專利名稱：一種鋼梁嵌入式帶肋貫穿隔板方鋼管混凝土柱-h型鋼梁組合節(jié)點(diǎn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑技術(shù)領(lǐng)域，確切的說(shuō)是一種鋼梁嵌入式帶肋貫穿隔板方鋼管混凝土柱-H型鋼梁組合節(jié)點(diǎn)。關(guān)于一種新型的鋼管混凝土結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)構(gòu)造型式，該種節(jié)點(diǎn)型式能夠有效地實(shí)現(xiàn)柱子與H型鋼梁的有效連接，保證了節(jié)點(diǎn)處柱壁材料的連續(xù)性，能較好地實(shí)現(xiàn)梁柱節(jié)點(diǎn)剛性連接。同時(shí)，此節(jié)點(diǎn)型式能夠完全實(shí)現(xiàn)梁柱構(gòu)件在工廠加工，運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)后運(yùn)用高強(qiáng)螺栓實(shí)現(xiàn)梁柱節(jié)點(diǎn)的拼裝工作，適合應(yīng)用于商場(chǎng)、超市、普通住宅、高層及超高層等鋼管混凝土結(jié)構(gòu)體系中。
背景技術(shù)：
近20年來(lái)，在我國(guó)建筑領(lǐng)域中對(duì)鋼管混凝土組合框架結(jié)構(gòu)的應(yīng)用越來(lái)越多，其優(yōu)越性也逐漸的顯現(xiàn)出來(lái)，尤其是方鋼管混凝土柱以其截面的簡(jiǎn)單，施工方便等優(yōu)點(diǎn)被越來(lái)越多的學(xué)者所重視。在2004年，中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)頒布了《矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》，其中對(duì)矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)梁柱連接節(jié)點(diǎn)劃分了三種類型即內(nèi)隔板式節(jié)點(diǎn)、外隔板式節(jié)點(diǎn)和隔板貫通式節(jié)點(diǎn)。對(duì)規(guī)程中所給出的隔板貫穿式節(jié)點(diǎn)，經(jīng)過(guò)一些數(shù)值模擬和試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，該連接形式的方鋼管混凝土柱-H型鋼梁組合節(jié)點(diǎn)具有一定的局限性，在隔板與鋼梁連接處以及鋼梁根部很容易出現(xiàn)應(yīng)力集中等現(xiàn)象，并且塑性鉸的位置距節(jié)點(diǎn)核心區(qū)域很近，節(jié)點(diǎn)的延性性能并不是最佳的，因此還具有一些改進(jìn)優(yōu)化的空間。隨著我國(guó)鋼材產(chǎn)量和質(zhì)量的不斷提高以及焊接自動(dòng)化技術(shù)的迅猛發(fā)展，方鋼管混凝土柱-H型鋼梁節(jié)點(diǎn)在組合結(jié)構(gòu)中得到了廣泛應(yīng)用。鋼結(jié)構(gòu)和組合結(jié)構(gòu)中梁與柱的連接問(wèn)題，一直是一個(gè)比較重要且始終沒(méi)有圓滿解決的問(wèn)題。保證梁與柱的可靠連接是保證建筑物尤其是高層及超高層建筑物可靠性的重要基礎(chǔ)。現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)中梁與柱的連接方式主要有焊接連接和螺栓連接，焊接連接時(shí)焊縫較多破壞了鋼材本身的材質(zhì)，而螺栓連接在可靠性上要遜色一些。通過(guò)改進(jìn)貫穿隔板與鋼梁的連接形式來(lái)可以優(yōu)化規(guī)程中給出的隔板貫穿式方鋼管混凝土柱-鋼梁節(jié)點(diǎn)性能，一方面從改進(jìn)貫穿隔板和鋼梁連接形式上入手，減少應(yīng)力集中現(xiàn)象，使塑性鉸區(qū)域外移，遠(yuǎn)離節(jié)點(diǎn)的核心區(qū)，提高節(jié)點(diǎn)的延性，更好的滿足“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱桿件”的原則；另一方面從對(duì)鋼管混凝土柱子的節(jié)點(diǎn)區(qū)域加強(qiáng)入手，通過(guò)設(shè)置加勁肋的形式，使節(jié)點(diǎn)更好的滿足“強(qiáng)柱弱梁”的原則。因此在考慮以上兩方面優(yōu)化思想的基礎(chǔ)上，本發(fā)明提出了一種鋼梁嵌入式帶肋貫穿隔板方鋼管混凝土柱-H型鋼梁組合節(jié)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新型的方鋼管混凝土柱與H型鋼梁的連接形式，通過(guò)改變貫穿隔板的形狀，使其很好的與H型鋼梁連接，提高節(jié)點(diǎn)的延性和耗能性能，同時(shí)在隔板間設(shè)置加勁肋，更好的滿足“強(qiáng)柱弱梁”設(shè)計(jì)理念。本發(fā)明的技術(shù)方案I、按照《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010中“強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、弱構(gòu)件”的要求，柱子不先于梁破壞，節(jié)點(diǎn)的承載力應(yīng)高于被連接構(gòu)件?，F(xiàn)有的外環(huán)板式焊接梁柱節(jié)點(diǎn)和螺栓連接梁柱節(jié)點(diǎn)雖然能滿足承載力和剛度要求，由于采用單一的連接方式，所以引起的彎矩最大處材料的不連續(xù)性也不容忽視。鋼梁嵌入式帶肋貫穿隔板方鋼管混凝土柱-H型鋼梁組合節(jié)點(diǎn)綜合兩種連接方式的優(yōu)點(diǎn)，在柱子中插入兩塊貫通的槽型隔板，H型鋼梁的上下翼緣插入隔板的槽型口中，采用三面圍焊將隔板與柱子連接起來(lái)，然后在柱壁上焊接兩塊帶螺栓孔的拼接板，再把梁的腹板插入兩塊拼接板之間，用高強(qiáng)螺栓連接起來(lái)。這樣的連接構(gòu)造保證了節(jié)點(diǎn)域處有較強(qiáng)的剛度，不會(huì)因?yàn)椴捎脝我坏倪B接方式而引起截面削弱和應(yīng)力集中，更好的滿足了規(guī)范關(guān)于“強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、弱構(gòu)件”的要求。詳細(xì)技術(shù)方案如下鋼梁嵌入式帶肋貫穿隔板方鋼管混凝土柱-H型鋼梁節(jié)點(diǎn)，由方鋼管混凝土柱、拼接板、嵌入式貫穿隔板、鋼管核心區(qū)隔板加勁肋、H型鋼梁、高強(qiáng)螺栓組成，其特征在于鋼管柱在貫穿隔板之間處焊接有加勁肋，同時(shí)在鋼梁與貫穿隔板的連接處采用鋼梁翼緣嵌入式，將貫穿隔板節(jié)點(diǎn)連接形成三面圍焊焊縫，貫穿隔板有嵌入槽，H形鋼梁與貫穿隔板連接。H形鋼梁兩側(cè)用高強(qiáng)度螺栓連接有拼接板。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及有益效果
本發(fā)明的新型梁柱節(jié)點(diǎn)，同時(shí)采用了焊接連接和螺栓連接實(shí)現(xiàn)了兩種連接方式的完美結(jié)合。保證了節(jié)點(diǎn)連續(xù)、可靠、穩(wěn)定的要求，同時(shí)避免了節(jié)點(diǎn)處應(yīng)力集中現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)梁柱節(jié)點(diǎn)的剛性連接。由于該種節(jié)點(diǎn)型式連接方法可靠，施工方法簡(jiǎn)單，便于構(gòu)件的長(zhǎng)距離運(yùn)輸，所以它能更好的應(yīng)用于工程實(shí)際。節(jié)點(diǎn)構(gòu)件由工廠生產(chǎn)加工后可運(yùn)送至工程現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組裝拼接，有效的提高了生產(chǎn)效率并縮短工期。通過(guò)研究得知此新型梁柱節(jié)點(diǎn)在承載能力上也優(yōu)于現(xiàn)有的梁柱節(jié)點(diǎn)?？蓾M足承載力和剛度要求較高的實(shí)際工程的使用要求。


圖I為鋼梁嵌入式帶肋貫穿隔板方鋼管混凝土柱-H型鋼梁節(jié)點(diǎn)的示意圖2、圖3、圖4為梁柱節(jié)點(diǎn)連接示意圖中I表示鋼梁翼緣與貫穿隔板之間的坡口對(duì)焊連接、2為鋼梁腹板與方鋼管柱用角焊縫連接、3為方鋼管柱和貫穿隔板之間角焊縫連接；圖中4是混凝土、5是方鋼管、6是加勁肋、7是貫穿隔板、8是高強(qiáng)螺栓、9是H型鋼梁。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合技術(shù)方案和參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明提出的鋼梁嵌入式帶肋貫穿隔板方鋼管混凝土柱-H型鋼梁節(jié)點(diǎn)如圖f圖4所示。鋼梁嵌入式帶肋貫穿隔板方鋼管混凝土柱-H型鋼梁節(jié)點(diǎn)主要由方鋼管混凝土柱、拼接板、嵌入式貫穿隔板、鋼管核心區(qū)隔板加勁肋、H型鋼梁、高強(qiáng)螺栓組成。鋼梁嵌入式帶肋貫穿隔板方鋼管混凝土柱-H型鋼梁節(jié)點(diǎn)的制作方法。鋼管柱是由四塊鋼板焊接而成，主要有三部分組成，即上柱、中柱和下柱，制作時(shí)，先將上柱和下柱各自焊接好，中柱的每塊鋼板上需要焊接一塊加勁肋，然后將焊接好加勁肋的鋼板組合成中柱，然后將貫穿隔板置于柱子中，貫穿隔板通過(guò)角焊縫與鋼管柱連接在一起，形成核心區(qū)帶加勁肋的貫穿隔板方鋼管柱；然后將鋼梁腹板的拼接板與方鋼管柱通過(guò)角焊縫連接在一起；再將H型鋼梁的翼緣與帶U型槽的貫穿隔板通過(guò)坡口對(duì)焊的形式焊接在一起，對(duì)鋼梁翼緣的根部形成三面圍焊，此時(shí)鋼梁的腹板應(yīng)該夾在與方鋼管柱焊接在一起的兩塊拼接板中；最后采用高強(qiáng)螺栓，將鋼梁腹板兩側(cè)的拼接板與鋼梁腹板連接在一起，形成完整的鋼梁嵌入式帶肋貫穿隔板方鋼管混凝土柱-H型鋼梁節(jié)點(diǎn)構(gòu)件，最后在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)方鋼管柱進(jìn)行混凝土燒筑。
權(quán)利要求
1.鋼梁嵌入式帶肋貫穿隔板方鋼管混凝土柱-H型鋼梁節(jié)點(diǎn)主要由方鋼管混凝土柱、拼接板、嵌入式貫穿隔板、鋼管核心區(qū)隔板加勁肋、H型鋼梁、高強(qiáng)螺栓組成；其特征在于鋼管柱貫穿隔板之間的加勁肋提高了柱子的整體性，與普通的隔板貫穿式節(jié)點(diǎn)相比，該類節(jié)點(diǎn)的柱子連續(xù)性更好，同時(shí)在鋼梁與貫穿隔板的連接處采用鋼梁翼緣嵌入式，將普通的貫穿隔板節(jié)點(diǎn)連接的一條焊縫，改進(jìn)至三面圍焊焊縫，大大的加強(qiáng)了連接處的可靠性，同時(shí)由于嵌入槽的存在，使其在地震作用下鋼梁根部翼緣屈曲的位置向遠(yuǎn)離節(jié)點(diǎn)的方向移動(dòng)，也就是塑性鉸出現(xiàn)的位置向節(jié)點(diǎn)區(qū)域外移動(dòng)，大大提高了節(jié)點(diǎn)的延性性能和耗能能力，更好的滿足“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、弱桿件”的設(shè)計(jì)啊要求，構(gòu)件由工廠生產(chǎn)加工后以板件形式運(yùn)至工程現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組裝拼接，有效地提高了生產(chǎn)效率并縮短工期。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋼梁嵌入式帶肋貫穿隔板方鋼管混凝土柱-H型鋼梁節(jié)點(diǎn)，其特征在于節(jié)點(diǎn)的制作方法，方鋼管柱要求有四塊鋼板滿焊而成，在柱中節(jié)點(diǎn)區(qū)域，鋼柱的內(nèi)部補(bǔ)焊加勁肋，將制作好的帶U型嵌入槽的貫穿隔板通過(guò)單向角焊縫與方鋼管柱連接在一起，鋼梁與柱的連接是通過(guò)把鋼梁翼緣嵌入到柱子貫穿隔板的U型嵌入槽內(nèi)，通過(guò)三面圍焊將鋼梁翼緣與柱連接好，其鋼梁腹板則是通過(guò)高強(qiáng)螺栓將鋼梁腹板和腹板兩側(cè)與方鋼管柱焊接好的拼接板連接在一起，形成完整的鋼梁嵌入式帶肋貫穿隔板方鋼管混凝土柱-H型鋼梁節(jié)點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明是鋼梁嵌入式帶肋貫穿隔板方鋼管混凝土柱-H型鋼梁節(jié)點(diǎn)，它避免了節(jié)點(diǎn)處應(yīng)力集中現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)梁柱節(jié)點(diǎn)的剛性連接。由方鋼管混凝土柱、拼接板、嵌入式貫穿隔板、鋼管核心區(qū)隔板加勁肋、H型鋼梁、高強(qiáng)螺栓組成，鋼管柱在貫穿隔板之間處焊接有加勁肋，同時(shí)在鋼梁與貫穿隔板的連接處采用鋼梁翼緣嵌入式，將貫穿隔板節(jié)點(diǎn)連接形成三面圍焊焊縫，貫穿隔板有嵌入槽，H形鋼梁與貫穿隔板連接。由于該種節(jié)點(diǎn)型式連接方法可靠，施工方法簡(jiǎn)單，便于構(gòu)件的長(zhǎng)距離運(yùn)輸，所以它能更好的應(yīng)用于工程實(shí)際。
文檔編號(hào)E04B1/58GK102936924SQ20121044204
公開(kāi)日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2012年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月8日
發(fā)明者閻石, 邵鹿峰, 張?jiān)还?申請(qǐng)人:沈陽(yáng)建筑大學(xué)