CN107447861A - 一种带斜撑的装配式钢结构方管柱梁柱节点连接装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带斜撑的装配式钢结构方管柱梁柱节点连接装置，属于结构工程技术领域，包括上柱、下柱、梁和斜撑。上柱和下柱由方管柱、柱顶法兰板、柱底法兰板、横向加筋肋I、横向加筋肋II、竖向加筋肋、端板I在工厂焊接而成，梁由H型钢梁、端板II、加筋肋在工厂焊接而成；所述柱的形式不仅限于方管柱，还可以选择其他箱型柱或圆管柱。本发明的焊接工作全部在工厂内完成，斜撑的设置，可较大幅度地提高节点的刚度和承载力，减少螺栓的用量，且有效的实现了塑性铰的外移，使节点破坏的位置位于斜撑之外的梁上，起到保护节点的作用，现场采用螺栓装配，螺栓的紧固工作方便快捷，施工速度以及质量大大提高，实现了工厂化生产，现场快速装配。

Description

一种带斜撑的装配式钢结构方管柱梁柱节点连接装置
技术领域
本发明涉及一种带斜撑的装配式钢结构方管柱梁柱节点连接装置，属于结构工程技术领域。
背景技术
装配式钢结构体系是指按照统一、标准的建筑部品规格制作房屋单元或构件，然后运至施工现场装配就位而产生的建筑。其特点是建筑质量轻、节能环保、施工速度快、工业化程度高等，能解决我国建筑工业化水平低、房屋建造劳动生产率低以及传统房屋产品质量低等诸多问题，适应我国建筑行业的发展。
梁柱节点是装配式钢结构体系中最重要的节点，它直接影响着结构的施工速度以及装配化程度，因此梁柱节点应尽量多采用便于操作的高强度螺栓连接，并且螺栓的布置应可能地易于工人现场紧固，在现有的工程实例中采用的梁柱节点存在以下不足：传统梁柱全焊节点中，梁上下翼缘及腹板与柱现场施焊，这种连接方式虽然为刚性连接，但节点延性差，地震中容易发生脆性破坏，且需要现场施焊，大大影响了施工速度与质量，不使用于多高层装配式钢结构中，同时由于焊接面积大，容易产生较大的残余应力，影响节点的受力性能。传统栓焊混合连接节点中，梁端上下翼缘与柱现场焊接，梁端腹板通过剪切板与柱栓接，这种连接方式需要现场施焊，大大影响了施工速度与质量，且施工程序复杂，不容易实现刚性连接。
发明内容
本发明提出了一种属于结构工程技术领域的工业化装配式钢结构体系中带斜撑的装配式钢结构方管柱梁柱节点连接装置，其目的在于克服现有技术的缺陷，满足节点各项力学性能，实现梁柱节点的刚性连接，实现结构的装配化，提高构件的拼装速度，充分适应装配式钢结构体系的要求与特点。本发明的梁柱节点为现场螺栓连接，属于刚性节点，同时斜撑的设置，可较大幅度地提高节点的刚度和承载力，减少螺栓的用量，且有效的实现了塑性铰的外移，使节点破坏的位置位于斜撑之外的梁上，起到保护节点的作用，符合“强节点，弱构件”的设计要求。斜撑的设置在不影响使用空间的基础上，放大了柱与柱螺栓连接范围，增大了螺栓抗弯的力臂，从而提高了柱与柱连接的刚度和强度，减少了螺栓用量。螺栓的布置也易于工人操作，大大提高了装配速度及质量。现场采用螺栓装配，螺栓的紧固工作方便快捷，施工速度以及质量大大提高，实现了工厂化生产，现场快速装配。
一种带斜撑的装配式钢结构方管柱梁柱节点连接装置，该装置包括下柱、上柱、梁和斜撑。
所述下柱包括方管柱(1)、柱顶法兰板(2)、横向加筋肋I(6)、横向加筋肋II(8)、竖向加筋肋(9)和端板I(5)，横向加筋肋I(6)的数量为两个。柱顶法兰板(2)水平焊接在方管柱(1)的顶部四边，保证柱顶法兰板(2)上侧与方管柱(1)的顶平面在同一平面，竖向加筋肋(9)焊接在柱顶法兰板(2)正中央下侧，横向加筋肋I(6)焊接在竖向加筋肋(9)中部两端，并保证横向加筋肋I(6)的水平；横向加筋肋II(8)焊接在竖向加筋肋(9)底部，并保证横向加筋肋II(8)的水平；端板I(5)竖直焊接在竖向加筋肋(9的外侧，并保证端板I(5)的外表面与柱顶法兰板(2)的最外端在同一平面。
所述上柱包括方管柱(1)和柱底法兰板(12)。柱底法兰板(12)水平焊接在方管柱(1)底四边，并保柱底证法兰板(12)下表面与柱底平面在同一平面。
上柱的方管柱(1)和下柱的方管柱(1)结构相同，两者上下对应。
所述梁包括H型钢梁(4)、端板II(10)和四个加筋肋(11)。端板II(10)竖直焊接在H型钢梁(4)靠近柱的一端，并保证端板II(10)的外表面与梁端平面在同一平面。加筋肋(11)焊接在H型钢梁(4)与斜撑(3)相交位置，以防止加筋肋(11)的局部发生曲屈。
所述斜撑包括H型钢斜撑(3)和底板(7)。H型钢斜撑(3)两端截面与边缘呈45度角，H型钢斜撑(3)与H型钢梁(4)的连接处焊接有底板(7)。
下柱与梁用螺栓连接，梁中端板II(10)与下柱中端板I(5)通过螺栓连接。斜撑与柱通过焊接连接，梁与斜撑中底板(7)通过螺栓连接，使螺栓不仅承受摩擦力，而且可使螺栓承受拉力，进一步增强了节点的承载力。
所述下柱的中柱顶法兰板(2)和上柱的中柱底法兰板(12)通过螺栓连接。
中柱顶法兰板(2)和中柱底法兰板(12)的宽度相等，下柱中的端板I(5)截面与梁的截面大小相同，具有位置相对、大小相同的螺栓孔。
柱顶法兰板(2)和柱底法兰板(12)具有位置对应、大小相同的螺栓孔。
螺栓孔布置为单排或多排螺栓连接，螺栓数量、规格根据具体情况而定。
所述带斜撑的装配式钢结构方管柱梁柱节点连接装置中的上柱、下柱、梁和斜撑均在工厂里焊接完成，下柱与斜撑在工厂内焊接完成。后期现场的拼装时，先将下柱中柱顶法兰板(2)和上柱中柱底法兰板(12)对齐后通过螺栓连接，然后将梁放置在斜撑上，梁端板II与下柱端板I对齐，螺栓孔后安装螺栓，再将斜撑底板(7)与梁孔位对齐后安装螺栓，最后进行斜撑与上柱进行焊接连接。
所所述柱的形式不仅限于方管柱，还可以选择其他箱型柱或圆管柱。所述斜撑的形式也不仅限于H型钢，还可以选用槽钢、T型钢等类型。
本发明的有益效果是，在上述的带斜撑的装配式钢结构方管柱梁柱节点实现了现场无焊接作业，本发明的梁柱节点为现场螺栓连接，属于刚性节点，同时斜撑的设置，可较大幅度地提高节点的刚度和承载力，减少螺栓的用量，且有效的实现了塑性铰的外移，使节点破坏的位置位于斜撑之外的梁上，起到保护节点的作用，符合“强节点，弱构件”的设计要求。斜撑的设置在不影响使用空间的基础上，放大了柱与柱螺栓连接范围，增大了螺栓抗弯的力臂，从而提高了柱与柱连接的刚度和强度，减少了螺栓用量。螺栓的布置也易于工人操作，大大提高了装配速度及质量。现场采用螺栓装配，螺栓的紧固工作方便快捷，施工速度以及质量大大提高，实现了工厂化生产，现场快速装配。
附图说明
图1是本发明的梁柱节点构造示意图
图2是本发明的梁柱节点拼接示意图
图3是本发明的梁柱节点的下柱构造示意图
图4是本发明的梁柱节点的上柱构造示意图
图5是本发明的梁柱节点的梁构造示意图
图6是本发明的梁柱节点的斜撑构造图
图中：1—方管柱，2—柱顶法兰板，3—H型钢斜撑，4—H型钢梁，5—端板I，6—横向加筋肋I，7—底板，8—横向加筋肋II，9—竖向加筋肋，10—端板II，11—加筋肋，12—柱底法兰板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明：
如附图1、2所示，所述带斜撑的装配式钢结构方管柱梁柱节点连接装置中，下柱与梁用螺栓连接，梁中端板II(10)与下柱中端板I(5)通过螺栓连接。梁与柱通过焊接连接，梁与斜撑中底板(7)通过螺栓连接，此设计使螺栓不仅承受摩擦力，而且可使螺栓承受拉力，进一步增强了节点的承载力；所述下柱中柱顶法兰板(2)和上柱中柱底法兰板(12)通过螺栓连接。法兰板(2、12)具有相同的宽度，下柱中端板I截面(5)与梁截面大小相同，具有位置相对、大小相同的螺栓孔。柱顶法兰板(2)和柱底法兰板(12)具有位置对应、大小相同的螺栓孔，该螺栓孔布置为单排或多排螺栓连接，螺栓数量、规格根据具体情况而定。
如附图3、4、5所示，所述带斜撑的装配式钢结构方管柱梁柱节点连接装置中的上柱、下柱、梁和斜撑均在工厂里焊接完成，后期现场的拼装时，先将下柱中柱顶法兰板(2)和上柱中柱底法兰板(12)对齐后通过螺栓连接，然后将梁端板II与下柱端板I对齐螺栓孔后安装螺栓，再将斜撑底板(7)与梁孔位对齐后安装螺栓，最后斜撑与柱进行焊接连接。

Claims (6)

1.一种带斜撑的装配式钢结构方管柱梁柱节点连接装置，其特征在于：该装置包括下柱、上柱、梁和斜撑；
所述下柱包括方管柱(1)、柱顶法兰板(2)、横向加筋肋I(6)、横向加筋肋II(8)、竖向加筋肋(9)和端板I(5)，横向加筋肋I(6)的数量为两个；柱顶法兰板(2)水平焊接在方管柱(1)的顶部四边，保证柱顶法兰板(2)上侧与方管柱(1)的顶平面在同一平面，竖向加筋肋(9)焊接在柱顶法兰板(2)正中央下侧，横向加筋肋I(6)焊接在竖向加筋肋(9)中部两端，并保证横向加筋肋I(6)的水平；横向加筋肋II(8)焊接在竖向加筋肋(9)底部，并保证横向加筋肋II(8)的水平；端板I(5)竖直焊接在竖向加筋肋(9的外侧，并保证端板I(5)的外表面与柱顶法兰板(2)的最外端在同一平面；
所述上柱包括方管柱(1)和柱底法兰板(12)；柱底法兰板(12)水平焊接在方管柱(1)底四边，并保柱底证法兰板(12)下表面与柱底平面在同一平面；
上柱的方管柱(1)和下柱的方管柱(1)结构相同，两者上下对应；
所述梁包括H型钢梁(4)、端板II(10)和四个加筋肋(11)；端板II(10)竖直焊接在H型钢梁(4)靠近柱的一端，并保证端板II(10)的外表面与梁端平面在同一平面；加筋肋(11)焊接在H型钢梁(4)与斜撑(3)相交位置，以防止加筋肋(11)的局部发生曲屈；
所述斜撑包括H型钢斜撑(3)和底板(7)；H型钢斜撑(3)两端截面与边缘呈45度角，H型钢斜撑(3)与H型钢梁(4)的连接处焊接有底板(7)。
2.根据权利要求1所述的一种带斜撑的装配式钢结构方管柱梁柱节点连接装置，其特征在于：下柱与梁用螺栓连接，梁中端板II(10)与下柱中端板I(5)通过螺栓连接；斜撑与柱通过焊接连接，梁与斜撑中底板(7)通过螺栓连接，使螺栓不仅承受摩擦力，而且可使螺栓承受拉力。
3.根据权利要求1所述的一种带斜撑的装配式钢结构方管柱梁柱节点连接装置，其特征在于：所述下柱的中柱顶法兰板(2)和上柱的中柱底法兰板(12)通过螺栓连接。
4.根据权利要求1所述的一种带斜撑的装配式钢结构方管柱梁柱节点连接装置，其特征在于：中柱顶法兰板(2)和中柱底法兰板(12)的宽度相等，下柱中的端板I(5)截面与梁的截面大小相同，具有位置相对、大小相同的螺栓孔。
5.根据权利要求1所述的一种带斜撑的装配式钢结构方管柱梁柱节点连接装置，其特征在于：柱顶法兰板(2)和柱底法兰板(12)具有位置对应、大小相同的螺栓孔。
6.根据权利要求1所述的一种带斜撑的装配式钢结构方管柱梁柱节点连接装置，其特征在于：螺栓孔布置为单排或多排螺栓连接，螺栓数量、规格根据具体情况而定。
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