CN211690814U - 型钢混凝土柱-钢梁连接结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种型钢混凝土柱‑钢梁连接结构，包括型钢混凝土柱、第一钢梁、耗能件及第二钢梁，所述第一钢梁的一端与所述型钢混凝土柱的侧壁连接，另一端与所述耗能件的一端连接，所述耗能件的另一端与所述第二钢梁的端部连接，所述耗能件的屈服强度小于所述第一钢梁的屈服强度以及所述第二钢梁的屈服强度。由于耗能件的屈服强度较小，能够集中消耗地震能量和集中发展塑性变形，使得钢梁的塑性变形较小，从而使型钢混凝土柱和钢梁的连接节点不容易发生滑移甚至被破坏，提升了型钢混凝土柱‑钢梁连接结构的抗震性能。

Description

型钢混凝土柱-钢梁连接结构

技术领域

本实用新型涉及建筑结构技术领域，尤其涉及一种型钢混凝土柱-钢梁连接结构。

背景技术

近年来，型钢混凝土柱-钢梁连接结构在我国迅速发展，型钢混凝土柱是以型钢为骨架，并在型钢周围配置钢筋，外部浇筑混凝土形成的一种组合结构。型钢能够增大整体的刚度和强度，混凝土对骨架有保护作用，能够防止骨架局部屈曲失稳，从而提高整体的稳定性。钢梁较普通钢筋混凝土梁有具强度更高、刚度更大、延性更好和施工简便等优点。因此，型钢混凝土柱-钢梁连接结构在耗能、承载力等方面均显著优于普通钢筋混凝土结构。然而，型钢混凝土柱-钢梁连接结构在地震中主要通过钢梁的塑性变形来维持结构的稳定性，但震后过大的残余变形会导致钢梁与型钢混凝土柱的连接节点易产生滑移并造成连接节点的承载力不足，不能满足继续使用的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种型钢混凝土柱-钢梁连接结构，通过耗能件的塑性变形集中消耗地震能量，解决了型钢混凝土柱和钢梁的连接节点易被破坏的问题。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种型钢混凝土柱-钢梁连接结构，包括型钢混凝土柱、第一钢梁、耗能件及第二钢梁，所述第一钢梁的一端与所述型钢混凝土柱的侧壁连接，另一端与所述耗能件的一端连接，所述耗能件的另一端与所述第二钢梁的端部连接，所述耗能件的屈服强度小于所述第一钢梁的屈服强度以及所述第二钢梁的屈服强度。

可选的，所述耗能件的两端分别与所述第一钢梁和所述第二钢梁可拆卸连接。

可选的，所述第一钢梁和所述第二钢梁的端部与所述耗能件的端部均通过第一端板和第二端板连接，其中，所述第一端板焊接在所述第一钢梁和所述第二钢梁的端部，所述第二端板焊接在所述耗能件的端部，所述第一端板与所述第二端板螺纹连接。

可选的，所述耗能件上设置有若干加劲板。

可选的，所述加劲板沿平行于所述第一钢梁的长度方向等间距设置。

可选的，所述第一钢梁的一端通过连接件与所述型钢混凝土柱的侧壁连接，所述连接件至少部分设置于所述第一钢梁的外侧，且所述连接件的一端与所述型钢混凝土柱内的型钢焊接，另一端与所述第一钢梁的侧壁焊接。

可选的，所述第一钢梁包括上翼缘板、下翼缘板及腹板，所述腹板的两端分别连接所述上翼缘板和所述下翼缘板的侧壁，所述连接件包括第一钢板及第二钢板，所述第一钢板和第二钢板分别位于所述上翼缘板和下翼缘板背离所述腹板的一侧，且所述第一钢板的两端分别与所述上翼缘板及所述型钢混凝土柱内的型钢焊接，所述第二钢板的两端分别与所述下翼缘板及所述型钢混凝土柱内的型钢焊接。

可选的，所述第一钢板和第二钢板的中间部分沿垂直于所述第一钢梁长度方向的宽度大于其两端沿垂直于所述第一钢梁长度方向的宽度。

可选的，所述第一钢梁的腹板与所述型钢混凝土柱内的型钢焊接。

可选的，所述第一钢梁、耗能件及第二钢梁均采用同种类型的型钢制成，且所述耗能件的截面面积小于所述第一钢梁的截面面积以及所述第二钢梁的截面面积，所述截面面积均指沿垂直于所述第一钢梁长度方向截面的面积。

本实用新型提供的一种型钢混凝土柱-钢梁连接结构中，包括型钢混凝土柱、第一钢梁、耗能件及第二钢梁，所述第一钢梁的一端与所述型钢混凝土柱的侧壁连接，另一端与所述耗能件的一端连接，所述耗能件的另一端与所述第二钢梁的端部连接，所述耗能件的屈服强度小于所述第一钢梁的屈服强度以及所述第二钢梁的屈服强度。由于耗能件的屈服强度较小，能够集中消耗地震能量和集中发展塑性变形，使得钢梁的塑性变形较小，从而使型钢混凝土柱和钢梁的连接节点不容易发生滑移甚至被破坏，提升了型钢混凝土柱-钢梁连接结构的抗震性能。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的型钢混凝土柱-钢梁连接结构的立体图；

图2为本实用新型实施例提供的型钢混凝土柱-钢梁连接结构的俯视图；

其中，附图标记为：

10-型钢混凝土柱；20-第一钢梁；30-耗能件；31-加劲板；40-第二钢梁；50-连接件。

具体实施方式

下面将结合示意图对本实用新型的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

如图1及图2所示，本实施例提供了一种型钢混凝土柱-钢梁连接结构，包括型钢混凝土柱10、第一钢梁20、耗能件30及第二钢梁40，所述第一钢梁20的一端与所述型钢混凝土柱10的侧壁连接，另一端与所述耗能件30的一端连接，所述耗能件30的另一端与所述第二钢梁的端部连接，所述耗能件30的屈服强度小于所述第一钢梁20的屈服强度以及所述第二钢梁40的屈服强度。

其中，X轴表示所述第一钢梁20的长度方向，Y轴表示所述第一钢梁20的宽度方向，Z轴表示所述第一钢梁的高度方向。

具体的，所述第一钢梁20和第二钢梁40均采用型钢制成，所述型钢包括但不限于是H型钢、工字钢及角钢等，也可以是其它的异形钢。同时，所述第一钢梁20与所述第二钢梁40可以相同，即采用同样的型钢，形状大小一致，也可以不相同，本申请对此不做限制。所述第一钢梁20与所述第二钢梁40相同时，可根据长度需求将同一型钢切割分离成所述第一钢梁20和第二钢梁40，也可以采用同样的工艺参数分别制造，本申请对此亦不作限制。

本实施例中，所述第一钢梁20与所述第二钢梁40相同，且均为H型钢，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、成本低等优点。

本实施例中，所述耗能件30的屈服强度小于所述第一钢梁20的屈服强度且所述耗能件30的屈服强度小于所述第二钢梁20的屈服强度，使得所述耗能件30能够将地震的能量进行集中消耗，减少钢梁的变形量，避免地震能量导致型钢混凝土柱和钢梁的连接节点产生滑移，提升所述型钢混凝土柱-钢梁连接结构的使用寿命。本实施例中，所述耗能件30采用H型钢制成，其屈服强度小于第一钢梁20和第二钢梁40的屈服强度，可通过生产工艺进行控制。当然，所述耗能件30也可以采用其他的型钢，可根据所述第一钢梁20和第二钢梁40的类型进行选择，以便于更好的消耗地震能量。同时，所述耗能件30一般靠近钢梁的端部设置，有利于型钢混凝土柱-钢梁连接结构通过所述耗能件30集中耗能。

可选的，所述耗能件30的截面面积小于所述第一钢梁20的截面面积且所述耗能件30的截面面积小于所述第二钢梁40的截面面积，所述截面面积均指沿垂直于所述第一钢梁20长度方向的截面面积，即所述截面面积指沿Y轴方向的截面面积。

可选的，所述耗能件30的两端分别与所述第一钢梁20和所述第二钢梁40可拆卸连接。可以理解的是，所述耗能件30由于在地震作用下塑性变形集中消耗了地震的能量，使得地震能量对型钢混凝土柱-钢梁连接结构的变形影响较小，通过可拆卸连接的方式能够方便地对所述耗能件30进行更换，解决了型钢混凝土柱-钢梁连接结构由于震后残余变形过大而无法继续使用的问题，极大地简化了型钢混凝土柱-钢梁连接结构震后的修复工作。

本实施例中，所述第一钢梁20和所述第二钢梁40的端部与所述耗能件的端部均通过第一端板和第二端板连接，其中，所述第一端板焊接在所述第一钢梁20和所述第二钢梁40的端部，所述第二端板焊接在所述耗能件的端部。本实施例中，所述第一钢梁20和第二钢梁40与所述第一端板焊接，所述耗能件30的两端均与第一端板焊接。

请继续参照图1，本实施例中，所述第一钢梁20和所述第二钢梁40为相同的H型钢，所述第一钢梁20包括上翼缘板、下翼缘板及位于上翼缘板和下翼缘板之间的腹板，所述腹板的两端分别连接所述上翼缘板和所述下翼缘板的侧壁，所述第一端板沿Z轴的长度等于所述上翼缘板和下翼缘板之间的长度，且所述第一端板沿Y轴的宽度等于上翼缘板的宽度，以使第一端板与所述第一钢梁20之间的焊接面积最大，以提高第一钢梁与第一端板之间的连接强度，且使第一端板的占用空间最小。

同时，所述第一端板与所述第二端板的对应位置处均设置有多个通孔，将高强度的螺栓穿过所述通孔并通过螺母锁紧以实现第一端板和第二端板之间的螺纹连接。需要更换时只需要将耗能件30拆下，换上新的耗能件30并连接相应的端板即可实现第一钢梁20和第二钢梁40的连接。而且，所述耗能件30能够预制并实现批量生产，极大地加快了建筑结构的安装速度及修复速度。

请继续参照图1，所述耗能件30上设置有若干加劲板31。通过加劲板31能够有效加强耗能件30的刚度并保证结构的稳定性，提升耗能件30的耗能能力。

可选的，所述加劲板31沿平行于所述第一钢梁20的长度方向等间距设置。本实施例中，所述耗能件30为H型钢，沿X轴等间距设置有若干横向加劲板31，以均匀地加强所述耗能件30各个位置的刚度。

请继续参照图1及图2，所述型钢混凝土柱-钢梁连接结构还包括连接件50，所述连接件50至少部分设置于所述第一钢梁20的外侧，且所述连接件50的一端与所述型钢混凝土柱10内的型钢焊接，另一端与所述第一钢梁20的侧壁焊接，避免了型钢混凝土柱10与第一钢梁20的直接连接，从而避免了型钢混凝土柱10与第一钢梁20的连接节点因滑移而被破坏的问题。

本实施例中，所述连接件50包括第一钢板及第二钢板，所述第一钢板和第二钢板的尺寸相同，且均与所述第一钢梁20的上翼缘板平行。所述第一钢板和第二钢板分别位于所述上翼缘板和下翼缘板背离所述腹板的一侧，且所述第一钢板的两端分别与所述上翼缘板及所述型钢混凝土柱10内的型钢焊接，所述第二钢板的两端分别与所述下翼缘板及所述型钢混凝土柱10内的型钢焊接。

可选的，所述第一钢板和第二钢板的中间部分沿垂直于所述第一钢梁20长度方向的宽度大于其两端沿垂直于所述第一钢梁长度方向的宽度。本实施例中，所述第一钢板和第二钢板的中间部分沿Y轴的长度大于其两端沿Y轴的长度，以加强连接件50的强度和强度，解决了地震导致型钢混凝土柱10和第一钢梁20的连接节点易破坏的问题。具体参照图2，所述第一钢板的形状为八边形，中间较两边更宽。

可选的，所述第一钢梁20的腹板与所述型钢混凝土柱10内的型钢焊接，以提升所述型钢混凝土柱-钢梁连接结构的紧固程度。本实施例中，所述第一钢梁20的腹板通过一连接板与所述型钢混凝土柱10内的型钢焊接。

综上，本实用新型实施例提供了一种型钢混凝土柱-钢梁连接结构，包括型钢混凝土柱、第一钢梁、耗能件及第二钢梁，所述第一钢梁的一端与所述型钢混凝土柱的侧壁连接，另一端与所述耗能件的一端连接，所述耗能件的另一端与所述第二钢梁的端部连接，所述耗能件的屈服强度小于所述第一钢梁的屈服强度以及所述第二钢梁的屈服强度。由于耗能件的屈服强度较小，能够集中消耗地震能量和集中发展塑性变形，使得钢梁的塑性变形较小，从而使型钢混凝土柱和钢梁的连接节点不容易发生滑移甚至被破坏，提升了型钢混凝土柱-钢梁连接结构的抗震性能。

上述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不对本实用新型起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的技术方案的范围内，对本实用新型揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本实用新型的技术方案的内容，仍属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种型钢混凝土柱-钢梁连接结构，其特征在于，包括型钢混凝土柱、第一钢梁、耗能件及第二钢梁，所述第一钢梁的一端与所述型钢混凝土柱的侧壁连接，另一端与所述耗能件的一端连接，所述耗能件的另一端与所述第二钢梁的端部连接，所述耗能件的屈服强度小于所述第一钢梁的屈服强度以及所述第二钢梁的屈服强度。

2.如权利要求1所述的型钢混凝土柱-钢梁连接结构，其特征在于，所述耗能件的两端分别与所述第一钢梁和所述第二钢梁可拆卸连接。

3.如权利要求2所述的型钢混凝土柱-钢梁连接结构，其特征在于，所述第一钢梁和所述第二钢梁的端部与所述耗能件的端部均通过第一端板和第二端板连接，其中，所述第一端板焊接在所述第一钢梁和所述第二钢梁的端部，所述第二端板焊接在所述耗能件的端部，所述第一端板与所述第二端板螺纹连接。

4.如权利要求1所述的型钢混凝土柱-钢梁连接结构，其特征在于，所述耗能件上设置有若干加劲板。

5.如权利要求4所述的型钢混凝土柱-钢梁连接结构，其特征在于，所述加劲板沿平行于所述第一钢梁的长度方向等间距设置。

6.如权利要求1所述的型钢混凝土柱-钢梁连接结构，其特征在于，所述第一钢梁的一端通过连接件与所述型钢混凝土柱的侧壁连接，所述连接件至少部分设置于所述第一钢梁的外侧，且所述连接件的一端与所述型钢混凝土柱内的型钢焊接，另一端与所述第一钢梁的侧壁焊接。

7.如权利要求6所述的型钢混凝土柱-钢梁连接结构，其特征在于，所述第一钢梁包括上翼缘板、下翼缘板及腹板，所述腹板的两端分别连接所述上翼缘板和所述下翼缘板的侧壁，所述连接件包括第一钢板及第二钢板，所述第一钢板和第二钢板分别位于所述上翼缘板和下翼缘板背离所述腹板的一侧，且所述第一钢板的两端分别与所述上翼缘板及所述型钢混凝土柱内的型钢焊接，所述第二钢板的两端分别与所述下翼缘板及所述型钢混凝土柱内的型钢焊接。

8.如权利要求7所述的型钢混凝土柱-钢梁连接结构，其特征在于，所述第一钢板和第二钢板的中间部分沿垂直于所述第一钢梁长度方向的宽度大于其两端沿垂直于所述第一钢梁长度方向的宽度。

9.如权利要求7所述的型钢混凝土柱-钢梁连接结构，其特征在于，所述第一钢梁的腹板与所述型钢混凝土柱内的型钢焊接。

10.如权利要求1所述的型钢混凝土柱-钢梁连接结构，其特征在于，所述第一钢梁、耗能件及第二钢梁均采用同种类型的型钢制成，且所述耗能件的截面面积小于所述第一钢梁的截面面积且所述耗能件的截面面积小于所述第二钢梁的截面面积，所述截面面积均指沿垂直于所述第一钢梁长度方向截面的面积。

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