CN211285977U - 一种高强钢梁翼缘锥形削弱型梁柱节点 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高强钢梁翼缘锥形削弱型梁柱节点，包括工字型钢柱，工字型钢柱的侧壁焊接有一个剪切板，剪切板上固定有工字型钢梁，工字型钢梁包括上下平行设置的上翼缘板和下翼缘板，上翼缘板和下翼缘板之间垂直固定有一个腹板，上翼缘板和下翼缘板中部为锥形，形成局部锥形削弱。这种在工厂内焊接、施工现场快速安装就位的钢结构安装模式提高了施工效率，并且操作简便；采用在工字型钢梁距梁端一定位置处对梁上下翼缘局部锥形削弱，使塑性铰外移有效地保护梁端柱面的焊缝，并且能够大大扩展塑性屈服区的面积，从而提高节点的塑性变形能力以及耗能能力。

Description

一种高强钢梁翼缘锥形削弱型梁柱节点

技术领域

本实用新型属于建筑工程钢结构体系的高延性梁柱节点技术领域，具体涉及一种高强钢梁翼缘锥形削弱型梁柱节点。

背景技术

近年来，随着钢材生产工艺的提高以及相应焊接材料、连接技术的成熟，新型高强度钢材已在世界范围内的多个建筑中得到成功应用，并取得了良好的社会效益和经济效益。

高强度钢材的应用主要集中在超高层结构、大跨度体育场馆、大跨度桥梁等重大基础建设项目中，一大批重点工程、标志性建筑的兴建，为高强度钢材在工程中的应用和推广提供了广阔空间。实际上，在钢结构的建筑物中连接节点在结构中起着举足轻重的作用；在正常使用状态下，节点将框架梁、柱连成一体，形成结构，有效地承受重力、风荷载等外部作用；在强震作用下，梁的端部及节点域的塑性变形可以吸收和耗散地震能量，使整体结构不发生倒塌或倾覆。传统的栓焊节点在地震荷载作用下其塑性变形能力以及耗能性能差，极易发生脆性破坏。为提高节点的塑性变形能力及延性，传统方法为对梁翼缘进行狗骨式削弱从而提高节点的塑性变形能力从而改善节点的抗震性能。但传统的狗骨式削弱型节点对梁翼缘的削弱集中在截面固定位置处，塑性只能发生在很小的范围，屈服面积有限。

基于此，在此提出一种高强钢梁翼缘锥形削弱型节点。该种节点形式根据梁端弯矩逐渐减小的特点来逐步削弱梁翼缘，可使截面削弱区段同步进入塑性，扩大翼缘区域的塑性屈服面积，不但在梁端能形成预定的破坏屈服区，还能取得较好的塑性耗能效果，从而具有良好的塑性变形能力和稳定的滞回耗能性能，从根本上解决了节点难以实现延性变形、容易发生脆性断裂的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种高强钢梁翼缘锥形削弱型梁柱节点，解决了现有技术中节点塑性变形能力差且延性不足的技术问题。

本实用新型所采用的技术方案是：一种高强钢梁翼缘锥形削弱型梁柱节点，包括工字型钢柱，工字型钢柱的侧壁焊接有一个剪切板，剪切板上固定有工字型钢梁，工字型钢梁包括上下平行设置的上翼缘板和下翼缘板，上翼缘板和下翼缘板之间垂直固定有一个腹板，上翼缘板和下翼缘板中部为锥形，形成局部锥形削弱。

本实用新型的特点还在于，

剪切板上开有螺栓孔，工字型钢梁的腹板上开设有与螺栓孔相适应的螺栓通孔，工字型钢梁与剪切板通过高强度摩擦型螺栓固定连接，高强度摩擦型螺栓穿过剪切板螺栓孔、工字型钢梁腹板上的螺栓通孔将工字型钢梁与剪切板相固定。

工字型钢梁的上翼缘板和下翼缘板与腹板之间通过全熔透焊接相连。

工字型钢柱包括两个对称、平行设置的上翼缘和下翼缘，上翼缘和下翼缘之间垂直固定有一个腹板，上翼缘和下翼缘与腹板之间通过焊接相连。

工字型钢柱的上翼缘和下翼缘与剪切板通过焊接固定相连；

工字型钢柱内还设置有横向加劲肋。

工字型钢柱、工字型钢梁、横向加劲肋、剪切板均为Q690钢材。

本实用新型的有益效果如下：

1、本实用新型的一种高强钢梁翼缘锥形削弱型梁柱节点，在工字型钢梁距梁端一定位置处对梁上下翼缘局部锥形削弱，使塑性铰外移有效地保护梁端柱面的焊缝，并且能够大大扩展塑性屈服区的面积，从而提高节点的塑性变形能力以及耗能能力。

2、实用新型很好的解决了刚性节点难以实现延性变形、容易发生脆性断裂的缺陷。

3、本实用新型节点构造简单，操作方便，效果良好，易于推广使用。

附图说明

图1为本实用新型一种高强钢梁翼缘锥形削弱型梁柱节点的结构示意图；

图2为本实用新型一种高强钢梁翼缘锥形削弱型梁柱节点正视图；

图3为本实用新型一种高强钢梁翼缘锥形削弱型梁柱节点俯视图；

图4为本实用新型一种高强钢梁翼缘锥形削弱型梁柱节点正视拆分图。

图中，1.工字型钢柱，2.工字型钢梁，3.横向加劲肋，4.剪切板，5.高强摩擦型螺栓，6.螺栓孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型一种高强钢梁翼缘锥形削弱型梁柱节点，结构如图1所示，一种高强钢梁翼缘锥形削弱型梁柱节点，包括工字型钢柱1，所述工字型钢柱1的侧壁焊接有一个剪切板4，剪切板4上固定有工字型钢梁2，工字型钢梁2包括上下平行设置的上翼缘板和下翼缘板，所述上翼缘板和下翼缘板之间垂直固定有一个腹板，上翼缘板和下翼缘板中部为锥形，形成局部锥形削弱(如图4所示)。

如图2所示，剪切板4上开有螺栓孔6，工字型钢梁2的腹板上开设有与螺栓孔6相适应的螺栓通孔，工字型钢梁2与剪切板4通过高强度摩擦型螺栓5(如图3所示)固定连接，高强度摩擦型螺栓5穿过剪切板4螺栓孔6、工字型钢梁2腹板上的螺栓通孔将工字型钢梁2与剪切板4相固定。

工字型钢梁2的上翼缘板和下翼缘板与腹板之间通过全熔透焊接相连。

工字型钢柱1包括两个对称、平行设置的上翼缘和下翼缘，上翼缘和下翼缘之间垂直固定有一个腹板，上翼缘和下翼缘与腹板之间通过焊接相连。

工字型钢柱1的上翼缘和下翼缘与剪切板4通过焊接固定相连；

工字型钢柱1内还设置有横向加劲肋3。

工字型钢柱1、工字型钢梁2、横向加劲肋3、剪切板4均为Q690钢材。

工字型钢梁2腹板与剪切板4在制作时需预留与高强度摩擦型螺栓5相适应的螺栓孔6，通过高强度摩擦型螺栓5把工字型钢梁2腹板与剪切板4相连。

本实用新型工字型钢梁2的上翼缘板和下翼缘板中部为锥形，形成局部锥形削弱。这使得塑性铰外移,避免梁根部应力发展导致的梁柱间焊缝脆性破坏,能达到“强节点弱构件”的抗震要求，并且钢梁上下翼缘通过锥形削弱后可大大的扩展塑性铰区域，从而在大震作用下，该节点形式具备足够的延性满足其变形和耗能要求。将本实用新型引入高强度钢材结构体系中，在提高结构变形和耗能能力的同时，避免了传统焊接节点的脆性断裂问题。

一种高强钢梁翼缘锥形削弱型梁柱节点的装配方式如下：

步骤1，根据建筑需求设计节点尺寸，在构件加工厂预制工字型钢柱1、工字型钢梁2和剪切板4；

步骤2，在构件加工厂将工字型钢梁2上下翼缘板的中部分别凿成锥形；

步骤3，在构件加工厂对工字型钢梁2腹板和剪切板4开设螺栓孔6处理；对工字型钢柱1的两个翼缘之间，工字型钢梁2上下翼缘高度处分别焊接横向加劲肋3；

步骤4，在构件加工厂对工字型钢柱1翼缘与工字型钢梁2翼缘通过焊接相连；工字型钢柱1的上翼缘和下翼缘与剪切板4通过角焊接相连；

步骤5，在施工现场通过高强度摩擦型螺栓5把工字型钢梁2腹板与剪切板4进行相连。

本实用新型在一种新型全预制梁柱节点，节点的全部焊接工作在工厂完成，现场仅需利用螺栓将节点拼接在一起。在保证焊缝的质量的前提下，提高了施工效率。

Claims (7)

1.一种高强钢梁翼缘锥形削弱型梁柱节点，其特征在于：包括工字型钢柱(1)，所述工字型钢柱(1)的侧壁焊接有一个剪切板(4)，所述剪切板(4)上固定有工字型钢梁(2)，所述工字型钢梁(2)包括上下平行设置的上翼缘板和下翼缘板，所述上翼缘板和下翼缘板之间垂直固定有一个腹板，所述上翼缘板和下翼缘板中部为锥形，形成局部锥形削弱。

2.根据权利要求1所述的一种高强钢梁翼缘锥形削弱型梁柱节点，其特征在于：所述剪切板(4)上开有螺栓孔(6)，所述工字型钢梁(2)的腹板上开设有与所述螺栓孔(6)相适应的螺栓通孔，所述工字型钢梁(2)与剪切板(4)通过高强度摩擦型螺栓(5)固定连接，所述高强度摩擦型螺栓(5)穿过剪切板(4)螺栓孔(6)、工字型钢梁(2)腹板上的螺栓通孔将工字型钢梁(2)与剪切板(4)相固定。

3.根据权利要求1所述的一种高强钢梁翼缘锥形削弱型梁柱节点，其特征在于：所述工字型钢梁(2)的上翼缘板和下翼缘板与腹板之间通过全熔透焊接相连。

4.根据权利要求1所述的一种高强钢梁翼缘锥形削弱型梁柱节点，其特征在于：所述工字型钢柱(1)包括两个对称、平行设置的上翼缘和下翼缘，所述上翼缘和下翼缘之间垂直固定有一个腹板，所述上翼缘和下翼缘与腹板之间通过焊接相连。

5.根据权利要求4所述的一种高强钢梁翼缘锥形削弱型梁柱节点，其特征在于：所述工字型钢柱(1)的上翼缘和下翼缘与剪切板(4)通过焊接固定相连。

6.根据权利要求1所述的一种高强钢梁翼缘锥形削弱型梁柱节点，其特征在于：所述工字型钢柱(1)内还设置有横向加劲肋(3)。

7.根据权利要求1所述的一种高强钢梁翼缘锥形削弱型梁柱节点，其特征在于：所述工字型钢柱(1)、工字型钢梁(2)、横向加劲肋(3)、剪切板(4)均为Q690钢材。

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