CN202202411U - 一种钢结构变截面箱形柱与工字梁刚性连接t形异型节点 - Google Patents
一种钢结构变截面箱形柱与工字梁刚性连接t形异型节点 Download PDFInfo
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Abstract
一种钢结构变截面箱形柱与工字梁刚性连接T形异型节点，包括箱形柱，箱形柱由上柱、中柱和下柱依次连接组成，上柱和下柱为箱形，上柱的截面面积小于下柱的截面面积，中柱的截面面积自上而下线性增加，中柱最小的截面面积等于上柱的截面面积，中柱最大的截面面积等于下柱的截面面积，第一上柱翼缘、第一中柱翼缘和第一下柱翼缘位于同一铅垂面上，第二上柱翼缘外接工字梁的工字梁上翼缘，第二下柱翼缘外接工字梁的工字梁下翼缘，工字梁的工字梁腹板连接在工字梁上翼缘和工字梁下翼缘之间的柱翼缘上，本实用新型既能够满足火电厂大容量机组主厂房的工艺要求，又具有良好的承载能力和抗震性能，使钢结构主厂房结构能够在高烈度区大容量机组主厂房中得到推广应用。
Description
技术领域
本实用新型涉及建筑物钢框架刚性连接节点，特别涉及一种钢结构变截面箱形柱与工字梁刚性连接T形异型节点。
背景技术
电力是国民经济的重点基础产业，在火力发电厂中采用大容量机组(600MW以上)，不仅技术指标先进，而且环保优势和节能降耗效果明显，符合战略大局，具有广阔的发展和应用前景。主厂房是火电厂的核心部分，一般采用包含汽机房、除氧间和煤仓间的三列式结构。大容量机组主厂房结构不仅受力复杂，荷载巨大，而且结构尺寸和自重也随其容量的增大而增大。已有研究表明，由于结构体系本身的不足，传统钢筋混凝土主厂房结构整体承载能力低、抗震性能差，存在部分底层柱截面尺寸过大、轴压比超限以及地震作用下结构层间位移和顶点位移偏大等问题，结构安全储备较低、耐久性不足，因此在8度设防及以上高烈度地区，钢筋混凝土结构形式已经不能满足大容量机组主厂房的要求。为了推进火电厂结构体系创新，改善主厂房结构的抗震性能，亟待开发出一种新型结构体系，适用于高烈度区的大容量机组主厂房。钢结构布局灵活，机械化和工业化程度高，抗震性能好，是环保型的可持续发展产品。因此，火电厂中采用钢结构主厂房体系，可以克服钢筋混凝土结构的缺点，满足高烈度地区大容量机组主厂房刚度及承载力要求。
由于工艺需要，主厂房煤仓间下部荷载巨大，而上部荷载较小，在钢结构主厂房设计中，煤仓间采用的是变截面箱形柱，下部柱的截面高度比上部大得多，因此，在除氧间同一节点处上、下柱的截面高度不同且差别较大，形成钢结构异型节点。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种钢结构变截面箱形柱与工字梁刚性连接T形异型节点，通过将钢结构箱形柱在节点上下采用不同的截面高度并与工字梁进行刚性连接，形成一种钢结构变截面箱形柱与工字梁刚性连接T形异型节点，既能够满足大容量机组主厂房的工艺要求，又具有良好的承载能力和抗震性能，使钢结构主厂房结构能够在高烈度区大容量机组主厂房中得到推广应用。
为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
一种钢结构变截面箱形柱与工字梁刚性连接T形异型节点，包括箱形柱1，箱形柱1由上柱11、中柱12和下柱13依次连接组成，上柱11和下柱13为箱形，上柱11的截面面积小于下柱13的截面面积，中柱12的截面面积自上而下线性增加，中柱12最小的截面面积等于上柱11的截面积，中柱12最大的截面面积等于下柱13的截面面积，上柱11的第一上柱翼缘111、中柱12的第一中柱翼缘121和下柱13的第一下柱翼缘131位于同一铅垂面上，上柱11的第二上柱翼缘112外接工字梁2的工字梁上翼缘21，下柱13的第二下柱翼缘132外接工字梁2的工字梁下翼缘22，工字梁2的工字梁腹板23连接在工字梁上翼缘21和工字梁下翼缘22之间的柱翼缘上。
为保证传力明确并进一步加强结构强度，在箱形柱1内分别设置有：
与工字梁上翼缘21等高且水平的上加劲肋3和与工字梁下翼缘22等高且水平的下加劲肋4，所述上加劲肋3与第一上柱翼缘111和第二上柱翼缘112用熔嘴电渣焊连接，下加劲肋4与第一下柱翼缘131和第二下柱翼缘132用熔嘴电渣焊连接，上加劲肋3和下加劲肋4与上柱11和下柱13的柱腹板都用坡口熔透焊连接。
箱形柱1与工字梁2的连接采用刚性连接，例如全焊连接或栓焊混合连接。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1)施工方便，由于箱形钢柱、工字钢梁均可以在加工厂中提前加工完成，运输到现场后，直接吊装到指定位置进行连接，施工速度快；
2)节约钢材，箱形柱在节点上下采用不同的截面高度，既可保证在荷载较大的下柱一侧满足承载力要求，又可以在荷载较小的上柱一侧避免钢材的浪费；
3)承载力高，抗震性能好，试验研究表明，钢结构变截面箱形柱与工字梁刚性连接异型节点具有良好的延性与耗能能力，核心区抗剪承载力高，抗震性能完全优于钢筋混凝土异型节点，使钢结构主厂房体系能够在高烈度区火电厂大容量主厂房中得以推广应用。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图的主视图，工字梁腹板通过双面角焊缝与柱翼缘连接。
图2是图1的右视图。
图3是图1的仰视图。
图4是图1的俯视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明。
实施例一
工字梁2与箱形柱1采用全焊连接的T形异型节点。
如图1至图4所示，本实用新型为一种钢结构变截面箱形柱与工字梁刚性连接T形异型节点，包括箱形柱1，箱形柱1由上柱11、中柱12和下柱13依次连接组成，上柱11和中柱12的连接处，中柱12和下柱13的连接处，都设置水平的隔板5，上柱11和下柱13为箱形，上柱11的截面面积小于下柱13的截面面积，中柱12的截面面积自上而下线性增加，中柱12最小的截面面积等于上柱11的截面面积，中柱12最大的截面面积等于下柱13的截面面积，即，中柱12的正视视图截面为直角梯形，上柱11的第一上柱翼缘111、中柱12的第一中柱翼缘121和下柱13的第一下柱翼缘131位于同一铅垂面上，上柱11的第二上柱翼缘112通过坡口熔透焊外接工字梁2的工字梁上翼缘21，下柱13的第二下柱翼缘132通过坡口熔透焊外接工字梁2的工字梁下翼缘22，工字梁2的工字梁腹板23通过双面角焊缝连接在工字梁上翼缘21和工字梁下翼缘22之间的柱翼缘上。
为保证传力明确并进一步加强结构强度，在箱形柱1内分别设置有：
与工字梁上翼缘21等高且水平的上加劲肋3和与工字梁下翼缘22等高且水平的下加劲肋4，所述上加劲肋3与第一上柱翼缘111和第二上柱翼缘112用熔嘴电渣焊连接，下加劲肋4与第一下柱翼缘131和第二下柱翼缘132用熔嘴电渣焊连接，上加劲肋3和下加劲肋4与上柱11和下柱13的柱腹板都用坡口熔透焊连接，上加劲肋3和下加劲肋4之间形成节点核心区。
实施例二
工字梁2与箱形柱1采用栓焊混合连接的T形异型节点。
结构上与实施例一的区别在于，
上柱11的第二上柱翼缘112通过坡口熔透焊外接工字梁2的工字梁上翼缘21，下柱13的第二下柱翼缘132通过坡口熔透焊外接工字梁2的工字梁下翼缘22，工字梁2的工字梁腹板23通过角钢或剪切板用高强螺栓连接在工字梁上翼缘21和工字梁下翼缘22之间的柱翼缘上。
本实用新型的工作原理是：
钢结构箱形柱在节点上下采用不同高度的截面并与工字梁相连接形成T形异型节点，上柱所受的力通过变截面的节点核心区传到下柱，工字梁与箱形柱采用栓焊混合连接或全焊连接的刚性连接，同时在节点核心区和梁翼缘对应的高度处设置加劲肋，使梁所受的力通过加劲肋传到节点区，达到传力明确的要求。由于该新型节点上下采用不同截面高度的箱型柱，不仅满足大容量火电厂主厂房的工艺要求，同时还具有良好的承载能力及抗震性能。
Claims (8)
1.一种钢结构变截面箱形柱与工字梁刚性连接T形异型节点，包括箱形柱(1)，其特征在于，箱形柱(1)由上柱(11)、中柱(12)和下柱(13)依次连接组成，上柱(11)和下柱(13)为箱形，上柱(11)的截面面积小于下柱(13)的截面面积，中柱(12)的截面面积自上而下线性增加，中柱(12)最小的截面面积等于上柱(11)的截面积，中柱(12)最大的截面面积等于下柱(13)的截面面积，上柱(11)的第一上柱翼缘(111)、中柱(12)的第一中柱翼缘(121)和下柱(13)的第一下柱翼缘(131)位于同一铅垂面上，上柱(11)的第二上柱翼缘(112)外接工字梁(2)的工字梁上翼缘(21)，下柱(13)的第二下柱翼缘(132)外接工字梁(2)的工字梁下翼缘(22)，工字梁(2)的工字梁腹板(23)连接在工字梁上翼缘(21)和工字梁下翼缘(22)之间的柱翼缘上。
2.根据权利要求1所述的钢结构变截面箱形柱与工字梁刚性连接T形异型节点，其特征在于，在箱形柱(1)内分别设置有：与工字梁上翼缘(21)等高且水平的上加劲肋(3)和与工字梁下翼缘(22)等高且水平的下加劲肋(4)。
3.根据权利要求2所述的钢结构变截面箱形柱与工字梁刚性连接T形异型节点，其特征在于，所述上加劲肋(3)与第一上柱翼缘(111)和第二上柱翼缘(112)用熔嘴电渣焊连接，下加劲肋(4)与第一下柱翼缘(131)和第二下柱翼缘(132)用熔嘴电渣焊连接，上加劲肋(3)和下加劲肋(4)与上柱(11)和下柱(13)的柱腹板都用坡口熔透焊连接。
4.根据权利要求1或2所述的钢结构变截面箱形柱与工字梁刚性连接T形异型节点，其特征在于，箱形柱(1)与工字梁(2)的连接采用刚性连接。
5.根据权利要求4所述的钢结构变截面箱形柱与工字梁刚性连接T形异型节点，其特征在于，所述刚性连接为全焊连接或栓焊混合连接。
6.根据权利要求5所述的钢结构变截面箱形柱与工字梁刚性连接T形异型节点，其特征在于，工字梁上翼缘(21)通过坡口熔透焊与第二上柱翼缘(112)连接，工字梁下翼缘(22)通过坡口熔透焊与第二下柱翼缘(132)连接，工字梁腹板(23)通过角钢或剪切板用高强螺栓连接在工字梁上翼缘(21)和工字梁下翼缘(22)之间的柱翼缘上。
7.根据权利要求5所述的钢结构变截面箱形柱与工字梁刚性连接T形异型节点，其特征在于，工字梁上翼缘(21)通过坡口熔透焊与第二上柱翼缘(112)连接，工字梁下翼缘(22)通过坡口熔透焊与第二下柱翼缘(132)连接，工字梁腹板(23)通过双面角焊缝连接在工字梁上翼缘(21)和工字梁下翼缘(22)之间的柱翼缘上。
8.根据权利要求1所述的钢结构变截面箱形柱与工字梁刚性连接T形异型节点，其特征在于，所述上柱(11)和中柱(12)的连接处，中柱(12)和下柱(13)的连接处，都设置水平的隔板(5)。
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