[發明專利]一種基于加強板厚度設計的帶狀加強式節點

有效

• 申請號: 201910039834.6
• 申請日: 2019-01-16
• 公開（公告）號: CN109779038B
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 付波;童根樹
• 申請（專利權）人: 杭州鐵木辛柯建筑結構設計事務所有限公司
• 主分類號: E04B1/58
• 分類號: E04B1/58
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本發明公開了一種基于加強板厚度設計的帶狀加強式節點。H型鋼梁翼緣通過帶狀加強板剛性連接到寬鋼管混凝土柱的側面，H型鋼梁腹板通過連接板和高強螺栓的組合剛性連接到寬鋼管混凝土柱的側面；H型鋼梁的腹板經高強螺栓和連接板一端連接，連接板另一端焊接到寬鋼管混凝土柱短邊所在側面；H型鋼梁翼緣的端面焊接到帶狀加強板，帶狀加強板貼緊固定在寬鋼管混凝土柱短邊或長邊所在側面，其中加強板厚度經特殊計算設計構建。本發明經特殊厚度設計構建的節點具有足夠的承載能力、延性和耗能能力，結構安全性得到了可靠保障，同時加強板的厚度可控制在合理范圍內，有效降低了節點用鋼量，取得明顯的經濟效益。

技術領域

本發明屬于結構設計技術領域的一種特殊厚度設計的建筑節點，具體涉及了一種基于加強板厚度設計的寬鋼管混凝土柱與H型鋼梁連接的帶狀加強式節點。

背景技術

多高層鋼結構中，鋼梁多為H型鋼梁，鋼柱多為矩形鋼管混凝土柱。目前常用的梁柱剛接節點是在鋼柱對應梁翼緣的位置設置橫隔板，鋼梁翼緣的內力通過隔板傳遞給鋼柱，從而形成剛接節點。為了方便鋼管柱內混凝土的澆灌，隔板上需要設置灌漿孔和透氣孔，灌漿孔的直徑不宜小于150mm。另外，為了節點域內力傳遞需要，灌漿孔對隔板的削弱不能過大，這就要求鋼柱的截面寬度不能過小，一般不小于350mm～400mm。在鋼結構住宅中，過大的鋼柱截面會在住宅的各個功能房間四角出現凸柱現象，影響室內建筑使用功能，因此應盡量將結構構件隱藏在墻體厚度內，這就要求住宅內采用的鋼構件截面寬度最好控制在160mm～300mm之間。為解決室內凸柱的問題，可考慮將鋼箱形柱的短邊尺寸盡量做小，和混凝土剪力墻厚度等同，鋼箱形柱的長邊尺寸則盡量做大，形成寬鋼管混凝土柱，以滿足住宅對鋼結構體系提出的要求。但是寬鋼管混凝土柱由于截面短邊尺寸較小，為保證順利澆灌內部混凝土，不能在節點區設置橫隔板，因此與鋼梁的連接無法采用橫隔板的形式。

杭州鐵木辛柯建筑結構設計事務所有限公司提出了一種用于H型鋼梁與寬鋼管混凝土柱連接的帶狀加強式節點，可廣泛應用于多高層鋼結構中H型鋼梁與寬鋼管混凝土柱的剛接連接，該節點形式簡單，加工方便快捷，傳力路徑明確，能滿足梁柱剛接節點的傳力需求，同時不會對管內混凝土的灌注形成阻隔。然而，現有的規范里沒有該類節點的設計方法，對于節點區的加強板厚度只能憑經驗來進行取值，這就使得結構安全性得不到保障，或者為穩妥起見將加強板厚度取得太大，導致設計結果過于不經濟。

發明內容

為了克服現有節點設計方法的不足，提高帶狀加強式節點設計的可靠性、安全性和經濟性，本發明提供一種基于加強板厚度設計的寬鋼管混凝土柱與H型鋼梁連接的帶狀加強式節點。解決了結構安全性和經濟效益無法雙重實現的技術問題。

本發明采用的技術方案是：

所述的帶狀加強式節點中，節點區加強板厚度采用以下公式設定：

式中：t_j——加強板的厚度；

h_j——加強板高度；

b_c——寬鋼管混凝土柱的短邊寬度；

t_c——寬鋼管混凝土柱的壁厚；

w_b——鋼梁翼緣寬度；

h_b——鋼梁高度；

Z_pb——鋼梁截面塑性模量；

f_yb——鋼梁翼緣的鋼材屈服強度；

f_yj——加強板的鋼材屈服強度；

η_j——梁柱剛性連接的連接系數，非抗震時取1.0。