CN205088794U - 一种由圆管替代部分钢梁腹板的钢框架梁柱节点 - Google Patents

Abstract

一种由圆管替代部分钢梁腹板的钢框架梁柱节点，工字型钢柱和工字型钢梁通过螺栓和焊缝连接，圆管焊接在工字型钢梁上。工字型钢梁的翼缘板通过焊接连接于工字型钢柱的翼缘板，工字型钢梁的腹板通过一块剪切板与工字型钢柱由高强度螺栓连接。圆管由钢材制成，圆管的外径小于工字型钢梁的翼缘宽度，圆管的中轴线离工字型钢梁和工字型钢柱连接端存在间距，圆管的上、下端部焊接于工字型钢梁的上、下翼缘板上。横隔板焊接在工字型钢柱上，位置与工字型钢梁的上、下翼缘板平齐。本梁柱节点的施工工艺简单。具体设计时，首先应根据梁、柱截面尺寸确定工字型钢梁中需切除腹板的尺寸及圆管中轴线到梁柱连接。

Description

一种由圆管替代部分钢梁腹板的钢框架梁柱节点

技术领域

本实用新型涉及建筑工程的建设领域，尤其是涉及钢结构在地震作用下梁柱节点抗震构造的改进措施。

背景技术

我国地处环太平洋地震带和欧亚地震带之间，国土的大部分地区为地震区，特别是我国的西部地区多为强震区，地震活动频繁。随着我国城市人口的日益密集，许多大城市的建筑正向高空发展，我国如此量大面广的房屋建设必然给结构设计提出新的挑战。

历次震害调查表明：钢结构节点的破坏是危害最大的建筑震害形式之一。美国北岭地震和日本阪神地震中，大量的钢结构梁柱连接节点并没有像人们期待的那样形成塑性铰，而是发生了预想不到的脆性破坏。这不仅引起了结构工程界的震惊，同时也使人们对钢结构节点的传统设计方法提出了质疑。防止节点在地震作用下的脆性破坏，改善节点的抗震性能，完善节点抗震设计理论和设计方法，提出抗震对策，成为目前迫切需要解决的问题。

鉴于我国严峻的抗震形势和大规模房屋建设的现状，有必要研发出结构更加稳定，耗能能力更好的新型节点，使其有效防止钢结构在地震作用下的节点破坏。圆管替代部分腹板的新型连接节点由梁柱通过螺栓、焊缝连接，在梁端部附近用圆管替代部分梁腹板，在地震作用下塑性铰外移，更好的耗散地震能量。本实用新型概念清晰，原理明确，易于生产。

目前，用于钢框架及其它钢结构的梁柱节点形式主要有削弱型节点和加强型节点。这些节点形式都起到了良好的效果，一定程度上提高了结构的抗震性能。

发明内容

钢框架梁柱节点在地震作用下，梁端部焊接处存在很大的应力集中，节点容易发生脆性断裂。为克服上述缺点，本实用新型提供了一种由圆管替代部分钢梁腹板的梁柱节点，该节点构造使塑性铰形成在梁上，破坏发生在梁端的圆管处，节点发生局部构造的屈曲破坏，提高了节点的抗震延性。

本实用新型提供一种由圆管替代部分钢梁腹板的钢框架梁柱节点，该节点由工字型钢梁(1)、工字型钢柱(2)、横隔板(6)、圆管(3)、剪切板(4)、高强度螺栓(5)组成，其中工字型钢柱(2)和工字型钢梁(1)通过螺栓和焊缝连接，圆管(3)焊接在工字型钢梁(1)上。

工字型钢梁(1)的翼缘板通过焊接连接于工字型钢柱(2)的翼缘板，工字型钢梁(1)的腹板通过一块剪切板(4)与工字型钢柱(2)由高强度螺栓(5)连接。

圆管(3)由钢材制成，圆管(3)的外径小于工字型钢梁(1)的翼缘宽度，圆管(3)的中轴线离工字型钢梁(1)和工字型钢柱(2)连接端存在间距，圆管(3)的上、下端部焊接于工字型钢梁(1)的上、下翼缘板上。

横隔板(6)焊接在工字型钢柱(2)上，位置与工字型钢梁(1)的上、下翼缘板平齐。

与现有实用新型相比，本实用新型的有益效果体现在：

1、可解决加强型节点为满足“强柱弱梁”设计理念而需加大柱截面尺寸的问题，造成不经济；

2、与传统的栓焊混合连接的梁柱节点相比，破坏集中在圆管附近；

3、可有效解决传统梁柱连接节点延性不足、易发生脆性破坏的缺点；

4、在基本不改变梁柱节点强度与刚度的前提下实现节点塑性铰外移，避免节点脆性破坏；

5、连接节点施工比较方便，施工质量易于控制。

本实用新型提供一种由圆管替代部分钢梁腹板的钢框架梁柱节点。该类节点可以使梁柱节点的抗震性能得到提高，将塑性铰外移，使其具有良好的延性破坏特征，可以有效地避免节点在梁端焊缝区发生破坏，可适用于钢框架梁柱节点地震后的加固改造。

附图说明

图1是圆管替代部分钢梁腹板的钢框架新型梁柱节点的构造示意图。

图中：1—工字型钢梁；2—工字型钢柱；3—圆管；4—剪切板；5—高强度螺栓；6—横隔板。

具体实施方式

一种由圆管替代部分钢梁腹板的钢框架梁柱节点是在标准型梁柱节点的基础上，在工字型钢梁梁端一定距离处用圆管替代部分腹板组成，圆管焊接于工字型钢梁，主要用于钢框架结构的梁柱节点中。

如图1所示，本实用新型提供了一种等强耗能钢结构梁柱节点，工字型钢柱(2)的侧面翼缘板和工字型钢梁(1)的翼缘板采用全熔透焊缝连接，横隔板(6)与工字型钢柱(2)采用双面角焊缝连接。圆管(3)的上、下端部及侧面与工字型钢梁(1)的连接采用全熔透焊缝连接方式。

结合图1所示，在工字型钢梁(1)中截取宽度为圆管(3)外径大小的腹板，然后由圆管(3)替代。切割部分高度为腹板高度，宽度为圆管(3)的外径。圆管(3)的外径应小于工字型梁(1)的翼缘宽度，且圆管(4)的中轴线到梁柱连接处存在间距。圆管(3)的上端和工字型钢梁(1)的上翼缘板的下表面焊接，圆管(3)的下端和工字型钢梁(1)的下翼缘板的上表面焊接，圆管(3)的筒壁两侧分别和工字型钢梁(1)切割边缘处的腹板焊接。

本实用新型新型梁柱节点的施工工艺简单。具体设计时，首先应根据梁、柱截面尺寸确定工字型钢梁中需切除腹板的尺寸及圆管中轴线到梁柱连接处的距离，然后再结合相关规范确定圆管的尺寸及壁厚，设计过程较为简单。

Claims (4)

1.一种由圆管替代部分钢梁腹板的钢框架梁柱节点，其特征在于：该节点由工字型钢梁(1)、工字型钢柱(2)、横隔板(6)、圆管(3)、剪切板(4)、高强度螺栓(5)组成，其中工字型钢柱(2)和工字型钢梁(1)通过螺栓和焊缝连接，圆管(3)焊接在工字型钢梁(1)上；

工字型钢梁(1)的翼缘板通过焊接连接于工字型钢柱(2)的翼缘板，工字型钢梁(1)的腹板通过一块剪切板(4)与工字型钢柱(2)由高强度螺栓(5)连接；

圆管(3)由钢材制成，圆管(3)的外径小于工字型钢梁(1)的翼缘宽度，圆管(3)的中轴线离工字型钢梁(1)和工字型钢柱(2)连接端存在间距，圆管(3)的上、下端部焊接于工字型钢梁(1)的上、下翼缘板上；

横隔板(6)焊接在工字型钢柱(2)上，位置与工字型钢梁(1)的上、下翼缘板平齐。

2.根据权利要求1所述的一种由圆管替代部分钢梁腹板的钢框架梁柱节点，其特征在于：工字型钢柱(2)的侧面翼缘板和工字型钢梁(1)的翼缘板采用全熔透焊缝连接。

3.根据权利要求1所述的一种由圆管替代部分钢梁腹板的钢框架梁柱节点，其特征在于：横隔板(6)与工字型钢柱(2)采用双面角焊缝连接。

4.根据权利要求1所述的一种由圆管替代部分钢梁腹板的钢框架梁柱节点，其特征在于：圆管(3)的上、下端部及侧面与工字型钢梁(1)的连接采用全熔透焊缝连接方式。