CN216713336U - 双肢拼合梁以及钢管柱与双肢拼合梁装配式梁柱节点 - Google Patents
双肢拼合梁以及钢管柱与双肢拼合梁装配式梁柱节点 Download PDFInfo
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Abstract
一种双肢拼合梁以及钢管柱与双肢拼合梁装配式梁柱节点，双肢拼合梁由两个对称放置的平直腹板或腹板加劲且带卷边的槽钢组成，双肢拼合梁装配式梁柱节点包括钢管柱、与钢管柱焊接的带上下加劲肋的工字型节点板模块以及冷成型双肢拼合梁构件，工字型节点板模块包括上部楔形加劲钢板、焊接工字型连接件和下部楔形加劲钢板焊接而成，本实用新型利用带上下加劲肋的工字型连接件对节点域进行了强化，使节点塑性铰向远离柱焊接区域的方向外移，有效提高了节点的延性，可应用于冷弯型钢框架或刚架的梁柱节点设计。整个节点结构合理，传力明确，抗震性能好，施工现场无需焊接作业，整体安装速度快，施工成本低。
Description
技术领域
本实用新型属于建筑结构工程领域，涉及一种双肢拼合梁以及钢管柱与双肢拼合梁装配式梁柱节点。
背景技术
在装配式钢结构建筑发展中倡导采用轧制型钢作为基本构件以利于构件层面产品的标准化。作为建筑业钢材的成员之一，冷弯型钢是在常温下通过辊弯或冲压成型等方法，加工制造出热轧方法难以生产的各种高效受力截面，从而实现钢结构轻量化设计的目标。
然而，当前冷弯型钢在我国建筑行业中的应用一直以冷弯薄壁型钢(常称“轻钢”)龙骨式住宅结构体系为主导。目前冷弯薄壁型钢结构体系的框架梁、柱构件一般采用双肢或四肢槽钢组成的I及T形截面，进而在梁柱节点处采用T形或十字形节点板进行连接。这类传统冷弯薄壁型钢节点在荷载作用下往往发生节点域自身的破坏，未能实现“强节点、弱构件”的抗震设计目标，导致无法直接应用于多高层框架结构。
在钢结构建筑中，梁柱节点对于结构传力、工程造价、施工难度等影响重大。传统全焊接梁柱刚性节点的梁上下翼缘为全熔透焊接，施工中需要先安装定位再施焊，施工进周期较长。同时，由于高空作业，焊缝质量难以保证，在强震作用下由于潜在的焊缝缺陷极易使连接节点处发生脆性破坏，并有可能导致结构发生整体倒塌。另外，上述传统梁柱刚性节点在现场拼接时，为了就位方便还需在梁的上翼缘附加焊接耳板，节点施工完毕后需进行切除，费时费工。因此冷弯钢管柱与双肢拼合梁若采用全焊接刚结节点，不仅节点受力不利，也不符合建筑工业化的发展需求。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足而提供一种提高了梁的抗扭刚度及受弯承载力的双肢拼合梁，以及在梁与柱之间采用高强螺栓连接、避免在施工现场焊接造成的焊缝缺陷、降低劳动强度、提高施工质量、有效改善节点力学性能、避免在节点域发生破坏的钢管柱与双肢拼合梁装配式梁柱节点。
为了实现上述目的，本实用新型包括：一种双肢拼合梁，包括两个对称放置的槽钢，两根所述槽钢构件的腹板通过多块沿槽钢长度方向布设的腹板连接板相互连接，使得两根所述槽钢构件的连接端腹板之间形成与腹板连接板厚度相匹配的、用于连接的间距，所述槽钢连接端的腹板和翼板上均设有用于连接的螺栓孔。双肢拼合梁采用双肢槽钢形成的拼合对称截面梁，其中形成拼合梁的单肢槽钢可通过冷弯成型方式制作，加工便捷且截面灵活高效。拼合梁由双肢槽钢通过一定间距布置的腹板连接板形成双轴对称截面梁，大大提高了梁的抗扭刚度及受弯承载力。
本实施方式中，所述腹板连接板与槽钢分肢通过螺栓连接。
本实施方式中，所述槽钢的翼板为带卷边的翼板。
本实施方式中，所述双肢拼合梁为冷弯型双肢拼合梁。冷弯型双肢拼合梁可实现较大抗扭刚度和抗弯承载力。
本实施方式中，所述槽钢为带腹板加劲的槽钢。
本实用新型还包括一种钢管柱与双肢拼合梁装配式梁柱节点，包括上述双肢拼合梁，所述钢管柱上焊接有工字型节点板模块，所述工字型节点板模块包括上部楔形加劲钢板、工字型连接件和下部楔形加劲钢板，所述工字型连接件焊接在钢管柱的连接侧上，所述上部楔形加劲钢板和下部楔形加劲钢板的一侧分别焊接在工字型连接件上下两侧翼板的中心、另一侧焊接在钢管柱上，所述工字型连接件的腹板厚度与双肢拼合梁两槽钢腹板之间间距相匹配，所述工字型连接件的翼缘和腹板上设有与双肢拼合梁相对应的螺栓孔，所述工字型连接件与双肢拼合梁通过高强螺栓连接。
本实施方式中，所述工字型连接件的上下翼缘净距离与双肢拼合梁外轮廓高度相匹配。
本实施方式中，所述钢管柱包括方形或矩形钢管柱，钢管柱内可填充混凝土从而形成钢管混凝土柱。
由于采用上述结构，本实用新型利用带上下加劲肋的工字型节点板模块对节点域进行了强化，可有效提高节点的刚度和延性，整个节点传力明确，抗震性能好，并且本实用新型在工厂制作工字型节点板模块时，可以根据实际情况，通过调整节点板模块尺寸实现对塑型变形集中区域分布的有效控制。本实用新型采用的带上下加劲肋的工字型节点板模块在工厂与钢管柱完成焊接拼装，冷成型双肢拼合梁构件在施工现场通过高强螺栓连接完成安装，实现现场无焊接作业，较现有的钢结构节点施工方法，既提高了施工效率，又能保证节点的刚度和承载力以及延性。
综上所述，本实用新型可适用于钢管柱与双肢拼合梁的节点连接，且利用带上下加劲肋的工字型节点板模块对节点域进行了强化，实现了节点塑性铰的外移，有效提高了梁端负弯矩区域的承载能力，整个节点设计合理，性能良好；同时本实用新型所用构件可实现工厂预制、批量生产，采用高强螺栓安装双肢拼合梁，实现施工现场无焊接作业，既能提高生产效率又能保证构件质量。
附图说明
图1为本实用新型腹板平直钢梁的节点构造正视图。
图2为本实用新型腹板平直钢梁的节点构造侧视图。
图3为本实用新型腹板平直钢梁的节点构造俯视图。
图4为本实用新型腹板平直钢梁的结构示意图。
图5为本实用新型腹板加劲钢梁的节点构造正视图。
图6为本实用新型腹板加劲钢梁的节点构造侧视图。
图7为本实用新型腹板加劲钢梁的节点构造俯视图。
附图中，1、钢管柱；2、工字型节点板模块；3、双肢拼合梁；4、高强螺栓；5、腹板连接板。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型，下面结合附图和实施例对本实用新型技术方案进一步说明。
如图1至7所示，一种钢管柱与双肢拼合梁装配式梁柱节点，包括方形或矩形钢管柱1、与钢管柱1焊接的带上下加劲肋的工字型节点板模块2以及冷成型双肢拼合梁构件3，冷成型双肢拼合梁构件包括两根对称放置的槽钢，两根所述槽钢的腹板通过多块沿槽钢长度方向布设的腹板连接板5相互连接，使得两根所述槽钢的连接端腹板之间形成与腹板连接板5厚度相匹配的、用于连接的间距，所述槽钢连接端的腹板和翼板上均设有用于连接的螺栓孔，
所述钢管柱1上焊接有工字型节点板模块2，所述工字型节点板模块2包括上部楔形加劲钢板、工字型连接件和下部楔形加劲钢板，所述工字型连接件焊接在钢管柱1的连接侧上，所述上部楔形加劲钢板和下部楔形加劲钢板的一侧分别焊接在工字型连接件上下两侧翼板的中心、另一侧焊接在钢管柱1上，所述工字型连接件的腹板厚度与双肢拼合梁3两槽钢腹板之间间距相匹配，所述工字型连接件的翼缘和腹板上设有与双肢拼合梁相对应的螺栓孔，所述工字型连接件的上下翼缘净距离与双肢拼合梁3外轮廓高度相匹配，所述工字型连接件与双肢拼合梁3通过高强螺栓4连接。
施工具体包括如下步骤：
a、根据冷成型双肢拼合梁3的尺寸和形状，确定与钢管柱1焊接的带上下加劲肋的工字型节点板模块2尺寸，设计螺栓孔的位置和排列；
b、制作冷成型双肢拼合梁3，两根槽钢在梁节点域范围以外的部分之间通过设置在腹板之间的多块腹板连接板5拼合，所述拼合采用高强螺栓4连接固定。
c、将拼合好的冷成型双肢拼合梁3运输到现场，将冷成型双肢拼合梁3的槽钢上下翼缘通过高强螺栓4与工字型连接件的翼缘连接固定。
d、将冷成型冷成型双肢拼合梁3利用两槽钢之间的间距插装在工字型连接件腹板上，然后两者通过高强螺栓4连接。
由此，工字型连接件的上下翼缘和腹板都有与冷成型双肢拼合梁 3通过高强螺栓4连接，形成完整节点。
通过采用有限元软件ABAQUS的模拟分析，将传统焊接节点与本实用新型进行有限元建模分析，模拟结果符合设计要求，可以看出相比传统梁柱焊接节点，本实用新型实现了节点塑性变形区域的外移，并在进一步的模拟分析中得出，可通过改变工字型节点板模块沿拼合梁长度方向的尺寸，有效控制塑性变形集中区域的分布，实现了提高节点整体延性及抗震耗能能力的目的。
上述实施例仅示例性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
Claims (8)
1.一种双肢拼合梁，其特征在于：包括两根对称放置的槽钢，两根所述槽钢的腹板通过多块沿槽钢长度方向布设的腹板连接板(5)相互连接，使得两根所述槽钢的连接端在腹板之间形成与腹板连接板(5)厚度相匹配的间距，所述槽钢连接端的腹板和翼板上均设有用于连接的螺栓孔。
2.根据权利要求1所述的双肢拼合梁，其特征在于：所述腹板连接板(5)与槽钢通过螺栓连接。
3.根据权利要求1所述的双肢拼合梁，其特征在于：所述槽钢的翼板为带卷边的翼板。
4.根据权利要求1所述的双肢拼合梁，其特征在于：所述双肢拼合梁为冷弯型双肢拼合梁。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的双肢拼合梁，其特征在于：所述槽钢为带腹板加劲的槽钢。
6.一种钢管柱与双肢拼合梁装配式梁柱节点，其特征在于：包括将钢管柱(1)与权利要求1至5任意一项所述的双肢拼合梁(3)连接的工字型节点板模块(2)，所述工字型节点板模块(2)焊接在钢管柱(1)上，所述工字型节点板模块(2)包括上部楔形加劲钢板、工字型连接件和下部楔形加劲钢板，所述工字型连接件焊接在钢管柱(1)的连接侧上，所述上部楔形加劲钢板和下部楔形加劲钢板的一侧分别焊接在工字型连接件上下两侧翼板的中心、另一侧焊接在钢管柱(1)上，所述工字型连接件的腹板厚度与双肢拼合梁(3)两槽钢腹板之间间距相匹配，所述工字型连接件的翼缘和腹板上设有与双肢拼合梁连接端相对应的螺栓孔，所述工字型连接件与双肢拼合梁(3)通过高强螺栓(4)连接。
7.根据权利要求6所述的钢管柱与双肢拼合梁装配式梁柱节点，其特征在于：所述工字型连接件的上下翼缘净距离与双肢拼合梁(3)外轮廓高度相匹配。
8.根据权利要求6所述的钢管柱与双肢拼合梁装配式梁柱节点，其特征在于：所述钢管柱(1)包括方形或矩形钢管柱(1)，钢管柱内可填充混凝土从而形成钢管混凝土柱。
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