CN112324217B - 一种基于工字钢梁柱的连接结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于工字钢梁柱的连接结构，包括立柱、工字梁梁体以及连接件，连接件通过立柱装配板贴合固定于立柱表面；而工字梁梁体则通过预留于连接件中两侧侧板之间的梁体插装路径插装并固定到连接件中，所述梁体插装路径两侧设置有带对穿螺纹孔的导向块，以对插入后的梁体进行装配位置的固定；而所述底板水平设置于两侧侧板下部，底板表面上设置有簧板，所述梁体在通过插接定位块定位并完全插装到梁体插装路径中后，簧板抵靠与梁体的下梁翼缘表面，并保持压迫受力状态。本发明具有相对运动的能力，能在位置固定后通过簧板配合工字钢梁进行缓冲避震，可以避免刚性节点带来的脆性断裂问题。

Description

一种基于工字钢梁柱的连接结构
技术领域
本发明涉及钢结构件技术领域，具体涉及一种基于工字钢梁柱的连接结 构。
背景技术
梁是钢结构房屋的主要部件之一，承托着建筑物上部构架中的构件及屋 面的全部重量，是建筑上部构架中最为重要的部分。一般来说，梁的长度根 据两根立柱的间距确定，梁的两端依靠立柱支撑，其受力以自身重力为主， 而立柱支撑、承受的外力以横向力和剪力为主，以弯曲为主要变形。
在装配式钢结构技术领域中，钢结构的梁柱节点处需要采用装配式连接 的方式进行连接，传统的梁柱连接节点的连接方式主要通过多个角钢组合并 进行过度连接，其中，角钢与梁、柱之间通过高强螺栓进行连接，这种连接 结构连接强度高、稳定性好，但缺点在于抗震性能不佳，当强震发生时，容 易在连接件处发生脆性断裂，而采用螺纹连接件与焊接结构组合的连接方式 无法达到牢固的连接效果，在梁体在剪力作用下容易使得最外侧立柱产生变 形，为了保证梁柱的连接节点位置具有较佳的抗震性能，需要设计出可变刚 度的连接结构，另外，在震动过程中，螺栓的松动是不可避免的，螺栓松动 后会使得摩擦效果急剧的降低，所以这种结构也是不可控的，且相对于地震 产生的动能，摩擦效果较差，减震效果较差；需要通过变刚度结构配合缓冲 空间或者缓冲结构来起到提高结构抗震性能的目的。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种基于工字钢梁柱的连接结构，专 用于梁体端部与柱的连接结构上，以解决上述技术背景中的缺陷。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种基于工字钢梁柱的连接结构，包括立柱、工字梁梁体以及连接件， 所述连接件包括立柱装配板以及梁体装配组件；
所述立柱装配板为一平面板体结构，贴合固定于立柱表面；
所述梁体装配组件包括两侧侧板、插接定位块以及底板，两侧侧板、插 接定位块以及底板焊连成型于所述立柱装配板的表面，并与所述立柱装配板 垂直设置，两侧侧板之间的间距与所述工字梁梁体的梁翼缘宽度一致，并在 两侧侧板之间预留有梁体插装路径，并在梁体插装路径两侧设置有与工字梁 梁体腹板相匹配的导向块，导向块上设置有对穿螺纹孔，以对插入后的梁体 进行装配位置的固定；所述工字梁梁体端面预留有定位缺口，并在定位缺口 位置通过所述插接定位块进行定位插装；而所述底板水平设置于两侧侧板下 部，底板表面上设置有簧板，所述梁体在通过插接定位块定位并完全插装到 梁体插装路径中后，簧板抵靠与梁体的下梁翼缘表面，并保持压迫受力状态。
作为进一步限定，所述立柱装配板上设置有若干螺纹装配孔，连接件通 过立柱装配板顶靠于立柱的表面，并在螺纹装配孔位置通过紧固螺栓进行连 接固定。
作为进一步限定，所述两侧侧板与所述立柱装配板的焊连位置内侧设置 有多个加强肋，所述加强肋为直角梯形，且所述加强肋对应直角梯形的上底 面顶靠于所述工字梁梁体腹板表面。
作为进一步限定，所述立柱装配板与所述底板之间设置有加强肋。
作为进一步限定，所述导向块成型于橡胶底座内，并通过橡胶底座贴合 固定于两侧侧板的内表面上。
作为进一步限定，所述定位缺口优选为直角三角形定位缺口，所述直角 三角形定位缺口的两个直角边分别与立柱与工字梁梁体平行，且斜边朝向立 柱；而所述导向块则与该直角三角形定位缺口相匹配。
作为进一步限定，所述工字梁梁体的上梁翼缘表面设置有辅助装配角钢， 并通过所述辅助装配角钢进行工字梁梁体与立柱的辅助连接固定。
有益效果：本发明的基于工字钢梁柱的连接结构通过预制的连接件进行 立柱和工字梁梁体的组合装配，其结构简单，施工现场的装配步骤少，并能 有效减少了焊接连接点的量，其装配后的结构兼具刚性连接和变刚度连接的 优点，其刚性连接的强度和现有技术中的刚性连接性能相当，而配合簧板的 预紧顶靠可在立柱与工字梁梁体之间形成缓冲抗冲击结构，消耗掉震动冲击 力，并能根据地震强度自适应调节，避免立柱和梁体连接点的脆性断裂，起 到抗震的作用。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的装配示意图。
图中：1、立柱；2、辅助装配角钢；3、紧固螺栓；4、两侧侧板；5、导 向块；6、工字梁梁体；7、内侧加强肋；8、插接定位块；9、立柱装配板； 10、底部加强肋；11、簧板；12、底板；13、导向块固定螺栓；14、对穿螺 纹孔；15、橡胶底座；16、工字梁梁体上梁翼缘；17、工字梁梁体腹板；18、 工字梁梁体下梁翼缘。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。 附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式 来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目 的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另 一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一 个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文 所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述仅 表示在图1中的位置关系，只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方 式。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技 术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用 的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文 所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组 合。
参见图1的一种基于工字钢梁柱的连接结构的较佳实施例，在本实施例 中，基于工字钢梁柱的连接结构的连接主体为连接件，该连接件用于连接立 柱1以及工字梁梁体6，在本实施例中，立柱1和工字梁梁体6均为工字钢， 而连接件包括两侧侧板4、导向块5、插接定位块8、立柱装配板9、底板12 以及簧板11，其中，立柱装配板9作为立柱1的装配部件，而两侧侧板4、 导向块5、插接定位块8、立柱装配板9、底板12以及簧板11共同构成梁体 装配组件。
立柱装配板9为一板面结构，其上均匀设置有装配孔，而立柱1的梁翼 缘上设置有与装配孔相匹配的螺纹安装孔，立柱装配板9贴合于立柱1的侧 面，并通过螺纹安装孔、装配孔配合紧固螺栓3进行匹配装配固定。两侧侧 板4、插接定位块8以及底板12焊连成型于立柱装配板9的表面，并与立柱 装配板9垂直设置，两侧侧板4之间的间距与工字梁梁体6的工字梁梁体上 梁翼缘16、工字梁梁体下梁翼缘18的宽度一致，并在两侧侧板4之间预留有梁体插装路径；梁体插装路径的两侧分别对应设置有导向块5，该导向块5衬 装于一个橡胶底座15，导向块5上通过多个导向块固定螺栓13固定设置于两 侧侧板4的内表面上，导向块5用于在工字梁梁体6从右侧插入时进行导向， 而橡胶底座15则用于为导向块5与工字梁梁体6之间的刚性接触提供缓冲； 工字梁梁体6的端面上预成型有一个直角三角缺口，该直角三角缺口的两个 直角边分别与立柱1与工字梁梁体6平行，且斜边朝向立柱1；而插接定位块 8的形状与该直角三角缺口相匹配，以在工字梁梁体6从右侧插入连接件中时 提供定位作用；同时，在梁体插装路径的底部设置有一个底板12，并在该底 板12上成型有一个簧板11，工字梁梁体6插入时，工字梁梁体下梁翼缘18 顶靠于簧板11表面，并在直角三角缺口与插接定位块8接触并持续推送的过 程中提供下压力，并使得工字梁梁体6在完全顶靠于立柱装配板9表面时簧 板11，顶靠于工字梁梁体下梁翼缘18下表面，并保持受力变形的压紧状态。 而为了保证底板12结构的稳定型，底板12除在两侧与两侧侧板4焊连为一 体外，在其底部还设置有连接立柱装配板9与底板12并进行底板12加强的 底部加强肋10。
在本实施例中，装配时，先将立柱装配板9在立柱1的右侧表面利用多 组紧固螺栓3在立柱装配板9相对应的预开孔位置进行装配，装配固定后， 从图示装填的右侧将工字梁梁体6插入连接体的梁体插装路径中，通过导向 块5进行导向，并在工字梁梁体6端面的端口位置卡入插接定位块8中，在 插接定位块8的斜边导向作用下，工字梁梁体下梁翼缘18顶靠于簧板11的 上表面并压紧，保持工字梁梁体6状态，在导向块5上的对穿螺纹孔14位置通过连接螺栓对工字梁梁体6在连接体中的位置进行固定，即完成装配。
而为了提高装配后工字梁梁体6的稳定性，在两侧侧板4与立柱装配板9 的焊连位置内侧还设置有三组直角梯形加强肋作为内侧加强肋7，该内侧加强 肋7对应直角梯形的上底面顶靠在工字梁梁体腹板17的表面，并在工字梁梁 体腹板17的两侧进行限位。另外，在工字梁梁体6的前端上部还设置有一个 辅助装配角钢2，这个辅助装配角钢2用于在工字梁梁体6的前端上部进行结 构补强，而这个位置属于本实施例的装配条件下的弱束缚位置。
在本实施例的结构特征下，工字梁梁体6在立柱1右侧通过连接件进行 位置固定，其固定方式类似于刚性固定连接，但是在工字梁梁体6连接位置 两侧和上部分别进行结构加强，因而相对于传统的角钢连接稳定性更好，同 时由于工字梁梁体6具有上、下的缓冲空间，配合簧板11的压紧设置和导向 块5的梁内限位，可以有效对受震时，工字梁梁体6与立柱1的连接节点位 置进行缓冲，抵消部分震动，从而提高节点位置的整体结构稳定性。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行 业的技术人员应当理解，这些实施例的用途仅用于说明本发明而非意欲限制 本发明的保护范围。此外，也应理解，在阅读了本发明的技术内容之后，本 领域技术人员可以对本发明作各种改动、修改和/或变型，所有的这些等价形 式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于工字钢梁柱的连接结构，其特征在于，包括立柱、工字梁梁体以及连接件，所述连接件包括立柱装配板以及梁体装配组件；
所述立柱装配板为一平面板体结构，贴合固定于立柱表面；
所述梁体装配组件包括两侧侧板、插接定位块以及底板，两侧侧板、插接定位块以及底板焊连成型于所述立柱装配板的表面，并与所述立柱装配板垂直设置，两侧侧板之间的间距与所述工字梁梁体的梁翼缘宽度一致，并在两侧侧板之间预留有梁体插装路径，并在梁体插装路径两侧设置有与工字梁梁体腹板相匹配的导向块，导向块上设置有对穿螺纹孔，以对插入后的梁体进行装配位置的固定；所述工字梁梁体端面预留有定位缺口，并在定位缺口位置通过所述插接定位块进行定位插装；而所述底板水平设置于两侧侧板下部，底板表面上设置有簧板，所述梁体在通过插接定位块定位并完全插装到梁体插装路径中后，簧板抵靠与梁体的下梁翼缘表面，并保持压迫受力状态。
2.根据权利要求1所述的基于工字钢梁柱的连接结构，其特征在于，所述立柱装配板上设置有若干螺纹装配孔，连接件通过立柱装配板顶靠于立柱的表面，并在螺纹装配孔位置通过紧固螺栓进行连接固定。
3.根据权利要求1所述的基于工字钢梁柱的连接结构，其特征在于，所述两侧侧板与所述立柱装配板的焊连位置内侧设置有多个加强肋，所述加强肋为直角梯形，且所述加强肋对应直角梯形的上底面顶靠于所述工字梁梁体腹板表面。
4.根据权利要求1所述的基于工字钢梁柱的连接结构，其特征在于，所述立柱装配板与所述底板之间设置有加强肋。
5.根据权利要求1所述的基于工字钢梁柱的连接结构，其特征在于，所述导向块成型于橡胶底座内，并通过橡胶底座贴合固定于两侧侧板的内表面上。
6.根据权利要求1所述的基于工字钢梁柱的连接结构，其特征在于，所述定位缺口为直角三角形定位缺口，而所述导向块为与所述直角三角形定位缺口相匹配的直角三角形导向块。
7.根据权利要求6所述的基于工字钢梁柱的连接结构，其特征在于，所述直角三角形定位缺口的两个直角边分别与立柱与工字梁梁体平行，且斜边朝向立柱。
8.根据权利要求1所述的基于工字钢梁柱的连接结构，其特征在于，所述工字梁梁体的上梁翼缘表面设置有辅助装配角钢，并通过所述辅助装配角钢进行工字梁梁体与立柱的辅助连接固定。
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Denomination of invention: A Connection Structure Based on I-beam and Column

Effective date of registration: 20231201

Granted publication date: 20220913

Pledgee: Hunan Miluo rural commercial bank Limited by Share Ltd.

Pledgor: Miluo Yichuan Steel Structure Engineering Co.,Ltd.

Registration number: Y2023980068877