[實用新型]鋼梁與柱半剛性連接抗震節點構造

有效

• 申請號: 201320807679.6
• 申請日: 2013-12-11
• 公開（公告）號: CN203716306U
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 范國利;李慶中
• 申請（專利權）人: 范國利
• 主分類號: E04B1/58
• 分類號: E04B1/58;E04B1/98
• 代理公司: 馬鞍山市金橋專利代理有限公司 34111
• 代理人: 阮愛農

技術領域

本實用新型涉及鋼梁與鋼柱有連接需要的鋼結構和組合結構工程，尤其是涉及型鋼（鋼梁）與鋼管（方或圓）柱、熱軋H型鋼柱、鋼筋（型鋼）混凝土柱預埋鋼板的連接。?

背景技術

隨著熱軋H型鋼在鋼結構和組合結構中應用范圍的擴大，鋼梁與柱連接技術已成為影響和制約熱軋H型鋼及其加工后再成型鋼梁（梁高擴大的新型鋼梁）應用的關鍵技術之一。目前，鋼梁和柱的連接主要以剛性連接、鉸接兩種方式為主，其中剛性連接（如圖9所示）施工復雜，并且其連接（點）處彎矩大，震動受力時，在極限狀態下容易從連接處斷裂；鉸接連接（如圖10所示）施工簡單，其連接（點）處彎矩為零，但剪力最大，梁與柱的連接可靠性差（如圖8所示）。剛性連接和鉸接在應用中與實際受力狀態均存在較大差異，材料的力學性能難以正常發揮利用，因此應用此兩種連接方式的工程結構，其整體穩定性和抗震性都比較差。?

發明內容

本實用新型所要解決的問題是提供一種鋼梁與柱的新型連接結構，它為半剛性連接結構，其整體穩定性和抗震性能均較好。?

本實用新型鋼梁與柱半剛性連接抗震節點構造，它包括鋼梁、柱，它還包括若干個連接單元，每個連接單元均包括左右兩塊L形連接板；左右兩塊L形連接板對稱地背向設置在柱上，其L面與柱焊接固定，鋼梁上翼緣的內側面與左右L形連接板的水平面相接觸，并通過焊接固定，鋼梁的左右腹板與左右L形連接板的豎直面相接觸，并通過高強螺栓緊固。?

本實用新型中對稱設置的左右連接板，其水平邊傳遞彎矩，豎直邊為傳遞剪力，由于左右連接板為L形一體設計，使節點受力協調一致性提高；L型連接板的水平邊與鋼梁上翼緣焊接，達到梁柱間有限度傳遞彎矩的目的，使鋼梁中最大彎曲正應力成降低趨勢，同時避免最大剪應力在節點處發生。因此在以梁跨中最大彎曲正應力計算梁選型和驗算梁1/4跨內最大剪應力影響的條件下，本新型節點結構實現了梁柱間半剛性連接的理想受力狀態，使得節點整體受力性能、穩定性和抗震性明顯提高或改善。?

附圖說明

圖1是本新型抗震節點構造的立體示意圖；?

圖2是L形連接板使用狀態時的示意圖；

圖3是鋼梁的結構示意圖；

圖4是左連接板與梁托安裝在柱上的示意圖；

圖5是鋼梁與右連接板安裝在柱上的示意圖；

圖6是鋼梁與連接板貼合的示意圖；

圖7是使用了本新型節點構造的半剛性連接的示意圖；

圖8為梁的端部約束對內力影響的原理圖：

圖9為梁柱剛性連接的示意圖：

圖10為梁柱鉸接的示意圖。

具體實施方式

從圖1、圖2、圖3可知，本新型、鋼梁與柱半剛性連接抗震節點構造，它包括鋼梁1、柱5，它還包括若干個連接單元，每個連接單元均包括左右兩塊L形連接板3、4；左右兩塊L形連接板3、4對稱地背向設置在柱5上，其L面與柱5焊接固定，鋼梁1上翼緣的內側面與左右L形連接板3、4的水平面相接觸，并通過焊接固定，鋼梁1的左右腹板與左右L形連接板3、4的豎直面相接觸，并通過高強螺栓緊固。?

其中，左右兩塊L形連接板3、4中的短邊7為水平邊，為彎矩傳遞鋼板，長邊為豎直邊，為剪力傳遞鋼板。L形連接板的水平部分、豎直部分、轉角部分三部分一體化制作，連接板3、4的板厚to依據計算結果確定。?

其中，左右L形連接板3、4的轉角6同鋼梁1的內圓角R大小相等。這樣，L形連接板3、4的水平邊與鋼梁1上翼緣的內側面緊密接觸，豎直邊分別與鋼梁腹板9的左右腹板緊貼，鋼梁1通過螺栓孔9采用高強螺栓與L形連接板的豎直邊連接，組合形成后共同協調受力。（如圖6所示）?

為了進一步保證鋼梁與柱的連接穩定性，本新型半剛性連接結構還包括T型梁托2，T型梁托2焊接固定在柱5上，并緊貼在鋼梁1下翼緣的外表面上，兩者通過安裝螺栓8緊固。

本新型中，L形連接板及T型梁托在工廠加工制作并將兩者焊接在柱上，（如圖4所示）為了使可靠性充分保障，半剛性連接實現方法如下：?

第一步：吊裝鋼梁到位與T型梁托采用安裝螺栓連接；

第二步：右連接板現場與柱焊接，與左連接板對稱安裝，左右連接板與鋼梁的腹板采用高強螺栓固定（如圖5所示）；

第三步：在鋼梁安裝工作全部完成后，進入樓面施工前，通過鋼梁上翼緣上事先預留的點焊孔10焊接完成連接板水平部分與鋼梁上翼緣的局部焊接，形成完整的半剛性連接構造。

以上步驟不可顛倒，最后，隨著荷載的逐步加大至正常狀態，半剛性連接實現。?

本新型的節點構造是通過高強螺栓連接和焊接連接組合并分步驟進行，實現鋼梁與柱的半剛性連接。此半剛性連接構造以力學基礎理論為依據，通過系統考慮（彎矩和剪力固有的互動傳遞關系）節點協調受力以及穩定性因素，直接向最新結構件產品開發及最新連接方法等發明方向拓展的新型實用技術，填補了半剛性連接抗震節點設計的空白，具體優點為：（1）本連接節點本質上沒有改變可相對變形的性質，因此可避免鋼梁內應力集中出現；（2）在地震荷載作用下，本連接節點有一定的能量消散作用，可減小變形集中發生；（3）鋼梁的整體穩定性顯著提高；（4）施工安裝方便。（如圖8所示）?