧连接，加劲板26端部与U形板23立面内壁连接，连接从加劲板26与U形板23的接触边外端向中点延伸，在施焊空间允许的情况下，应尽量使焊缝趋近于接触边中点位置，以避免焊缝长度不足带来的连接强度不足；

步骤5，在面板24上连接弱轴方向H型钢梁4：将接弱轴方向H型钢梁4垂直连接在面板24上，弱轴方向H型钢梁4端面几何中心与面板24几何中心重合，弱轴方向H型钢梁腹板42与加劲板26位置对应；

步骤6，在强轴方向H型钢梁3、角钢5上开设螺栓孔：在强轴方向H型钢梁翼缘31上开设H型钢梁翼缘螺栓孔33，H型钢梁翼缘螺栓孔33双排布置且以强轴方向H型钢梁腹板32为对称轴对称，在角钢5上开设角钢螺栓孔51，角钢螺栓孔51双排布置且以角钢竖向中线为对称轴对称；

步骤7，固定内嵌连接件2及连接弱轴方向H型钢梁4、强轴方向H型钢梁3：高强螺栓6依次穿过内嵌连接件螺栓孔27、H型钢柱翼缘螺栓孔13、角钢螺栓孔51将内嵌连接件2、H型钢柱1、角钢5固定，即完成弱轴方向H型钢梁与H型钢柱的固定，高强螺栓6依次穿过H型钢梁翼缘螺栓孔33、角钢螺栓孔51将强轴方向H型钢梁3与角钢5固定，即完成强轴方向H型钢梁与H型钢柱的固定。

步骤8，填充灌浆料22：将灌浆料22填充于内嵌连接件2、底板21围成的长方体区域内，使灌浆料22上缘与内嵌连接件2上缘平齐。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种H型钢梁-柱连接内嵌连接件角钢节点，包括H型钢柱（1），其特征在于：H型钢柱（1）强轴方向对称设有角钢（5），角钢（5）与强轴方向H型钢梁（3）固定连接，H型钢柱（1）弱轴方向设置有内嵌连接件（2），内嵌连接件（2）与弱轴方向H型钢梁（4）固定连接，所述内嵌连接件（2）空腔内下部设置有底板（21），所述内嵌连接件（2）及底板（21）围成的空间内填充有灌浆料（22）。

2.根据权利要求1所述的H型钢梁-柱连接内嵌连接件角钢节点，其特征在于：所述内嵌连接件（2）由U形板（23）、T形组合体连接组成， U形板（23）弯折处为圆角，弯折形成两个U形板侧壁（25），T形组合体由面板（24）与加劲板（26）连接形成， U形板侧壁（25）上开设内嵌连接件螺栓孔（27）。

3.根据权利要求1所述的H型钢梁-柱连接内嵌连接件角钢节点，其特征在于：所述内嵌连接件（2）嵌入H型钢柱腹板（11）及H型钢柱翼缘（12）围成的U形凹槽内，面板（24）外立面与H型钢柱翼缘（12）外缘平齐，面板（24）与弱轴方向H型钢梁翼缘（41）、弱轴方向H型钢梁腹板（42）连接，加劲板（26）与弱轴方向H型钢梁腹板（42）位置对应。

4.根据权利要求1所述的H型钢梁-柱连接内嵌连接件角钢节点，其特征在于：所述角钢（5）为两个结构相同的顶角钢和底角钢，角钢（5）的两肢分别通过高强螺栓（6）与强轴方向H型钢梁翼缘（31）及H型钢柱翼缘（12）固定，角钢（5）上设置有角钢螺栓孔（51），强轴方向H型钢梁翼缘（31）上设置有H型钢梁翼缘螺栓孔（33），所述H型钢柱翼缘（12）上设置有H型钢柱翼缘螺栓孔（13），高强螺栓（6）均为双排布置，双排高强螺栓（6）以H型钢柱腹板（11）为对称轴对称设置。

5.根据权利要求1所述的H型钢梁-柱连接内嵌连接件角钢节点，其特征在于：所述底板（21）为两块，以加劲板（26）为对称轴对称布置，位置应不低于内嵌连接件螺栓孔（27），且不高于偏下的弱轴方向H型钢梁翼缘（41）。

6.根据权利要求1~5任一项所述的H型钢梁-柱连接内嵌连接件角钢节点的连接方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1），弯折钢板形成所述U形板（23）并开设螺栓孔：弯折钢板形成U形板（23），使U形板（23）在转角处形成圆角，在U形板侧壁（25）上开设内嵌连接件螺栓孔（27）；

步骤2），在所述U形板（23）上连接底板（21）：在内嵌连接件下部的内嵌连接件螺栓孔（27）上方附近位置连接底板（21），底板（21）与U形板（23）相互垂直；

步骤3），在所述面板（24）竖向中线处连接加劲板（26）：将加劲板（26）连接在面板（24）竖向中线位置，二者形成T形组合体；

步骤4），在所述U形板（23）上连接T形组合体：将所述T形组合体嵌入所述U形板（23）内，面板（24）端部与U形板（23）侧壁内侧连接，加劲板（26）端部与U形板（23）立面内壁连接，连接从加劲板（26）外端向中点延伸，在施焊空间允许的情况下，应尽量使焊缝趋近于接触边中点位置，以避免焊缝长度不足带来的连接强度不足；

步骤5），在所述面板（24）上连接弱轴方向H型钢梁（4）：将接弱轴方向H型钢梁（4）垂直连接在面板（24）上，弱轴方向H型钢梁腹板（42）与加劲板（26）位置对应；

步骤6），在所述强轴方向H型钢梁（3）、角钢（5）上开设螺栓孔：在强轴方向H型钢梁翼缘（31）上开设H型钢梁翼缘螺栓孔（33），H型钢梁翼缘螺栓孔（33）双排布置且以强轴方向H型钢梁腹板（32）为对称轴对称，在角钢（5）上开设角钢螺栓孔（51），角钢螺栓孔（51）双排布置且以角钢竖向中线为对称轴对称；

步骤7），固定所述内嵌连接件（2）及连接所述弱轴方向H型钢梁（4）、强轴方向H型钢梁（3）：高强螺栓（6）依次穿过所述内嵌连接件螺栓孔（27）、H型钢柱翼缘螺栓孔（13）、角钢螺栓孔（51）将内嵌连接件（2）、H型钢柱（1）、角钢（5）固定，高强螺栓（6）依次穿过所述H型钢梁翼缘螺栓孔（33）、角钢螺栓孔（51）将强轴方向H型钢梁（3）与角钢（5）固定；

步骤8），填充灌浆料（22）：将所述灌浆料（22）填充于内嵌连接件（2）、底板（21）围成的长方体区域内，使灌浆料（22）上缘与内嵌连接件（2）上缘平齐。

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