CN205399663U - 一种圆管柱与h型梁的连接结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种圆管柱与H型梁的连接结构。本实用新型的目的是提供一种圆管柱与H型梁的连接结构，以期满足梁柱结构受力要求，并应施工简便、防腐蚀性能好。本实用新型的技术方案是：圆管柱与H型梁的连接结构，具有竖直的圆管柱和水平向的H型梁，其中H型梁的腹板与圆管柱轴线方向一致，H型梁的两个翼缘与圆管柱轴线相垂直，其特征在于圆管柱与H型梁之间通过连接板连接，连接板取代H型梁的部分翼缘并分别与圆管柱和H型梁相连接，H型梁的腹板与圆管柱外壁连接。本实用新型适用于海上升压站主体钢结构梁柱之间的焊接连接。

Description

一种圆管柱与H型梁的连接结构

技术领域

本实用新型涉及一种圆管柱与H型梁的连接结构。适用于海上升压站主体钢结构梁柱之间的焊接连接。

背景技术

大型钢结构建筑的梁、柱都采用钢结构，钢柱的截面一般有H型、圆管型等，而钢梁的截面大多为H型。圆管型截面钢柱，就是采用一根焊接钢管或无缝钢管作为柱子结构，圆管型截面由于其各向对称且截面惯性矩大，作为受压结构其截面型式较为理想，因此海上升压站主要钢结构柱一般采用圆管型截面柱。但与H型截面柱不同，圆管截面因为没有明确的腹板和翼缘，因此圆管截面柱与H型截面梁之间的连接较为复杂。

在梁与柱的节点附近，梁端的内力主要表现为弯矩和剪力，梁、柱之间连接节点的主要作用是将梁端的弯矩、剪力有效的传递给柱。梁端弯矩在梁截面上主要表现为上、下翼缘水平方向的正应力(根据弯矩方向不同，分别表现为拉应力或压应力)，梁端剪力在梁截面上主要表现为腹板竖向的剪应力。由于圆管柱的方向是竖向的，竖向剪应力可由圆管柱任意位置的管壁承担，因此对于剪应力可直接将腹板与管壁焊接；圆管柱与梁翼缘连接位置的管壁与正应力方向垂直，这个位置的管壁不能直接承担正应力，而需要由连接板将正应力传递至圆管柱两侧的管壁，由圆管柱两侧管壁承担正应力。因此，工程中需要找到一种梁、柱连接的节点，能够顺利的将梁端弯矩和剪力传递给圆管柱。

另外，由于海上升压站运行期一直处于海洋环境中，其钢结构需要考虑耐腐蚀性要求。其梁柱连接节点结构型式应尽量简单、减少或没有防腐死角，同时要求施工简便、焊接方便。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种圆管柱与H型梁的连接结构，以期满足梁柱结构受力要求，并应施工简便、防腐蚀性能好。

本实用新型所采用的技术方案是：圆管柱与H型梁的连接结构，具有竖直的圆管柱和水平向的H型梁，其中H型梁的腹板与圆管柱轴线方向一致，H型梁的两个翼缘与圆管柱轴线相垂直，其特征在于圆管柱与H型梁之间通过连接板连接，连接板取代H型梁的部分翼缘并分别与圆管柱和H型梁相连接，H型梁的腹板与圆管柱外壁连接。

上述连接结构的一种形式为：位于圆管柱两边的H型梁分别为梁Ⅰ和梁Ⅱ，梁Ⅰ的高度大于梁Ⅱ的高度；所述连接板基本呈圆环板状，安装位置与梁Ⅰ的翼缘相对应；梁Ⅰ的翼缘部分切除后与连接板连接，梁Ⅰ的腹板伸进上下两块连接板之间并直接与圆管柱外壁连接；梁Ⅱ上面的翼缘与连接板连接，梁Ⅱ的腹板通过一块过渡腹板与圆管柱连接，该过渡腹板的竖向尺寸由内向外逐渐缩小直至与梁Ⅱ的腹板衔接，梁Ⅱ下面的翼缘经带坡度的过渡翼缘与连接板连接。

这种结构连接板的厚度等于或略大于梁Ⅰ的翼缘厚度，连接板的断面面积等于或略大于梁Ⅰ的翼缘断面面积。所述过渡翼缘的坡度为1:3～1:5。

上述结构的另一种形式为：位于圆管柱两边的H型梁均为梁Ⅰ；所述连接板为两边对称的平板，中间留出与圆管柱外壁相匹配的圆孔，连接板的安装位置与梁Ⅰ的两个翼缘相对应；梁Ⅰ的翼缘部分切除后与连接板连接，梁Ⅰ的腹板伸进上下两块连接板之间并在中轴线对接，在连接板中心、对称于梁Ⅰ的腹板由两块半圆形柱拼接成圆管柱。

这种结构连接板的厚度等于或略大于梁Ⅰ的翼缘厚度，连接板的宽度尺寸应大于圆管柱的外径。

本实用新型所有构件的连接均采用焊接。

本实用新型的有益效果是：

1、H型梁翼缘和圆管柱外壁之间采用连接板过渡，连接板将梁上(或下)翼缘的拉(或压)应力传递到圆管柱的两侧，圆管柱两侧的管壁可以承受较大的水平力，这样便可将梁弯矩顺利的传递给柱，且不会造成柱的局部变形，减缓了节点处应力集中和金属疲劳现象。

2、将H型梁的上下翼缘割除后，将梁的腹板直接与柱外壁连接，这样的连接保证梁的剪力直接传递给柱，也不会在梁端形成密集的焊缝，避免梁端焊缝交叉，减缓了梁端应力集中和金属疲劳现象。

3、当柱两侧的H型梁高不一致时，连接板尺寸按照较高梁设置，较小梁则采用过渡腹板、过渡翼缘与连接板连接，这样的过渡连接可将梁下翼缘的应力顺畅的传递给连接板、再进一步传递给柱，避免了下翼缘处的应力集中和金属疲劳现象。

4、所有节点构件之间的连接全部采用焊接，较螺栓连接更有利用防腐处理，提高了节点承受动力荷载的性能和抗疲劳性能，使节点更适应海洋环境。

5、该实用新型结构简单、构件很少，没有多余的连接件、没有防腐死角，便于海洋工程施工和防腐处理，结构的可靠性较高、耐久性较好。

6、当圆管柱断面尺寸较小时，将柱分为两个半圆与H型梁腹板焊接，使柱的断面补完整，也不影响柱的受力性能。使得这种节点更具有通用性。

附图说明

图1是本实用新型实施例一的立面图。

图2是本实用新型实施例一的平面图。

图3是本实用新型实施例二的立面图。

图4是本实用新型实施例二的平面图。

具体实施方式

实施例一、

如图1、图2所示，本例适用于大直径圆管柱，包括竖直向的圆管柱1和柱两边水平的H型梁，本例有梁Ⅰ2和梁Ⅱ3，梁Ⅰ2的高度大于梁Ⅱ3的高度。柱与梁之间通过连接板4(即节点构件)来连接，本例的连接板4基本是一块圆环板，两侧切成直线，连接板4的安装位置与较高的梁Ⅰ2的翼缘相一致，具体做法是：将梁Ⅰ2的翼缘2-1部分切除后再与连接板4焊接(即连接板替代了部分翼缘)，而梁Ⅰ的腹板2-2伸进上下两块连接板4之间并直接与圆管柱1的外壁焊接。另一边，梁Ⅱ3上面的翼缘3-1与连接板4焊接，梁Ⅱ的腹板3-2先与一块过渡腹板5焊接，过渡腹板再与圆管柱1焊接，该过渡腹板的竖向尺寸由内(柱侧)向外逐渐缩小直至与梁Ⅱ的腹板3-2平滑衔接，梁Ⅱ下面的翼缘3-1先与一块带坡度的过渡翼缘6焊接，过渡翼缘再与连接板4焊接。

本例中，连接板4的厚度应与梁Ⅰ的翼缘2-1厚度一致(等于或略大于)，连接板4的断面面积(两侧的侧边之和)应与梁Ⅰ的翼缘2-1断面面积一致。

所述过渡腹板5的厚度应与梁Ⅱ腹板3-2厚度一致；过渡翼缘6的厚度分别与梁Ⅱ下面的翼缘3-1及连接板4的厚度一致，过渡翼缘6的坡度为1:3～1:5。

实施例二、

如图3、图4所示，本例适用于小直径圆管柱，圆管柱1两边的H型梁均为梁Ⅰ2(梁高相等)。所述连接板4为两边对称的平板(本例呈八边形)，中间留出与圆管柱1外壁相匹配的圆孔，连接板4的安装位置与梁Ⅰ的两个翼缘2-1相对应，具体做法是：将梁Ⅰ的翼缘2-1部分切除后与连接板4焊接，梁Ⅰ的腹板2-2竖向伸进上下两块连接板4之间并在中轴线处对接焊牢，在连接板4的中心、对称于腹板2-2两侧用两块半圆形柱1-1拼接焊接成完整的圆管柱1。

本例中，连接板4的厚度应与梁Ⅰ的翼缘2-1厚度相一致(等于或略大于)，连接板4的宽度尺寸应大于圆管柱1的外径。

上述实施例中所有构件的连接均通过焊接连接，结构简单，有利于防腐处理，更适应于海洋环境。

本实用新型只例举了柱两侧有梁的情况，若柱的一侧有梁或三、四侧有梁时，因为圆管柱和节点的各向对称性，本实用新型结构也同样适用。

Claims (8)

1.一种圆管柱与H型梁的连接结构，具有竖直的圆管柱(1)和水平向的H型梁，其中H型梁的腹板与圆管柱(1)轴线方向一致，H型梁的两个翼缘与圆管柱轴线相垂直，其特征在于：圆管柱(1)与H型梁之间通过连接板(4)连接，连接板(4)取代H型梁的部分翼缘并分别与圆管柱(1)和H型梁相连接，H型梁的腹板与圆管柱(1)外壁连接。

2.根据权利要求1所述的圆管柱与H型梁的连接结构，其特征在于：位于圆管柱(1)两边的H型梁分别为梁Ⅰ(2)和梁Ⅱ(3)，梁Ⅰ(2)的高度大于梁Ⅱ(3)的高度；所述连接板(4)基本呈圆环板状，安装位置与梁Ⅰ(2)的翼缘相对应；梁Ⅰ的翼缘(2-1)部分切除后与连接板(4)连接，梁Ⅰ的腹板(2-2)伸进上下两块连接板(4)之间并直接与圆管柱(1)外壁连接；梁Ⅱ上面的翼缘(3-1)与连接板(4)连接，梁Ⅱ的腹板(3-2)通过一块过渡腹板(5)与圆管柱(1)连接，该过渡腹板的竖向尺寸由内向外逐渐缩小直至与梁Ⅱ的腹板(3-2)衔接，梁Ⅱ下面的翼缘(3-1)经带坡度的过渡翼缘(6)与连接板(4)连接。

3.根据权利要求1所述的圆管柱与H型梁的连接结构，其特征在于：位于圆管柱(1)两边的H型梁均为梁Ⅰ(2)；所述连接板(4)为两边对称的平板，中间留出与圆管柱(1)外壁相匹配的圆孔，连接板(4)的安装位置与梁Ⅰ的两个翼缘(2-1)相对应；梁Ⅰ的翼缘(2-1)部分切除后与连接板(4)连接，梁Ⅰ的腹板(2-2)伸进上下两块连接板(4)之间并在中轴线对接，在连接板(4)中心、对称于梁Ⅰ的腹板(2-2)由两块半圆形柱(1-1)拼接成圆管柱(1)。

4.根据权利要求2所述的圆管柱与H型梁的连接结构，其特征在于：所述连接板(4)的厚度等于或略大于梁Ⅰ的翼缘(2-1)厚度，连接板(4)的断面面积等于或略大于梁Ⅰ的翼缘(2-1)断面面积。

5.根据权利要求4所述的圆管柱与H型梁的连接结构，其特征在于：所述过渡翼缘(6)的坡度为1:3～1:5。

6.根据权利要求3所述的圆管柱与H型梁的连接结构，其特征在于：所述连接板(4)的厚度等于或略大于梁Ⅰ的翼缘(2-1)厚度，连接板(4)的宽度尺寸应大于圆管柱(1)的外径。

7.根据权利要求5所述的圆管柱与H型梁的连接结构，其特征在于：所有构件的连接均为焊接。

8.根据权利要求6所述的圆管柱与H型梁的连接结构，其特征在于：所有构件的连接均为焊接。