鋼梁與柱半剛性連接抗震節(jié)點構(gòu)造的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了鋼梁與柱半剛性連接抗震節(jié)點構(gòu)造，它包括鋼梁、柱，它還包括若干個連接單元，每個連接單元均包括左右兩塊L形連接板；左右兩塊L形連接板對稱地背向設(shè)置在柱上，其L面與柱焊接固定，鋼梁上翼緣的內(nèi)側(cè)面與左右L形連接板的水平面相接觸，并通過焊接固定，鋼梁的左右腹板與左右L形連接板的豎直面相接觸，并通過高強螺栓緊固。本實用新型節(jié)點受力協(xié)調(diào)一致性提高；鋼梁中最大彎曲正應(yīng)力成降低趨勢，同時避免最大剪應(yīng)力在節(jié)點處發(fā)生，因此節(jié)點整體受力性能、穩(wěn)定性和抗震性明顯提高或改善。
【專利說明】鋼梁與柱半剛性連接抗震節(jié)點構(gòu)造
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及鋼梁與鋼柱有連接需要的鋼結(jié)構(gòu)和組合結(jié)構(gòu)工程，尤其是涉及型鋼(鋼梁)與鋼管(方或圓)柱、熱軋H型鋼柱、鋼筋(型鋼)混凝土柱預(yù)埋鋼板的連接。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著熱軋H型鋼在鋼結(jié)構(gòu)和組合結(jié)構(gòu)中應(yīng)用范圍的擴大，鋼梁與柱連接技術(shù)已成為影響和制約熱軋H型鋼及其加工后再成型鋼梁(梁高擴大的新型鋼梁)應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)之一。目前，鋼梁和柱的連接主要以剛性連接、鉸接兩種方式為主，其中剛性連接(如圖9所示)施工復(fù)雜，并且其連接(點)處彎矩大，震動受力時，在極限狀態(tài)下容易從連接處斷裂；鉸接連接(如圖10所示)施工簡單，其連接(點)處彎矩為零，但剪力最大，梁與柱的連接可靠性差(如圖8所示)。剛性連接和鉸接在應(yīng)用中與實際受力狀態(tài)均存在較大差異，材料的力學(xué)性能難以正常發(fā)揮利用，因此應(yīng)用此兩種連接方式的工程結(jié)構(gòu)，其整體穩(wěn)定性和抗震性都比較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型所要解決的問題是提供一種鋼梁與柱的新型連接結(jié)構(gòu)，它為半剛性連接結(jié)構(gòu)，其整體穩(wěn)定性和抗震性能均較好。
[0004]本實用新型鋼梁與柱半剛性連接抗震節(jié)點構(gòu)造，它包括鋼梁、柱，它還包括若干個連接單元，每個連接單元均包括左右兩塊L形連接板；左右兩塊L形連接板對稱地背向設(shè)置在柱上，其L面與柱焊接固定，鋼梁上翼緣的內(nèi)側(cè)面與左右L形連接板的水平面相接觸，并通過焊接固定，鋼梁的左右腹板與左右L形連接板的豎直面相接觸，并通過高強螺栓緊固。
[0005]本實用新型中對稱設(shè)置的左右連接板，其水平邊傳遞彎矩，豎直邊為傳遞剪力，由于左右連接板為L形一體設(shè)計，使節(jié)點受力協(xié)調(diào)一致性提高；L型連接板的水平邊與鋼梁上翼緣焊接，達到梁柱間有限度傳遞彎矩的目的，使鋼梁中最大彎曲正應(yīng)力成降低趨勢，同時避免最大剪應(yīng)力在節(jié)點處發(fā)生。因此在以梁跨中最大彎曲正應(yīng)力計算梁選型和驗算梁1/4跨內(nèi)最大剪應(yīng)力影響的條件下，本新型節(jié)點結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了梁柱間半剛性連接的理想受力狀態(tài)，使得節(jié)點整體受力性能、穩(wěn)定性和抗震性明顯提高或改善。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1是本新型抗震節(jié)點構(gòu)造的立體示意圖；
[0007]圖2是L形連接板使用狀態(tài)時的示意圖；
[0008]圖3是鋼梁的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖4是左連接板與梁托安裝在柱上的示意圖；
[0010]圖5是鋼梁與右連接板安裝在柱上的示意圖；
[0011]圖6是鋼梁與連接板貼合的示意圖；
[0012]圖7是使用了本新型節(jié)點構(gòu)造的半剛性連接的示意圖；[0013]圖8為梁的端部約束對內(nèi)力影響的原理圖:
[0014]圖9為梁柱剛性連接的示意圖:
[0015]圖10為梁柱鉸接的示意圖。
【具體實施方式】
[0016]從圖1、圖2、圖3可知，本新型、鋼梁與柱半剛性連接抗震節(jié)點構(gòu)造，它包括鋼梁1、柱5，它還包括若干個連接單元，每個連接單元均包括左右兩塊L形連接板3、4 ;左右兩塊L形連接板3、4對稱地背向設(shè)置在柱5上，其L面與柱5焊接固定，鋼梁I上翼緣的內(nèi)側(cè)面與左右L形連接板3、4的水平面相接觸，并通過焊接固定，鋼梁I的左右腹板與左右L形連接板3、4的豎直面相接觸，并通過高強螺栓緊固。
[0017]其中，左右兩塊L形連接板3、4中的短邊7為水平邊，為彎矩傳遞鋼板，長邊為豎直邊，為剪力傳遞鋼板。L形連接板的水平部分、豎直部分、轉(zhuǎn)角部分三部分一體化制作，連接板3、4的板厚to依據(jù)計算結(jié)果確定。
[0018]其中，左右L形連接板3、4的轉(zhuǎn)角6同鋼梁I的內(nèi)圓角R大小相等。這樣，L形連接板3、4的水平邊與鋼梁I上翼緣的內(nèi)側(cè)面緊密接觸，豎直邊分別與鋼梁腹板9的左右腹板緊貼，鋼梁I通過螺栓孔9采用高強螺栓與L形連接板的豎直邊連接，組合形成后共同協(xié)調(diào)受力。(如圖6所示)
[0019]為了進一步保證鋼梁與柱的連接穩(wěn)定性，本新型半剛性連接結(jié)構(gòu)還包括T型梁托2，T型梁托2焊接固定在柱5上，并緊貼在鋼梁I下翼緣的外表面上，兩者通過安裝螺栓8緊固。
[0020]本新型中，L形連接板及T型梁托在工廠加工制作并將兩者焊接在柱上，(如圖4所示)為了使可靠性充分保障，半剛性連接實現(xiàn)方法如下:
[0021]第一步:吊裝鋼梁到位與T型梁托采用安裝螺栓連接；
[0022]第二步:右連接板現(xiàn)場與柱焊接，與左連接板對稱安裝，左右連接板與鋼梁的腹板采用高強螺栓固定(如圖5所示)；
[0023]第三步:在鋼梁安裝工作全部完成后，進入樓面施工前，通過鋼梁上翼緣上事先預(yù)留的點焊孔10焊接完成連接板水平部分與鋼梁上翼緣的局部焊接，形成完整的半剛性連接構(gòu)造。
[0024]以上步驟不可顛倒，最后，隨著荷載的逐步加大至正常狀態(tài)，半剛性連接實現(xiàn)。
[0025]本新型的節(jié)點構(gòu)造是通過高強螺栓連接和焊接連接組合并分步驟進行，實現(xiàn)鋼梁與柱的半剛性連接。此半剛性連接構(gòu)造以力學(xué)基礎(chǔ)理論為依據(jù)，通過系統(tǒng)考慮(彎矩和剪力固有的互動傳遞關(guān)系)節(jié)點協(xié)調(diào)受力以及穩(wěn)定性因素，直接向最新結(jié)構(gòu)件產(chǎn)品開發(fā)及最新連接方法等發(fā)明方向拓展的新型實用技術(shù)，填補了半剛性連接抗震節(jié)點設(shè)計的空白，具體優(yōu)點為:(I)本連接節(jié)點本質(zhì)上沒有改變可相對變形的性質(zhì)，因此可避免鋼梁內(nèi)應(yīng)力集中出現(xiàn)；(2)在地震荷載作用下，本連接節(jié)點有一定的能量消散作用，可減小變形集中發(fā)生；
(3)鋼梁的整體穩(wěn)定性顯著提高；(4)施工安裝方便。(如圖8所示)
【權(quán)利要求】
1.鋼梁與柱半剛性連接抗震節(jié)點構(gòu)造，它包括鋼梁(I)、柱(5)，其特征是:它還包括若干個連接單元，每個連接單元均包括左右兩塊L形連接板(3、4);左右兩塊L形連接板(3、4)對稱地背向設(shè)置在柱(5)上，其L面與柱(5)焊接固定，鋼梁(I)上翼緣的內(nèi)側(cè)面與左右L形連接板(3、4)的水平面相接觸，并通過焊接固定，鋼梁(I)的左右腹板與左右L形連接板(3、4)的豎直面相接觸，并通過高強螺栓緊固。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半剛性連接抗震節(jié)點構(gòu)造，其特征是:左右L形連接板(3、4)的轉(zhuǎn)角6同鋼梁(I)的內(nèi)圓角R大小相等。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半剛性連接抗震節(jié)點構(gòu)造，其特征是:左右兩塊L形連接板(3、4)中的短邊為水平邊，為彎矩傳遞鋼板，長邊為豎直邊，為剪力傳遞鋼板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的半剛性連接抗震節(jié)點構(gòu)造，其特征是:它還包括T型梁托(2)，T型梁托(2)焊接固定在柱(5)上，并緊貼在鋼梁(I)下翼緣的外表面上，兩者通過安裝螺栓(8)緊固。
【文檔編號】E04B1/58GK203716306SQ201320807679
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2013年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月11日
【發(fā)明者】范國利, 李慶中 申請人:范國利