本發(fā)明屬于結(jié)構(gòu)工程鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，具體涉及一種外伸式端板節(jié)點(diǎn)。

背景技術(shù)：

隨著多高層、超高層建筑的大量興建，鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用越來越多。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中梁柱節(jié)點(diǎn)常采用全焊接或翼緣焊接—腹板螺栓連接，節(jié)點(diǎn)區(qū)強(qiáng)度、剛度較大。但對(duì)于地震及火災(zāi)作用下節(jié)點(diǎn)區(qū)延性、變形能力及安全儲(chǔ)備考慮不夠充分，存在大震作用下節(jié)點(diǎn)斷裂破壞導(dǎo)致建筑物破壞、倒塌的隱患，與“大震不倒”的抗震設(shè)計(jì)原則不符，不具備二次防護(hù)能力。如何提高鋼結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)在地震及火災(zāi)作用下的延性、變形能力、耗能能力和節(jié)點(diǎn)安全儲(chǔ)備是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工中亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種外伸式端板節(jié)點(diǎn)，以提高鋼結(jié)構(gòu)連接的安全性和耗能能力。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種外伸式端板節(jié)點(diǎn)，包括鋼梁、鋼柱、角鋼、端板及螺栓，所述鋼梁為工字型鋼梁，所述鋼柱為h型鋼柱，所述端板焊接在鋼梁端部，所述角鋼包括l型角鋼及頂?shù)捉卿摚鰈型角鋼、頂?shù)捉卿摷奥菟ň鶠椴讳P鋼材質(zhì)；所述端板為外伸式端板，所述鋼梁腹板與翼緣、端板、鋼柱翼緣及角鋼上對(duì)應(yīng)設(shè)有用于穿過螺栓的螺栓孔，所述l型角鋼設(shè)置在鋼梁腹板與端板間，l型角鋼一邊通過螺栓與鋼梁腹板連接，另一邊通過螺栓與端板及鋼柱翼緣相連接；所述頂?shù)捉卿撚袃蓚€(gè)，對(duì)應(yīng)設(shè)置在鋼梁翼緣兩側(cè)，各頂?shù)捉卿摰囊贿呁ㄟ^螺栓與鋼梁翼緣連接，另一邊通過螺栓與端板及鋼柱翼緣相連接。

進(jìn)一步，所述工字型鋼梁由鋼板焊接而成。

進(jìn)一步，所述工字型鋼梁為軋制型鋼。

進(jìn)一步，所述h型鋼柱由鋼板焊接而成。

進(jìn)一步，所述h型鋼柱為軋制型鋼。

進(jìn)一步，所述螺栓為高強(qiáng)不銹鋼螺栓。

本發(fā)明的有益效果在于：

(1)能夠有效保障結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的安全性和整體性，增加了鋼連接區(qū)域的延性、抗火能力和耗能能力。

(2)該節(jié)點(diǎn)包括兩種連接類型(半剛性連接和柔性連接)，同時(shí)具備兩種破壞機(jī)理，允許梁端端板在極端荷載工況中發(fā)生破壞，由柔性連接提供較好變形能力和耐火極限。

(3)采用裝配式鋼結(jié)構(gòu)連接，構(gòu)件在工廠預(yù)制，制作質(zhì)量高，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)快速裝配，節(jié)省工期。

該裝配式鋼結(jié)構(gòu)剛度大、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，連接受力性能優(yōu)越，可用于鋼結(jié)構(gòu)抗火體系和高烈度地震區(qū)高層鋼結(jié)構(gòu)建筑中，具有較為廣闊的應(yīng)用前景。

附圖說明

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖進(jìn)行說明：

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為鋼梁的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為鋼柱的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為l型角鋼的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為頂?shù)捉卿摰慕Y(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為端板的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。

如圖所示，本發(fā)明中的外伸式端板節(jié)點(diǎn)，包括鋼梁1、鋼柱2、角鋼、端板4及螺栓5，所述鋼梁1為工字型鋼梁，所述鋼柱2為h型鋼柱，所述端板4焊接在鋼梁1端部，所述端板4為外伸式端板，所述角鋼包括l型角鋼3及頂?shù)捉卿?，所述l型角鋼3、頂?shù)捉卿?及螺栓5均為不銹鋼材質(zhì)；所述鋼梁1腹板與翼緣、端板4、鋼柱2翼緣及角鋼上對(duì)應(yīng)設(shè)有用于穿過螺栓的螺栓孔6，所述l型角鋼3設(shè)置在鋼梁1腹板與端板4間，l型角鋼3一邊通過螺栓5與鋼梁1腹板連接，另一邊通過螺栓5與端板4及鋼柱2翼緣相連接；所述頂?shù)捉卿?有兩個(gè)，對(duì)應(yīng)設(shè)置在鋼梁1翼緣兩側(cè)，各頂?shù)捉卿?的一邊通過螺栓5與鋼梁1翼緣連接，另一邊通過螺栓5與端板4及鋼柱2翼緣相連接。

本發(fā)明中，鋼梁1與端板4間既有焊接，又有通過不銹鋼l型角鋼、不銹鋼頂?shù)捉卿摷安讳P鋼螺栓的二次連接，鋼梁1與鋼柱2間則對(duì)應(yīng)通過不銹鋼螺栓、焊接端板及兩種角鋼連接起來。一方面，工字型鋼梁1與h型鋼柱2的連接方式采用了兩種不同鋼材材料，包括普通鋼材(鋼梁、鋼柱及端板)和耐火性不銹鋼材料(角鋼及螺栓)，從而增強(qiáng)了鋼連接的變形能力和耐火能力。另一方面，工字型鋼梁1與h型鋼柱2的連接方式采用了組合鋼連接類型，包括半剛性連接和柔性連接兩種連接類型，同時(shí)具備兩種破壞機(jī)理。

該連接方式克服了傳統(tǒng)節(jié)點(diǎn)在高溫作用下因焊縫殘余應(yīng)力和熱影響區(qū)域影響發(fā)生鋼板連接處開裂現(xiàn)象；由于角鋼3及螺栓5為不銹鋼材質(zhì)，增強(qiáng)了鋼連接區(qū)域的延性和魯棒性，使得在火災(zāi)作用下，節(jié)點(diǎn)端板即使發(fā)生破壞也擁有足夠的延性轉(zhuǎn)換受力機(jī)理形成二次防護(hù)能力，即在鋼梁兩端形成塑性鉸，大大提高了工字型鋼梁的協(xié)同變形能力，形成懸鏈性效應(yīng)保證結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生連續(xù)性倒塌；即保障了連接節(jié)點(diǎn)在端板焊縫區(qū)域發(fā)生破壞后，連接節(jié)點(diǎn)仍以鉸接的形式繼續(xù)工作。該鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)也可以用于抗震區(qū)域，利用不銹鋼角鋼優(yōu)異的延性、變形能力和二次防護(hù)機(jī)理，在地震荷載或者往復(fù)荷載作用下耗散多余能量，保障結(jié)構(gòu)的安全性和整體性。

本發(fā)明中的工字型鋼梁及h型鋼柱可由鋼板焊接而成，也可采用軋制型鋼?？稍诂F(xiàn)場(chǎng)直接安裝，施工速度較快且構(gòu)件制作質(zhì)量高。

優(yōu)選的，螺栓為高強(qiáng)不銹鋼螺栓，可進(jìn)一步改善螺栓性能。

本實(shí)施例中工字型鋼梁及h型鋼柱均由鋼板焊接而成，其裝配程序如下：

a.在工廠用鋼板焊接成工字型鋼梁1，并在鋼梁腹板及翼緣上開螺栓孔6；

b.在工廠用鋼板焊接成h型鋼柱2，并在鋼柱翼緣上開螺栓孔，螺栓孔直徑和位置與工字型鋼梁端板上的螺栓孔保持一致；

c.在工廠切割矩形端板4一塊，并在端板上開螺栓孔，螺栓孔位置及直徑與h型鋼柱上螺栓孔保持一致；將端板4焊接于工字型鋼梁1開孔側(cè)一端，并將其中心對(duì)齊；

d.在工廠制作不銹鋼l型角鋼3及頂?shù)捉卿?，并在l型角鋼3及頂?shù)捉卿?上開螺栓孔，螺栓孔位置及直徑分別與鋼柱翼緣及鋼梁腹板、鋼梁翼緣上的螺栓孔位置及大小保持一致；

e.用不銹鋼螺栓5分別連接不銹鋼l型角鋼3、頂?shù)捉卿?、外伸式端板4和h型鋼柱翼緣，并連接鋼梁腹板與翼緣。

總的來說，該節(jié)點(diǎn)克服了傳統(tǒng)節(jié)點(diǎn)在火災(zāi)及和地震作用下焊縫連接區(qū)域容易發(fā)生破壞的不足，通過采用兩種不同鋼材和兩種破壞機(jī)理模式，互相補(bǔ)充，保障了鋼結(jié)構(gòu)體系的整體性和完整性，可用于抗火和高烈度地震區(qū)鋼結(jié)構(gòu)體系中；通過l型角鋼及頂?shù)捉卿搶?duì)鋼梁及外伸式端板進(jìn)行二次連接以及節(jié)點(diǎn)形式上改變，大幅度提高了該節(jié)點(diǎn)的抗彎承載能力和剛度，可做剛接節(jié)點(diǎn)假定。采用現(xiàn)場(chǎng)裝配式施工方法，還有助于節(jié)省工期。

最后說明的是，以上優(yōu)選實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管通過上述優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)其作出各種各樣的改變，而不偏離本發(fā)明權(quán)利要求書所限定的范圍。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種外伸式端板節(jié)點(diǎn)，屬于結(jié)構(gòu)工程鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域。本發(fā)明中，鋼梁與端板間既有焊接，又有通過不銹鋼L型角鋼、頂?shù)捉卿摷安讳P鋼螺栓的二次連接，鋼梁與鋼柱間則對(duì)應(yīng)通過不銹鋼螺栓、焊接端板及兩種不銹鋼角鋼連接起來。該連接方式克服了傳統(tǒng)節(jié)點(diǎn)在高溫作用下因焊縫殘余應(yīng)力和熱影響區(qū)域影響發(fā)生鋼板連接處開裂現(xiàn)象；增強(qiáng)了鋼連接區(qū)域的延性和魯棒性，使得在火災(zāi)作用下，節(jié)點(diǎn)端板即使發(fā)生破壞也擁有足夠的延性轉(zhuǎn)換受力機(jī)理形成二次防護(hù)能力；該連接節(jié)點(diǎn)也可以用于抗震區(qū)域，利用不銹鋼角鋼優(yōu)異的延性、變形能力和二次防護(hù)機(jī)理，在地震荷載或者往復(fù)荷載作用下耗散多余能量，保障了結(jié)構(gòu)的安全性和整體性。

技術(shù)研發(fā)人員：胡鷹;徐譚楚民;張川;崔佳
受保護(hù)的技術(shù)使用者：重慶大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.14
技術(shù)公布日：2017.08.22