專利名稱：一種適用于左右梁高不同異型鋼框架連接節(jié)點(diǎn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑技術(shù)領(lǐng)域，確切地說是一種適用于左右梁高不同異型鋼框架連接節(jié)點(diǎn)。
背景技術(shù)：
隨著高層鋼框架結(jié)構(gòu)的日益增多及建筑物空間和平面布局上的特殊要求，出現(xiàn)了許多復(fù)雜體型的結(jié)構(gòu)。因此存在著大量的非常規(guī)節(jié)點(diǎn)，這些非常規(guī)節(jié)點(diǎn)的兩側(cè)梁或上下柱的截面在節(jié)點(diǎn)核心區(qū)變化較大，其受力機(jī)理和變形特征明顯不同于常規(guī)節(jié)點(diǎn)，所以工程界把它定義為異型節(jié)點(diǎn)。而近年來鋼結(jié)構(gòu)異型節(jié)點(diǎn)在大型工程項(xiàng)目中的應(yīng)用日趨增多，但由于缺乏理論支持和經(jīng)驗(yàn)積累，在異型節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)過程中，只能依據(jù)規(guī)范對(duì)常規(guī)節(jié)點(diǎn)的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)。在此提出的這種異形節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)方法既能滿足節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度要求，又能保證結(jié)構(gòu)的安全性，同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)異形節(jié)點(diǎn)和其它常規(guī)鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)一樣具有良好的抗震性能，與普通 的鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)相同具有很高的強(qiáng)度，在滿足節(jié)點(diǎn)延性的基礎(chǔ)上一般不會(huì)發(fā)生承載力不足而破壞，尤其是栓焊混合連接的剛性節(jié)點(diǎn)具有較高的抵抗彎矩和耗能能力，且梁柱相對(duì)轉(zhuǎn)角小，顯著減少了梁跨中內(nèi)力，進(jìn)而減少了梁截面，具有構(gòu)造簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，上述這些優(yōu)點(diǎn)綜合起來，鋼框架結(jié)構(gòu)是較好的一種梁柱連接結(jié)構(gòu)體系。焊接是鋼結(jié)構(gòu)制造業(yè)的重要加工工藝。它是一種精確、可靠、低成本，并且是采用高科技連接材料的方法。隨著我國(guó)電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)微電子信息和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)了焊接自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展。特別是數(shù)控技術(shù)、柔性制造技術(shù)和信息處理技術(shù)等單元技術(shù)的引入，促進(jìn)了焊接自動(dòng)化技術(shù)革命性的發(fā)展。代表自動(dòng)焊接技術(shù)的數(shù)字焊機(jī)、數(shù)字化控帽技術(shù)業(yè)已面世并已穩(wěn)步地進(jìn)入市場(chǎng)。三峽工程、西氣東輸工程、航天工程、船舶工程等國(guó)家大型基礎(chǔ)工程，有力地促進(jìn)了先進(jìn)焊接特別是焊接自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步。我國(guó)焊接產(chǎn)業(yè)逐步走向“高效、自動(dòng)化、智能化”。這些技術(shù)的發(fā)展有力的保證了鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接方法和強(qiáng)度。為推進(jìn)節(jié)能降耗與低碳環(huán)保建筑，提高住宅品質(zhì)，改進(jìn)住宅生產(chǎn)方式，國(guó)家先后出臺(tái)多項(xiàng)扶持政策圍繞鋼結(jié)構(gòu)住宅關(guān)鍵技術(shù)展開攻關(guān)。我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化體系逐漸走向成熟，鋼結(jié)構(gòu)住宅具有單位體積承載力高、生產(chǎn)安裝方便、施工周期短、抗震性能好、改建和拆遷容易、材料的回收和再利用率高等特點(diǎn)，是人與自然和諧可持續(xù)發(fā)展的“綠色產(chǎn)業(yè)”。鋼結(jié)構(gòu)在我國(guó)的應(yīng)用必將更加廣泛。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種適用于左右梁高不同異型鋼框架連接節(jié)點(diǎn)。隨著高層鋼框架結(jié)構(gòu)的日益增多及建筑物空間和平面布局上的特殊要求，出現(xiàn)了許多復(fù)雜體型的結(jié)構(gòu)。因此存在著大量的非常規(guī)節(jié)點(diǎn)，這些非常規(guī)節(jié)點(diǎn)的兩側(cè)梁或上下柱的截面在節(jié)點(diǎn)核心處變化較大，其受力機(jī)理和變形特征明顯不同于常規(guī)節(jié)點(diǎn)。但由于缺乏理論支持和經(jīng)驗(yàn)積累，在異型節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)過程中，只能依據(jù)規(guī)范對(duì)常規(guī)節(jié)點(diǎn)的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)，這種節(jié)點(diǎn)型式破壞了節(jié)點(diǎn)處柱壁的連續(xù)性，存在由于焊接缺陷而弓I起節(jié)點(diǎn)破壞的風(fēng)險(xiǎn)，常規(guī)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)方法只能滿足節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度要求，無法保證結(jié)構(gòu)的安全更不能滿足節(jié)能降耗與低碳環(huán)保建筑的要求。本發(fā)明的左右梁高不同的外加強(qiáng)環(huán)式鋼結(jié)構(gòu)異形節(jié)點(diǎn)不需要在節(jié)點(diǎn)處將柱壁切斷，實(shí)現(xiàn)了保證節(jié)點(diǎn)處柱壁連續(xù)性的要求，避免了節(jié)點(diǎn)處應(yīng)力集中現(xiàn)象，同時(shí)能實(shí)現(xiàn)梁柱節(jié)點(diǎn)的剛性連接，保證異形節(jié)點(diǎn)滿足強(qiáng)度的要求和結(jié)構(gòu)的安全，使節(jié)點(diǎn)具有很好的延性和抗震性能，同時(shí)由于異形節(jié)點(diǎn)左右梁高的不同充分的考慮了建筑在空間使用功能的不同，合理的使用材料達(dá)到節(jié)能降耗與低碳環(huán)保建筑的要求。由于該種節(jié)點(diǎn)型式連接方法可靠，施工方法簡(jiǎn)單，便于構(gòu)件的長(zhǎng)距離運(yùn)輸，所以它能更好的應(yīng)用于工程實(shí)際。技術(shù)方案如下
按照《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010中“強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”的要求柱子不先于梁破壞，節(jié)點(diǎn)的承載力應(yīng)高于被連接構(gòu)件?，F(xiàn)有的常規(guī)梁柱節(jié)點(diǎn)雖然能滿足承載力和剛度要求，由于切斷了柱壁，所以引起的彎矩最大處材料的不連續(xù)性也不容忽視。左右梁高不同的外加強(qiáng)環(huán)式鋼結(jié)構(gòu)異形節(jié)點(diǎn)不需要切斷柱壁，而是按照型鋼梁的尺寸，在柱壁上焊接三塊外加強(qiáng)環(huán)板，外加強(qiáng)環(huán)版與梁翼緣采用角焊縫連接，在頂部與底部的兩塊外加強(qiáng)環(huán)板之間，根據(jù)型鋼梁的具體位置用高強(qiáng)螺栓將連接腹板和型鋼梁腹板相連接，同時(shí)在連接腹板與外環(huán)板的相連接處采用角焊縫連接。這樣的連接構(gòu)造保證了節(jié)點(diǎn)域處有較強(qiáng)的剛度，不會(huì)因?yàn)榍袛嘀诙鸾孛嫦魅鹾蛻?yīng)力集中，更好的滿足了規(guī)范關(guān)于“強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”的要求。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及有益效果
①通過在圓鋼管柱上焊接外加強(qiáng)環(huán)板用以與I型鋼梁連接，而避免了切斷柱壁的情況，保持了柱子的整體性與連續(xù)性，實(shí)現(xiàn)了柱子的貫通。②從設(shè)計(jì)上來說，此種新型外加強(qiáng)環(huán)式異形節(jié)點(diǎn)繼承了現(xiàn)有的常規(guī)節(jié)點(diǎn)域的設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)了梁柱節(jié)點(diǎn)的剛性連接。③此種新型的梁高不同的異形節(jié)點(diǎn)既能保證節(jié)點(diǎn)具有一定的強(qiáng)度和承載力使節(jié)點(diǎn)具有很好的延性和抗震性能，又能滿足節(jié)點(diǎn)節(jié)能降耗與低碳環(huán)保建筑的要求并充分的考慮到現(xiàn)在復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)體系中對(duì)建筑物空間和平面布局上的特殊需求。④構(gòu)件由工廠生產(chǎn)加工后可運(yùn)送至工程現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組裝拼接，有效的提高了生產(chǎn)效率，縮短工期。通過研究得知此新型梁高不同的梁柱節(jié)點(diǎn)在承載能力上也優(yōu)于現(xiàn)有的常規(guī)等高的梁柱節(jié)點(diǎn)形式?？蓾M足承載力、剛度要求較高的實(shí)際工程的使用要求，為建筑物留有較多的安全儲(chǔ)備。該種節(jié)點(diǎn)形式能夠有效的實(shí)現(xiàn)柱子在節(jié)點(diǎn)處的貫通，考慮到在實(shí)際工程運(yùn)用中由于空間使用功能的不同而引起的左右梁高度的變化，該節(jié)點(diǎn)形式既保證了節(jié)點(diǎn)處的連續(xù)性，又保證節(jié)點(diǎn)具有一定的承載力和剛度，實(shí)現(xiàn)梁柱節(jié)點(diǎn)的剛性連接。同時(shí)，此節(jié)點(diǎn)型式能夠完全實(shí)現(xiàn)梁柱構(gòu)件在工廠加工，運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)后通過高強(qiáng)螺栓進(jìn)行拼裝的工作，適合應(yīng)用于商場(chǎng)、超市、普通住宅、高層及超高層等鋼結(jié)構(gòu)框架體系中，有利于推動(dòng)鋼結(jié)構(gòu)住宅的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展進(jìn)程。


圖I為左右梁高不同的外加強(qiáng)環(huán)式鋼結(jié)構(gòu)異形節(jié)點(diǎn)的示意 圖2、圖3為異形節(jié)點(diǎn)正面和側(cè)面的連接示意圖。圖中①表示在兩側(cè)梁高相平的翼緣處與柱壁焊接的外加強(qiáng)環(huán)板、②表示較矮梁翼緣與柱壁相連的外加強(qiáng)環(huán)板、③表示較高梁翼緣與柱壁焊接的外加強(qiáng)環(huán)板、④表示圓鋼管柱與外加強(qiáng)環(huán)板用角焊縫連接、⑤為連接腹板與圓鋼管柱用角焊縫連接、⑥為連接腹板與外加強(qiáng)環(huán)板用角焊縫連接、⑦為連接腹板與梁腹板用高強(qiáng)螺栓相連接、⑧為連接腹板與梁翼緣用角焊縫相連接。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合技術(shù)方案和參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明提出的左右梁高不同的外加強(qiáng)環(huán)式鋼結(jié)構(gòu)異形節(jié)點(diǎn)如圖f圖3所示。左右梁高不同的外加強(qiáng)環(huán)式鋼結(jié)構(gòu)異形節(jié)點(diǎn)主要由圓鋼管柱、外加強(qiáng)環(huán)板、連接腹板、H型鋼梁、螺栓組成。左右梁高不同的外加強(qiáng)環(huán)式鋼結(jié)構(gòu)異形節(jié)點(diǎn)的制作方法，①在圓鋼管柱子上按照型鋼梁的尺寸，用角焊縫把三塊外加強(qiáng)環(huán)板焊接在柱子上，②根據(jù)型鋼的具體尺寸用角焊 縫將連接腹板焊接到柱壁上，③在連接腹板與外加強(qiáng)環(huán)板的相連接處采用角焊縫將其相焊接固定，④在頂部與底部的兩塊外加強(qiáng)環(huán)板之間，根據(jù)柱子的具體位置用高強(qiáng)螺栓將連接腹板和型鋼梁腹板相焊接并將外加強(qiáng)環(huán)版與型鋼梁翼緣相連接處采用角焊縫相連接固定構(gòu)成梁柱節(jié)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種適用于左右梁高不同的異型鋼框架連接節(jié)點(diǎn)由圓鋼管柱、外加強(qiáng)環(huán)板、連接腹板、H型鋼梁、螺栓組成；其特征在于不需要切斷柱壁，保持了柱子的連續(xù)性，實(shí)現(xiàn)了柱子的貫通，根據(jù)柱子的尺寸制作外加強(qiáng)環(huán)板，然后在圓鋼管柱壁上按照H型鋼梁的尺寸，用角焊縫把三塊外加強(qiáng)板焊接在柱壁上，再把連接腹板與柱子和外加強(qiáng)環(huán)板焊接上，最后通過高強(qiáng)螺栓將H型鋼梁與連接腹板和圓鋼管柱連接起來，構(gòu)成梁柱節(jié)點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適用于左右梁高不同的異型鋼框架連接節(jié)點(diǎn)，由圓鋼管柱、外加強(qiáng)環(huán)板、連接腹板、H型鋼梁、螺栓組成。其特征在于不需要切斷柱壁，保持了柱子的連續(xù)性，實(shí)現(xiàn)了柱子的貫通，根據(jù)柱子的尺寸制作外加強(qiáng)環(huán)板，然后在圓鋼管柱壁上按照H型鋼梁的尺寸，用角焊縫把三塊外加強(qiáng)板焊接在柱壁上，再把連接腹板與柱子和外加強(qiáng)環(huán)板焊接上，最后通過高強(qiáng)螺栓將H型鋼梁與連接腹板和圓鋼管柱連接起來，構(gòu)成梁柱節(jié)點(diǎn)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了梁柱節(jié)點(diǎn)的剛性連接。同時(shí)此節(jié)點(diǎn)形式能夠完全實(shí)現(xiàn)工廠制造完成后直接運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，提高了生產(chǎn)效率。在承載能力上也優(yōu)于現(xiàn)有的梁柱剛性連接節(jié)點(diǎn)形式，為建筑物留有較多的安全儲(chǔ)備。
文檔編號(hào)E04B1/58GK102926464SQ20121044477
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月9日
發(fā)明者隋偉寧, 孫希, 王占飛 申請(qǐng)人:沈陽建筑大學(xué)