CN112854480A - 一种梁柱弱轴连接节点及其组装方法 - Google Patents

一种梁柱弱轴连接节点及其组装方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种梁柱弱轴连接节点及其组装方法，涉及建筑技术领域。一种梁柱弱轴连接节点，包括支撑柱和连接梁，支撑柱的轴向和连接梁的轴向垂直；连接梁的一端设有连接件，连接件与支撑柱可拆卸连接；连接件与支撑柱之间还设有支撑件，支撑件分别与支撑柱及连接件可拆卸连接。采用本发明，其结构简单，节点承载力强，组装方便，震后便于修复。此外本发明还提出一种梁柱弱轴连接节点的组装方法，包括梁柱弱轴连接节点，还包括将连接件焊接于连接梁的一端；将连接件放置于两个柱翼缘之间，在连接件内放置两个支撑件；通过高强螺栓将柱翼缘、连接件和支撑件固定在一起。采用该方法，便于对梁柱弱轴连接节点进行组装，方便快捷。

Description

一种梁柱弱轴连接节点及其组装方法
技术领域
本发明涉及建筑技术领域，具体而言，涉及一种梁柱弱轴连接节点及其组装方法。
背景技术
钢材具有轻质量、高强度、高弹性、高延性的优点。在结构领域被广泛使用，尤其是在大跨度结构、桥梁结构。在钢框架中，梁柱连接节点根据连接方式，可以分为：强轴连接节点和弱轴连接节点。国内外学者从连接形式、施工方法以及设计等方面入手，提出将塑性铰从节点域外移来改善节点的抗震性能。塑性铰外移的措施主要包括两个方面：一是对梁端进行加强，另一种是对梁翼缘或者梁腹板进行削弱。这两种措施均能够实现梁塑性铰远离节点域，从而避免节点过早出现脆性破坏。其中，加强型梁柱连接节点通常分为梁端扩大式、梁端加盖板式以及梁端加腋式等形式；削弱型梁柱连接节点通常分为梁翼缘削弱型节点、梁腹板开孔型节点、梁腹板切缝型节点等。
近年来，国内外对H型钢梁和H型钢柱连接节点的受力性能和连接方式进行了广泛的研究，但研究主要集中在强轴连接方向。强轴方向连接时，只需在柱腹板上加水平加劲肋即可，制作简单，施工方便。但对于弱轴方向的研究较少，传统的弱轴方向的连接，一般采用在弱轴方向的梁对应的位置焊接两个柱子的水平加劲肋，在水平加劲肋之间加竖向加劲肋，尤其是在梁翼缘宽度小于柱子高度时。但加劲肋与柱腹板连接对柱的腹板有削弱作用，水平加劲肋在柱翼缘之间会因为柱腹板高度的限制而不易施焊。或者按照要求将柱子水平加劲肋按照一定的要求做成具有一定坡度的梯形外伸板，加工不方便。并且在房屋内部装修时，加大的外伸板无形中占据了房屋的有效使用面积。
发明内容
本发明的目的在于提供一种梁柱弱轴连接节点，其结构简单，节点承载力强，组装方便，震后便于修复。
本发明的另一目的在于提供一种梁柱弱轴连接节点的组装方法，采用该方法，便于对梁柱弱轴连接节点进行组装，方便快捷。
本发明的实施例是这样实现的：
第一方面，本申请实施例提供一种梁柱弱轴连接节点，包括支撑柱和连接梁，上述支撑柱的轴向和上述连接梁的轴向垂直；上述连接梁的一端设有连接件，上述连接件与上述支撑柱可拆卸连接；上述连接件与上述支撑柱之间还设有支撑件，上述支撑件分别与上述支撑柱及上述连接件可拆卸连接。
进一步的，在本发明的一些实施例中，上述还包括高强螺栓，上述支撑柱设有第一螺孔，上述连接件设有第二螺孔，上述支撑件设有第三螺孔；上述高强螺栓的一端依次穿过上述第一螺孔与上述第二螺孔并与上述第三螺孔螺纹连接。
进一步的，在本发明的一些实施例中，上述支撑柱为H型钢，上述支撑柱包括两个相对设置的柱翼缘和设于两个上述柱翼缘之间的柱腹板，上述柱腹板的两侧分别与上述柱翼缘连接；上述连接件设于两个上述柱翼缘之间。
进一步的，在本发明的一些实施例中，上述连接件为槽型钢，上述连接件远离其开口的一侧与上述连接梁连接，上述支撑件设于上述连接件内部；上述支撑件的一侧与上述连接件相抵，上述支撑件的另一侧与上述柱腹板相抵。
进一步的，在本发明的一些实施例中，上述支撑件为槽型钢，上述连接件内设有两个相对设置的上述支撑件，两个上述支撑件的开口朝向与上述支撑柱的轴向一致。
进一步的，在本发明的一些实施例中，上述连接梁为H型钢，上述连接梁包括两个相对设置的梁翼缘和设于两个上述梁翼缘之间的梁腹板，上述梁腹板的两侧分别与上述梁翼缘连接。
进一步的，在本发明的一些实施例中，上述两个上述梁翼缘之间设有多个加劲肋，任一上述加劲肋分别与上述梁翼缘及上述梁腹板连接。
进一步的，在本发明的一些实施例中，上述连接件与上述连接梁焊接。
第二方面，本申请实施例提供一种梁柱弱轴连接节点的组装方法，包括上述的梁柱弱轴连接节点，还包括将连接件焊接于连接梁的一端；将连接件放置于两个柱翼缘之间，在连接件内放置两个支撑件；通过高强螺栓将柱翼缘、连接件和支撑件固定在一起。
相对于现有技术，本发明实施例至少具有如下优点或有益效果：
本发明实施例提供一种梁柱弱轴连接节点，包括支撑柱和连接梁，上述支撑柱的轴向和上述连接梁的轴向垂直；上述连接梁的一端设有连接件，上述连接件与上述支撑柱可拆卸连接；上述连接件与上述支撑柱之间还设有支撑件，上述支撑件分别与上述支撑柱及上述连接件可拆卸连接。
本发明实施例提供的梁柱弱轴连接节点，使支撑柱和连接梁之间通过连接件和支撑件形成类似于箱子一样形状的节点域，使得弱轴方向(连接梁的轴向)和强轴方向(支撑柱的轴向)形成了相同的效果，达到了和强轴方向相似的承载力，提高了节点的整体承载力。而且其结构简单，便于拆卸和组装，震后损毁或者维修时便于拆卸更换。
本发明实施例还提供一种梁柱弱轴连接节点的组装方法，包括上述的梁柱弱轴连接节点，还包括将连接件焊接于连接梁的一端；将连接件放置于两个柱翼缘之间，在连接件内放置两个支撑件；通过高强螺栓将柱翼缘、连接件和支撑件固定在一起。采用该方法，便于对梁柱弱轴连接节点进行组装，方便快捷。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的梁柱弱轴连接节点的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的梁柱弱轴连接节点沿柱腹板平面所在方向的局部剖视图；
图3为本发明实施例提供的连接梁与连接件的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的两个支撑件在支撑柱内的安装位置的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的多个梁柱弱轴连接节点连接形成的框架的正视图。
图标：1-连接件；2-支撑件；3-柱翼缘；4-柱腹板；5-高强螺栓；6-第一螺孔；7-第二螺孔；8-第三螺孔；9-梁翼缘；10-梁腹板；11-加劲肋。
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，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通的技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，若出现“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或者竖直，而是可以稍微的倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对于“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明实施例的描述中，“多个”代表至少2个。
在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例
请参照图1-图5，图1所示为本发明实施例提供的梁柱弱轴连接节点的结构示意图；图2所示为本发明实施例提供的梁柱弱轴连接节点沿柱腹板4平面所在方向的局部剖视图；图3所示为本发明实施例提供的连接梁与连接件1的结构示意图；图4所示为本发明实施例提供的两个支撑件2在支撑柱内的安装位置的结构示意图；图5所示为本发明实施例提供的多个梁柱弱轴连接节点连接形成的框架的正视图。
本实施例提供一种梁柱弱轴连接节点，包括支撑柱和连接梁，上述支撑柱的轴向和上述连接梁的轴向垂直；上述连接梁的一端设有连接件1，上述连接件1与上述支撑柱可拆卸连接；上述连接件1与上述支撑柱之间还设有支撑件2，上述支撑件2分别与上述支撑柱及上述连接件1可拆卸连接。
本发明实施例提供的梁柱弱轴连接节点，使支撑柱和连接梁之间通过连接件1和支撑件2形成类似于箱子一样形状的节点域，使得弱轴方向(连接梁的轴向)和强轴方向(支撑柱的轴向)形成了相同的效果，达到了和强轴方向相似的承载力，提高了节点的整体承载力。而且其结构简单，便于拆卸和组装，震后损毁或者维修时便于拆卸更换。
实际安装时，如图5所示，可将多个梁柱弱轴连接节点连接形成建筑框架，其中多个支撑柱竖直设置，每两个支撑柱之间连接多个连接梁，多个连接梁沿竖直方向间隔设置。
如图1-图5所示，在本发明的一些实施例中，上述还包括高强螺栓5，上述支撑柱设有第一螺孔6，上述连接件1设有第二螺孔7，上述支撑件2设有第三螺孔8；上述高强螺栓5的一端依次穿过上述第一螺孔6与上述第二螺孔7并与上述第三螺孔8螺纹连接。
本发明通过设置高强螺栓5，上述支撑柱设有第一螺孔6，上述连接件1设有第二螺孔7，上述支撑件2设有第三螺孔8；如此便于高强螺栓5的一端依次穿过上述第一螺孔6与上述第二螺孔7并与上述第三螺孔8螺纹连接。实现支撑柱、连接件1和支撑件2之间的相互固定，也便于其相互拆卸，操作方便。本发明通过设置高强螺栓5，其强度更高，连接更加稳定。
如图1-图5所示，在本发明的一些实施例中，上述支撑柱为H型钢，上述支撑柱包括两个相对设置的柱翼缘3和设于两个上述柱翼缘3之间的柱腹板4，上述柱腹板4的两侧分别与上述柱翼缘3连接；上述连接件1设于两个上述柱翼缘3之间。
H型钢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，因其断面与英文字母“H”相同而得名。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、节约成本和结构重量轻等优点，已被广泛应用。
本发明通过设置连接件1设于两个上述柱翼缘3之间，如此便于沿着两个上述柱翼缘3之间滑动连接件1以调整连接件1的安装位置，而且两个上述柱翼缘3对连接件1的两侧进行限位，降低连接件1因震动造成的摆动，提高结构的强度和稳定性。
如图1-图5所示，在本发明的一些实施例中，上述连接件1为槽型钢，上述连接件1远离其开口的一侧与上述连接梁连接，上述支撑件2设于上述连接件1内部；上述支撑件2的一侧与上述连接件1相抵，上述支撑件2的另一侧与上述柱腹板4相抵。
槽型钢是截面为凹槽形的长条钢材，属建造用和机械用碳素结构钢，是复杂断面的型钢钢材，其断面形状为凹槽形。槽型钢主要用于建筑结构、幕墙工程、机械设备和车辆制造等。
本发明通过设置连接件1为槽型钢，如此连接件1有一个凹槽形的空间，便于支撑件2设于上述连接件1内部凹槽形的空间内；如此便于使支撑柱和连接梁之间通过连接件1和支撑件2形成类似于箱子一样形状的节点域；由于支撑件2的一侧与上述连接件1相抵，上述支撑件2的另一侧与上述柱腹板4相抵，如此便于通过支撑件2对支撑件2进行支撑，防止支撑件2摆动幅度过大造成结构不稳定。
如图1-图5所示，在本发明的一些实施例中，上述支撑件2为槽型钢，上述连接件1内设有两个相对设置的上述支撑件2，两个上述支撑件2的开口朝向与上述支撑柱的轴向一致。
本发明通过设置支撑件2为槽型钢，上述连接件1内设有两个相对设置的上述支撑件2，如图4所示，两个上述支撑件2的开口朝向与上述支撑柱的轴向一致。如此两个支撑件2分别对连接件1的两端进行支撑，便于对连接件1的上下摆动进行限位，防止其摆动幅度过大。
如图1-图5所示，在本发明的一些实施例中，上述连接梁为H型钢，上述连接梁包括两个相对设置的梁翼缘9和设于两个上述梁翼缘9之间的梁腹板10，上述梁腹板10的两侧分别与上述梁翼缘9连接。本发明通过设置连接梁为H型钢，H型钢在各个方向上都具有抗弯能力强、结构重量轻等优点，便于提高连接梁的结构强度。可选地，本实施例的支撑柱和连接梁可均采用热轧H型钢或者焊接H型钢或者一个为热轧H型钢，另一个为焊接H型钢。
如图1-图5所示，在本发明的一些实施例中，上述两个上述梁翼缘9之间设有多个加劲肋11，任一上述加劲肋11分别与上述梁翼缘9及上述梁腹板10连接。
本发明通过两个上述梁翼缘9之间设有多个加劲肋11，任一上述加劲肋11分别与上述梁翼缘9及上述梁腹板10连接，如此增加梁翼缘9之间的结构强度，进一步提高稳定性。
如图1-图5所示，在本发明的一些实施例中，上述连接件1与上述连接梁焊接。本发明通过设置连接件1与上述连接梁焊接。如此连接件1与上述连接梁之间连接稳定，结构强度高。
本实施例还提供一种梁柱弱轴连接节点的组装方法，包括上述的梁柱弱轴连接节点，还包括将连接件1焊接于连接梁的一端；将连接件1放置于两个柱翼缘3之间，在连接件1内放置两个支撑件2；通过高强螺栓5将柱翼缘3、连接件1和支撑件2固定在一起。采用该方法，便于对梁柱弱轴连接节点进行组装，方便快捷。
综上，本发明的实施例提供一种梁柱弱轴连接节点，包括支撑柱和连接梁，上述支撑柱的轴向和上述连接梁的轴向垂直；上述连接梁的一端设有连接件1，上述连接件1与上述支撑柱可拆卸连接；上述连接件1与上述支撑柱之间还设有支撑件2，上述支撑件2分别与上述支撑柱及上述连接件1可拆卸连接。
本发明实施例提供的梁柱弱轴连接节点，使支撑柱和连接梁之间通过连接件1和支撑件2形成类似于箱子一样形状的节点域，使得弱轴方向(连接梁的轴向)和强轴方向(支撑柱的轴向)形成了相同的效果，达到了和强轴方向相似的承载力，提高了节点的整体承载力。而且其结构简单，便于拆卸和组装，震后损毁或者维修时便于拆卸更换。
本实施例还提供一种梁柱弱轴连接节点的组装方法，包括上述的梁柱弱轴连接节点，还包括将连接件1焊接于连接梁的一端；将连接件1放置于两个柱翼缘3之间，在连接件1内放置两个支撑件2；通过高强螺栓5将柱翼缘3、连接件1和支撑件2固定在一起。采用该方法，便于对梁柱弱轴连接节点进行组装，方便快捷。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种梁柱弱轴连接节点，其特征在于：包括支撑柱和连接梁，所述支撑柱的轴向和所述连接梁的轴向垂直；所述连接梁的一端设有连接件，所述连接件与所述支撑柱可拆卸连接；所述连接件与所述支撑柱之间还设有支撑件，所述支撑件分别与所述支撑柱及所述连接件可拆卸连接。
2.根据权利要求1所述的梁柱弱轴连接节点，其特征在于：还包括高强螺栓，所述支撑柱设有第一螺孔，所述连接件设有第二螺孔，所述支撑件设有第三螺孔；所述高强螺栓的一端依次穿过所述第一螺孔与所述第二螺孔并与所述第三螺孔螺纹连接。
3.根据权利要求1所述的梁柱弱轴连接节点，其特征在于：所述支撑柱为H型钢，所述支撑柱包括两个相对设置的柱翼缘和设于两个所述柱翼缘之间的柱腹板，所述柱腹板的两侧分别与所述柱翼缘连接；所述连接件设于两个所述柱翼缘之间。
4.根据权利要求3所述的梁柱弱轴连接节点，其特征在于：所述连接件为槽型钢，所述连接件远离其开口的一侧与所述连接梁连接，所述支撑件设于所述连接件内部；所述支撑件的一侧与所述连接件相抵，所述支撑件的另一侧与所述柱腹板相抵。
5.根据权利要求4所述的梁柱弱轴连接节点，其特征在于：所述支撑件为槽型钢，所述连接件内设有两个相对设置的所述支撑件，两个所述支撑件的开口朝向与所述支撑柱的轴向一致。
6.根据权利要求1所述的梁柱弱轴连接节点，其特征在于：所述连接梁为H型钢，所述连接梁包括两个相对设置的梁翼缘和设于两个所述梁翼缘之间的梁腹板，所述梁腹板的两侧分别与所述梁翼缘连接。
7.根据权利要求6所述的梁柱弱轴连接节点，其特征在于：两个所述梁翼缘之间设有多个加劲肋，任一所述加劲肋分别与所述梁翼缘及所述梁腹板连接。
8.根据权利要求6所述的梁柱弱轴连接节点，其特征在于：所述连接件与所述连接梁焊接。
9.一种梁柱弱轴连接节点的组装方法，其特征在于：包括如权利要求1-8任意一项所述的梁柱弱轴连接节点，还包括
将连接件焊接于连接梁的一端；
将连接件放置于两个柱翼缘之间，在连接件内放置两个支撑件；
通过高强螺栓将柱翼缘、连接件和支撑件固定在一起。
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