[发明专利]H型钢梁与H型钢柱的全栓连接节点结构无效
申请号: | 201210160821.2 | 申请日: | 2012-05-23 |
公开(公告)号: | CN102653960A | 公开(公告)日: | 2012-09-05 |
发明(设计)人: | 刘家彪 | 申请(专利权)人: | 马钢(集团)控股有限公司;马鞍山钢铁股份有限公司 |
主分类号: | E04B1/58 | 分类号: | E04B1/58 |
代理公司: | 马鞍山市金桥专利代理有限公司 34111 | 代理人: | 阮爱农 |
地址: | 243000 安*** | 国省代码: | 安徽;34 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 型钢 连接 节点 结构 | ||
技术领域
本发明涉及H型钢梁与H型钢柱的连接结构,属于建筑领域。
背景技术
目前,国内钢结构H型钢梁-H型钢柱接点标准形式通常为全焊节点或在全焊的节点上进行了改造(H型悬挑短梁和H型钢柱进行全焊)。而在车间进行H牛腿、梁的端头坡口和工艺孔(锁口)的加工则通常采用气焊和半自动切割机进行,在焊接时为确保焊接质量则在端头处加引弧板。对于这一节点的处理,存在着以下质量缺陷和安全隐患:①由于构件有短梁或牛腿,常常构件体积较大,而且焊接受风、天气温度及湿度影响,对制作场地要求较高;大面积手工电焊作业,机械化程度低,劳动力成本高。②悬挑短梁或牛腿翼缘板与柱焊接时,若采用平焊,需要对柱子进行多次翻身,且要设立适当支护,费工费时,安全隐患多;若采用挑立焊,对焊工水平要求高,翼缘板与柱焊接质量很难达到一级焊缝要求。③节点处受力不合理 ,即使节点与梁等强,也使节点先进入塑性。④梁翼缘焊缝坡口过大或气刨处理易出现超应力。⑤梁或牛腿端头要设立工艺孔,由于工艺孔的存在,易产生以工艺孔为起点的梁的脆性断裂。⑥构件的组装和焊接完成后,都要经过对焊缝的探伤、校正等环节,不利于构件的流水作业,这就增加了构件制作的周期。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供H型钢梁与H型钢柱的全栓连接节点结构,它在不削弱H型钢柱强度的前提下,提高了节点的抗疲劳性能、抗震性能。
本发明H型钢梁与H型钢柱的全栓连接节点结构,包括互相垂直连接的实腹式H型钢柱和H型钢短梁,实腹式H型钢柱包括柱腹板和垂直连接在柱腹板两侧的柱翼缘,H型钢短梁包括梁腹板和垂直连接在梁腹板两侧的梁翼缘,其特征是:它还包括异形托板、抗剪板,异形托板和抗剪板使H型钢短梁连接在实腹式H型钢柱的柱翼缘的两外侧。
其中,异形托板共八块,分别设置在柱翼缘外侧与梁翼缘外侧形成的八个直角处;异形托板的水平部分紧靠在梁翼缘上,并通过高强度螺栓与梁翼缘连接成一体,其竖直部分从柱翼缘的方形孔中穿过,高强度螺栓从前后相对应的竖直部分和处于两者中间的柱腹板穿过,将三者连成一整体。
抗剪板为两块,两侧的柱翼缘分别焊接有一块抗剪板,抗剪板同时紧靠在梁腹板上,并通过高强度螺栓与梁腹板连接成一体。
本发明H型钢梁与H型钢柱的连接改变了现有的焊接形式,而是通过异形托板、抗剪板和高强度螺栓使H型钢梁与H型钢柱两者连接,异形托板传递钢梁的弯矩,抗剪板有助于剪力的传递,又因为H型钢梁和H型钢柱是全栓连接节点,避免了H型钢梁端头开工艺孔,从而减少因开工艺孔带来的应力集中和焊接残余应力。同时高强度螺栓又增大了H型短梁和H型钢柱的剪切摩擦力,变外部传力为内部传力,这就增强了节点的抗疲劳性能和抗震性能。因此本发明全栓连接节点结构在不削弱H型钢柱强度的前提下,提高了节点的抗疲劳性能、抗震性能,而且还把外部传力和内部传力有机地结合起来;同时,其工艺简单、操作简便,降低了生产成本,提高了经济效益。
附图说明
图1是本发明H型钢梁与H型钢柱的全栓连接节点结构的示意图。
图2是图1的俯视图。
具体实施方式
本发明H型钢梁与H型钢柱的全栓连接节点结构,包括互相垂直连接的实腹式H型钢柱1和H型钢短梁2,实腹式H型钢柱1包括柱腹板11和垂直连接在柱腹板11两侧的柱翼缘12,H型钢短梁2包括梁腹板21和垂直连接在梁腹板21两侧的梁翼缘22,它还包括异形托板3、抗剪板4,异形托板3和抗剪板4使H型钢短梁2连接在实腹式H型钢柱1的柱翼缘12的两外侧。
其中,异形托板3共八块,分别设置在柱翼缘12外侧与梁翼缘22外侧形成的八个直角处;异形托板3的水平部分紧靠在梁翼缘22上,并通过高强度螺栓与梁翼缘22连接成一体,其竖直部分从柱翼缘12的方形孔中穿过,高强度螺栓从前后相对应的竖直部分和处于两者中间的柱腹板11穿过,将三者连成一整体。抗剪板4为两块,两侧的柱翼缘12分别焊接有一块抗剪板4,抗剪板4同时紧靠在梁腹板21上,并通过高强度螺栓与梁腹板21连接成一体。
在此全栓连接节点结构中,实腹式H型钢柱1是主要受力构件,因此作为本发明的一种改进方式,节点结构还包括八块加固板6,加固板6设置在柱腹板11与异形托板3的竖直部分之间,加固板6焊接在柱腹板11上,并通过高强度螺栓与柱腹板11、异形托板3连接成一体。作为本发明的又一种改进方式,它还包括四块加固板5,加固板5焊接在柱翼缘12的外侧,异形托板3的竖直部分从中穿过。由于在H型钢柱1的柱翼缘12及柱腹板11加固了钢板,使实腹式H型钢柱1的承载能力大大提高。
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