H型鋼梁-柱弱軸連接頂?shù)捉卿摴?jié)點及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種H型鋼梁-柱弱軸連接頂?shù)捉卿摴?jié)點及制備方法。其中，H型鋼梁-柱弱軸連接頂?shù)捉卿摴?jié)點為：H型鋼柱上焊接有T形組合體，T形組合體上對稱設(shè)有角鋼，角鋼與H型鋼梁固定連接，T形組合體底部焊接有托板，H型鋼柱、T形組合體及托板圍成的兩個空間內(nèi)填充有混凝土填充料。其制備方法包括以下步驟：由節(jié)點板、加勁板焊接T形組合體；在節(jié)點板外側(cè)焊接兩個角鋼；將T形組合體、托板焊接于H型鋼柱上；用高強螺栓連接角鋼、H型鋼梁；在節(jié)點域長方體區(qū)域灌注混凝土。本發(fā)明充分利用了鋼與混凝土各自的優(yōu)勢，抗震性能好，承載能力強，施工簡單方便。
【專利說明】H型鋼梁-柱弱軸連接頂?shù)捉卿摴?jié)點及制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種H型鋼梁-柱弱軸連接頂?shù)捉卿摴?jié)點及制備方法，屬于建筑結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]鋼框架是一種安全可靠、輕質(zhì)高強、施工快捷的結(jié)構(gòu)體系，已在建筑結(jié)構(gòu)工程中得到廣泛的應(yīng)用。在地震災(zāi)害中，由于設(shè)計和施工的不合理，框架節(jié)點常易出現(xiàn)先于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞，致使結(jié)構(gòu)抗震性能無法滿足抗震設(shè)計的要求。一般情況下，鋼框架體系縱橫兩個方向均為框架，即H型鋼柱的強軸和弱軸均存在與H型鋼梁的連接。但是，由于H型鋼梁柱弱軸連接存在分析、設(shè)計和安裝的困難，目前針對H型鋼梁柱弱軸節(jié)點的研究較少，可投入實際使用的節(jié)點更是數(shù)量有限。因此，一種既能滿足承載能力和抗震性能要求，施工安裝又簡單可行的新型H型鋼梁-柱弱軸連接節(jié)點非常必要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種既能滿足承載能力和抗震性能要求，施工安裝又簡單可行的H型鋼梁-柱弱軸連接頂?shù)捉卿摴?jié)點及其制備方法。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種H型鋼梁-柱弱軸連接頂?shù)捉卿摴?jié)點，包括H型鋼柱，其特征在于:H型鋼柱上焊接有T形組合體，T形組合體上對稱設(shè)有角鋼，角鋼與H型鋼梁固定連接，所述T形組合體底部焊接有托板，所述H型鋼柱、T形組合體及托板圍成的兩個空間內(nèi)填充有混凝土填充料。
[0005]所述T形組合體由節(jié)點板及加勁板垂直焊接組成，所述加勁板為梯形，梯形加勁板短底邊設(shè)置于節(jié)點板豎向中線處，長底邊設(shè)置于H型鋼柱腹板豎向中線處，加勁板與節(jié)點板、H型鋼柱腹板均垂直，所述節(jié)點板兩端與H型鋼柱翼緣平齊焊接。
[0006]所述角鋼由兩個結(jié)構(gòu)相同的頂角鋼和底角鋼組成，角鋼一肢上設(shè)有雙排布置的高強螺栓孔，雙排高強螺栓孔以H型鋼梁的腹板為對稱軸對稱設(shè)置，所述H型鋼梁的腹板與加勁板位置相對應(yīng)，角鋼與H型鋼梁通過高強螺栓固定，角鋼另一肢與T形組合體上的節(jié)點板焊接，對稱設(shè)置的角鋼與H型鋼梁過盈配合，H型鋼梁與節(jié)點板之間有一定的間隙。
[0007]所述托板為整體托板，或由兩塊托板組成。
[0008]所述H型鋼梁或H型鋼柱為焊接或熱軋H型鋼。
[0009]所述高強螺栓為大六角高強螺栓或扭剪型高強螺栓。
[0010]所述角鋼為等邊或不等邊角鋼。
[0011 ] 所述混凝土為普通混凝土。
[0012]本發(fā)明還提供了一種H型鋼梁-柱弱軸連接頂?shù)捉卿摴?jié)點的制備方法，其特征在于包括以下步驟:
步驟1，在所述節(jié)點板豎向中線位置焊接加勁板:加勁板為梯形，梯形短底邊長度與節(jié)點板長度相等，短底邊與加勁板焊接，使加勁板與節(jié)點板相互垂直，二者構(gòu)成T形組合體； 步驟2，在所述H型鋼柱上焊接節(jié)點板:將所述T形組合體中的節(jié)點板兩邊焊接在所述H型鋼柱的兩個翼緣上，使節(jié)點板外表面與所述H型鋼柱兩個翼緣外緣平齊；
步驟3，在所述H型鋼柱上焊接梯形加勁板:梯形加勁板長底邊焊接在所述H型鋼柱的腹板上，焊接從梯形加勁板長底邊外端向長底邊中點延伸，在施焊空間允許的情況下，應(yīng)盡量使焊縫趨近于長底邊中點位置，以避免焊縫長度不足帶來的焊接強度不足；
步驟4，在所述H型鋼柱上焊接托板:將托板與H型鋼柱進(jìn)行焊接，使托板緊貼于節(jié)點板下緣且與H型鋼柱的腹板、兩個翼緣均垂直；
步驟5，固定所述角鋼及連接所述H型鋼梁、H型鋼梁柱:角鋼為兩個，分別為頂、底角鋼，所述兩個角鋼對稱設(shè)置于節(jié)點板上，角鋼的一肢與節(jié)點板焊接，另一肢設(shè)有雙排布置的高強螺栓孔，兩排高強螺栓孔以H型鋼梁的腹板為對稱軸對稱設(shè)置，所述H型鋼梁腹板與加勁板位置相對應(yīng)，角鋼與H型鋼梁通過高強螺栓固定，固定后H型鋼梁與節(jié)點板之間有一定的間隙；
步驟6，填充混凝土:將所述混凝土填充于H型鋼柱腹板與兩個翼緣、節(jié)點板、托板、力口勁板圍成的兩個長方體區(qū)域內(nèi)，使混凝土上緣與節(jié)點板上緣平齊，并將混凝土振搗均勻。
[0013]比較現(xiàn)有的H型鋼梁-柱弱軸連接頂?shù)捉卿摴?jié)點，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
一，由節(jié)點板、加勁板焊接而成的T形組合體一方面可以將H型鋼梁-柱弱軸連接的位置調(diào)整到與H型鋼柱翼緣外緣平齊的位置，為安裝提供了空間，另一方面，加勁板的存在補強了節(jié)點板平面外剛度不足的弱點，提高了節(jié)點的整體剛度和承載力；
二，節(jié)點域中填充的混凝土在整個結(jié)構(gòu)受力的狀態(tài)下以受壓力為主，充分發(fā)揮了混凝土抗壓強度高的特性，可有效延緩節(jié)點域各鋼構(gòu)件局部屈曲和鼓曲的發(fā)生，從而提高節(jié)點的抗震性能和承載能力；
三，該節(jié)點施工簡單，有效減少了節(jié)點核心受力構(gòu)件的高空施焊作業(yè)，易于保證施工質(zhì)量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明節(jié)點主視圖；
圖2為圖1的A-A剖面圖；
圖3為圖2的B-B剖面圖。
[0015]I一節(jié)點板；2—加勁板； 3—托板； 4一角鋼: 5—混凝土 ；
6—H型鋼柱翼緣；7 —H型鋼柱腹板；8一H型鋼梁翼緣；9一H型鋼梁腹板；10—高強螺栓孔。

【具體實施方式】
[0016]本發(fā)明中，H型鋼柱由腹板7和設(shè)置于腹板7兩端的兩個翼緣6構(gòu)成，H型鋼梁由腹板8和設(shè)置于腹板8兩端的兩個翼緣9構(gòu)成。在H型鋼柱兩個翼緣6之間，與翼緣6外緣平齊的位置焊接有節(jié)點板I。節(jié)點板I內(nèi)側(cè)豎向中線位置焊接有加勁板2，節(jié)點板與加勁板相互垂直。加勁板2為梯形，其中梯形短底邊與節(jié)點板I焊接，長底邊與H型鋼柱腹板7焊接。角鋼4為兩個結(jié)構(gòu)相同的頂角鋼和底角鋼組成，位于上方的是頂角鋼，下方的是底角鋼，角鋼4的一肢上設(shè)有雙排布置的高強螺栓孔10，兩排高強螺栓孔10以H型鋼梁的腹板9為對稱設(shè)置，所述H型鋼梁腹板9與加勁板2位置相對應(yīng)，角鋼4與H型鋼梁通過高強螺栓固定，角鋼4的另一肢與T形組合體上的節(jié)點板I焊接，每個角鋼4均與H型鋼梁的兩個翼緣8的位置相對應(yīng)，并使得H型鋼梁可恰好插入到兩角鋼4之間，兩個角鋼4長度均與H型鋼梁兩個翼緣8寬度相同。兩塊托板3焊接于H型鋼柱上，兩塊托板3與節(jié)點板I下緣平齊，并與H型鋼柱腹板7、兩個翼緣6、加勁板5垂直，且以加勁板5為對稱軸對稱。H型鋼柱兩個翼緣6、腹板7、節(jié)點板1、托板3、加勁板2共同圍成的兩個長方體內(nèi)填充有混凝土5。
[0017]上述H型鋼梁-柱連接節(jié)點的具體制備方法包括以下步驟:
步驟I，在節(jié)點板I豎向中線位置焊接加勁板2:加勁板2為梯形，梯形短底邊長度與節(jié)點板I長度相等，短底邊與加勁板2焊接，使加勁板2與節(jié)點板I相互垂直，二者構(gòu)成T形組合體；
步驟2，在所述H型鋼柱上焊接節(jié)點板:將所述T形組合體中的節(jié)點板兩邊焊接在所述H型鋼柱的兩個翼緣上，使節(jié)點板外表面與所述H型鋼柱兩個翼緣外緣平齊；
步驟3，在所述H型鋼柱上焊接梯形加勁板:梯形加勁板長底邊焊接在所述H型鋼柱的腹板上，焊接從梯形加勁板長底邊外端向長底邊中點延伸，在施焊空間允許的情況下，應(yīng)盡量使焊縫趨近于長底邊中點位置，以避免焊縫長度不足帶來的焊接強度不足；
步驟4，在所述H型鋼柱上焊接托板:將托板與H型鋼柱進(jìn)行焊接，使托板緊貼于節(jié)點板下緣且與H型鋼柱的腹板、兩個翼緣均垂直；
步驟5，固定角鋼4及連接所述H型鋼梁、H型鋼梁柱:所述角鋼4為兩個，分別為頂、底角鋼，其長度與所述H型鋼梁兩個翼緣8寬度相同，兩個角鋼4以節(jié)點板I橫向中線為對稱軸對稱設(shè)置于節(jié)點板I上，使得H型鋼梁可恰好插入到兩個角鋼4之間，角鋼4的一肢與節(jié)點板I焊接，另一肢設(shè)有雙排布置的高強螺栓孔10，兩排高強螺栓孔10以H型鋼梁的腹板9為對稱軸對稱設(shè)置，所述H型鋼梁腹板9與加勁板2位置相對應(yīng)，角鋼4與H型鋼梁通過高強螺栓固定，固定后H型鋼梁與節(jié)點板I之間有一定的間隙；
步驟6，填充混凝土 5:將所述混凝土 5填充于H型鋼柱腹板7與兩個翼緣6、節(jié)點板1、托板3、加勁板2圍成的兩個長方體區(qū)域內(nèi)，使混凝土 5上緣與節(jié)點板I上緣平齊，并將混凝土 5振搗均勻。
[0018]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施方法，并非對本發(fā)明做任何限制，凡是根據(jù)根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實質(zhì)對以上實施方法所做的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變換，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種H型鋼梁-柱弱軸連接頂?shù)捉卿摴?jié)點，包括H型鋼柱，其特征在于:H型鋼柱上焊接有T形組合體，T形組合體上對稱設(shè)有角鋼(4)，角鋼(4)與H型鋼梁固定連接，所述T形組合體底部焊接有托板(3)，所述H型鋼柱、T形組合體及托板(3)圍成的兩個空間內(nèi)填充有混凝土填充料(5)。
2.按照權(quán)利要求1所述的H型鋼梁-柱弱軸連接端板節(jié)點，其特征在于:所述T形組合體由節(jié)點板(I)及加勁板(2)垂直焊接組成，所述加勁板(2)為梯形，梯形加勁板(2)短底邊設(shè)置于節(jié)點板(I)豎向中線處，長底邊設(shè)置于H型鋼柱腹板(7)豎向中線處，加勁板(2)與節(jié)點板(I)、H型鋼柱腹板(7)均垂直，所述節(jié)點板(I)兩端與H型鋼柱翼緣(6)平齊焊接。
3.按照權(quán)利要求1所述的H型鋼梁-柱弱軸連接頂?shù)捉卿摴?jié)點，其特征在于:角鋼(4)為兩個結(jié)構(gòu)相同的頂角鋼和底角鋼組成，角鋼(4) 一肢上設(shè)有雙排布置的高強螺栓孔(10)，雙排高強螺栓孔(10)以H型鋼梁的腹板(9)為對稱軸對稱設(shè)置，所述H型鋼梁的腹板(9)與加勁板(2)位置相對應(yīng)，角鋼(4)與H型鋼梁通過高強螺栓固定，角鋼(4)另一肢與T形組合體上的節(jié)點板(I)焊接。
4.按照權(quán)利要求1所述的H型鋼梁-柱弱軸連接頂?shù)捉卿摴?jié)點，其特征在于:對稱設(shè)置的角鋼(4)與H型鋼梁過盈配合，H型鋼梁與節(jié)點板(I)之間有一定的間隙。
5.按照權(quán)利要求1所述的H型鋼梁-柱弱軸連接頂?shù)捉卿摴?jié)點，其特征在于:所述托板(3)為整體托板，或由兩塊托板組成。
6.按照權(quán)利要求1、2或3所述的H型鋼梁-柱弱軸連接頂?shù)捉卿摴?jié)點，其特征在于:所述H型鋼梁或H型鋼柱均為焊接或熱軋H型鋼。
7.一種按照權(quán)利要求1所述的H型鋼梁-柱弱軸連接頂?shù)捉卿摴?jié)點的連接方法，其特征在于包括以下步驟: 步驟1)，在所述節(jié)點板(I)豎向中線位置焊接加勁板(2):加勁板(2)為梯形，梯形短底邊長度與節(jié)點板(I)長度相等，短底邊與加勁板(2)焊接，使加勁板(2)與節(jié)點板(I)相互垂直，二者構(gòu)成T形組合體； 步驟2)，在所述H型鋼柱上焊接節(jié)點板(I):將所述T形組合體中的節(jié)點板(I)兩邊焊接在所述H型鋼柱的兩個翼緣(6)上，使節(jié)點板(I)外表面與所述H型鋼柱兩個翼緣(6)外緣平齊； 步驟3)，在所述H型鋼柱上焊接梯形加勁板(2):梯形加勁板(2)長底邊焊接在所述H型鋼柱的腹板(7)上，焊接從梯形加勁板(2)長底邊外端向長底邊中點延伸，在施焊空間允許的情況下，應(yīng)盡量使焊縫趨近于長底邊中點位置，以避免焊縫長度不足帶來的焊接強度不足； 步驟4 )，在所述H型鋼柱上焊接托板(3 ):將托板(3 )與H型鋼柱進(jìn)行焊接，使托板(3 )緊貼于節(jié)點板(I)下緣且與H型鋼柱的腹板(7)、兩個翼緣(6)均垂直； 步驟5)，固定所述角鋼(4)及連接所述H型鋼梁、H型鋼梁柱:角鋼(4)由兩個結(jié)構(gòu)相同的頂角鋼、底角鋼組成，所述角鋼(4)對稱設(shè)置于節(jié)點板(I)上，角鋼(4)的一肢與節(jié)點板(I)焊接，另一肢設(shè)有雙排布置的高強螺栓孔(10)，兩排高強螺栓孔(10)以H型鋼梁的腹板(9)為對稱軸對稱設(shè)置，所述H型鋼梁腹板(9)與加勁板(2)位置相對應(yīng)，角鋼(4)與H型鋼梁通過高強螺栓固定； 步驟6 )，填充混凝土( 5 ):將所述混凝土( 5 )填充于H型鋼柱腹板(7 )與兩個翼緣(6 )、節(jié)點板(I)、托板(3)、加勁板(2)圍成的兩個長方體區(qū)域內(nèi)，使混凝土(5)上緣與節(jié)點板(I)上緣平齊，并將混凝土(5)振搗均勻。
【文檔編號】E04B1/58GK104213645SQ201410463735
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年9月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月13日
【發(fā)明者】趙根, 田高潮, 王珊, 周慧茹, 朱宇 申請人:內(nèi)蒙古科技大學(xué)