[發明專利]具有懸鏈線效應的框架梁柱抗火節點及其施工方法

無效

• 申請號: 201010177783.2
• 申請日: 2010-05-14
• 公開（公告）號: CN101845854A
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發明（設計）人: 陳適才;閆維明;李振寶;何浩祥
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: E04B1/58
• 分類號: E04B1/58;E04B1/94;E04G21/14
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

(一)技術領域

本發明涉及一種結構構件，特別是一種框架梁柱抗火節點。

(二)背景技術

隨著經濟的發展，頻發的建筑火災會使結構發生損傷或倒塌，結構防火與抗火設計的目的是使結構在火災發生后一定的時間內免于倒塌，以保證建筑物內人員安全疏散及消防有充足滅火時間。然而目前國內外規范都是通過保證單獨構件在火災下的穩定來確保整體結構的安全，由于單獨構件的受力狀態及約束條件與實際結構中的構件有很大不同，因此單獨構件的火災反應不能代表整體結構產生的反應，一些整體結構的耐火試驗及現實的倒塌結構表明：整體結構中的里鋼梁在嚴重的火災中會表現出一定的懸鏈線效應，改變結構受力機理，提高了結構的耐火性能，同時節點部位的鋼柱和鋼梁翼緣部分鋼板出現局部屈曲，有損于結構的抗倒塌能力。由于火災使梁下翼緣溫度高于上翼緣形成溫度差，導致節點處的梁下翼緣發生屈曲，因此一些研究者對不同的梁柱節點進行了研究，這些節點改變梁柱連接形式放松約束或在不同程度上對節點局部進行加強，約束的放松會損害節點的連接性能，而約束的加強會加速下翼緣發生屈曲。因此開發既能夠保證節點整體連接性能，又能發揮梁的懸鏈線效應而不發生局部屈曲的梁柱節點，從而提高整體結構耐火性能和抗倒塌能力，對工程結構抗火具有重要意義。

(三)發明內容

本發明的目的是提供一種具有懸鏈線效應的框架梁柱抗火節點及其施工方法，要解決在嚴重的火災發生后，鋼梁中會表現出一定的懸鏈線效應，改變結構受力機理，，同時節點部位的鋼柱和鋼梁翼緣部分鋼板出現局部屈曲，有損于結構的抗倒塌能力的技術問題；并解決具有懸鏈線效應的框架梁柱抗火節點的施工方法問題。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種具有懸鏈線效應的框架梁柱抗火節點，包括柱、鋼梁和端板，端板通過螺栓連接在柱的側面，鋼梁連接在端板的側面，所述鋼梁為工字鋼或H型鋼，鋼梁的端部有一三角切口，切口所切部位為下翼緣和腹板，下翼緣的切取長度為鋼梁整體高度H的40％～70％；梁的切口部位連接有梯形連接鍵，所述梯形連接鍵由腹板相對的雙槽鋼組成，其縱斷面為正梯形，梯形連接鍵的整體高度與鋼梁的腹板高度相同，梯形連接鍵的上部長度L為梯形連接鍵的整體高度的1～1.5倍，梯形連接鍵腹板的缺口角度與鋼梁切口角度相同，鋼梁的上翼緣通過高強螺栓與梯形連接鍵的上部連接，鋼梁的下翼緣通過普通螺栓與梯形連接鍵的下部連接；鋼梁的上翼緣和下翼緣端部均焊有鋼板，鋼板和梯形連接鍵一起通過焊縫與端板連接。

所述柱為鋼柱或鋼管混凝土柱。

所述柱有鋼梁連接處的翼緣上焊接有加勁板。

所述梯形連接鍵的兩側槽鋼腹板設置加勁肋或不設加勁肋。

所述普通螺栓的螺栓孔為長型普通螺栓孔，栓孔長徑為短徑的5倍～10倍。所述高強螺栓和普通螺栓分別關于鋼梁腹板對稱布置，鋼梁腹板每側的高強螺栓為單列或雙列，普通螺栓的數量為高強螺栓數的30％～50％。

一種具有懸鏈線效應的框架梁柱抗火節點其施工方法步驟如下：

步驟一，在柱上的鋼梁的設計位置的翼緣和腹板上焊接加勁板，并在側面焊接端板；

步驟二，將鋼梁端部的翼緣和腹板部分鋼材進行切割，切割時，首先沿鋼梁的橫向將下翼緣進行切割，下翼緣切除部位長度為鋼梁整體高度H的40％～70％；其次對鋼梁腹板進行切割，腹板切割線為從鋼梁的上翼緣底部到下翼緣的切割點；在切割后的鋼梁端部上翼緣對稱腹板開高強螺栓孔；在鋼梁端部下翼緣對稱腹板開長形普通螺栓孔，栓孔長徑為短徑的5倍～10倍，其數量為高強螺栓孔的30％～50％；

步驟三，選取兩相同型號槽鋼，其高度與鋼梁腹板高度相同，使槽鋼腹板相對組成梯形連接鍵，然后切割梯形連接鍵的上部，使其長度變為梯形連接鍵的整體高度的1～1.5倍，然后切割梯形連接鍵的腹板，切割方向與鋼梁的端部切割方向平行，并在梯形連接鍵的上部和下部分別開高強螺栓孔和長形普通螺栓孔，所開栓孔與鋼梁上翼緣和鋼梁下翼緣上栓孔分別對應；

步驟四，通過高強螺栓將鋼梁上翼緣和梯形連接鍵的上部固定，通過普通螺栓將鋼梁下翼緣和梯形連接鍵的下部連接，在鋼梁上翼緣和下翼緣端部分別焊鋼板，然后吊裝連接好的鋼梁將其與焊接在柱側面的端板焊接。

步驟三中所述槽鋼的強度大于或等于鋼梁所用鋼材強度。

與現有技術相比本發明具有以下特點和有益效果：

(1)在正常使用情況下，梯形連接鍵的剛度提高，整體連接性能與一般節點一致或有提高。