新型方鋼管柱-h型鋼梁拼接外套筒式連接方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型方鋼管柱-H型鋼梁拼接外套筒式連接方法，主要由方鋼管柱、U型拼接外套板、高強螺栓、高強穿芯螺栓、拼接蓋板、懸臂H型鋼短梁、H型鋼梁、塞焊孔、外翻耳板和穿芯螺栓孔組成。構造簡單,施工方便，具有較好的抗震性能，簡化了現(xiàn)場施工階段的工序，簡單易行，有效的提高了施工生產(chǎn)效率，縮短了工期，節(jié)約工程造價成本。
【專利說明】新型方鋼管柱-H型鋼梁拼接外套筒式連接方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑【技術領域】，一種適用于多高層鋼框架結構方鋼管柱與H型鋼梁的連接方法，是一種新型外套鋼板式節(jié)點的改進形式，具體為一種新型方鋼管柱-H型鋼梁拼接外套筒式連接方法。
【背景技術】
[0002]我國方鋼管柱-H型鋼梁的節(jié)點連接形式多采用設置隔板來加強節(jié)點的剛度，主要的形式有內(nèi)隔板式、隔板貫通式以及外隔板式等。內(nèi)隔板式節(jié)點只有當管柱尺寸較大時才適合采用，因為當管柱邊長較小時，不僅焊接困難，而且將妨礙管內(nèi)混凝土的澆筑，此外，梁翼緣與內(nèi)隔板在柱壁同一處兩側(cè)需施加熔透焊縫，鋼材經(jīng)歷兩次熱加工，會產(chǎn)生較大的焊接殘余應力，使得節(jié)點處的鋼材容易產(chǎn)生分層或脆性破壞，最后，這種節(jié)點還存在隔板與梁翼緣對中的問題。隔板貫通式節(jié)點需要將方鋼管柱在H型鋼梁上下翼緣相應位置處截斷，焊接隔板后，鋼梁重新與方鋼管柱焊接，節(jié)點施工復雜，焊縫比較集中，也存在影響柱內(nèi)混凝土澆筑的問題，特別是當結構傾覆力矩較大時，可能會使柱子一側(cè)受拉，此時柱與隔板間的焊縫將處于三向受拉應力狀態(tài)。外隔板式節(jié)點需要足夠大的水平隔板以保證節(jié)點的強度，用鋼量比內(nèi)隔板大，同時，邊角柱節(jié)點的水平隔板不僅妨礙墻板的安裝，而且使得室內(nèi)角部有凸角，影響建筑觀感。此外，我國對新型套板式節(jié)點的研究也有一些，采用在矩形管柱上焊接連接板、外套鋼板和內(nèi)套鋼板，然后再通過螺栓連接的方法，采用這樣的方法連接可靠，通過在節(jié)點核心區(qū)套裝組合鋼管，以此來增強節(jié)點核心區(qū)剛度，防止節(jié)點局部屈曲，避免因未設置內(nèi)隔板而引起的平面外變形較大的問題。同時，采用柱壁加厚的方式，實現(xiàn)梁塑性鉸外移，節(jié)點具有較好的抗震性能，而且套板式節(jié)點不影響鋼管內(nèi)混凝土的澆筑。但是目前已有的套板式節(jié)點，施工工序相對較為復雜，并且焊接的部件較多，比較費時費工，內(nèi)套板需采用熱彎工藝，加工成本較高，內(nèi)置定位困難，外套板式采用T型件連接鋼梁時，現(xiàn)場螺栓安裝時在操作工藝上比較困難，會影響施工進度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明根據(jù)上述現(xiàn)有技術中存在的不足，提供一種新型方鋼管柱-H型鋼梁拼接外套筒式連接方法。
[0004]為了達到上述目的，本發(fā)明采取的技術方案是:
一種新型方鋼管柱-H型鋼梁拼接外套筒式連接方法，主要由方鋼管柱、U型拼接外套板、高強螺栓、高強穿芯螺栓、拼接蓋板、懸臂H型鋼短梁、H型鋼梁、塞焊孔、外翻耳板和穿芯螺栓孔組成，所述的方鋼管柱有若干組其中一組相對管壁上設有相應的穿芯螺栓孔，U型拼接外套板上也設有相應的穿芯螺栓孔和塞焊孔，U型拼接外套板通過高強穿芯螺栓和焊縫與方鋼管柱連接，懸臂H型鋼短梁與帶有穿芯螺栓孔的一組相對U型拼接外套板面上采用栓焊混合連接的方式，U型拼接外套板上僅設有塞焊孔的那一組相對U型拼接外套板的板面與懸臂H型鋼短梁采用全焊連接方式，懸臂H型鋼短梁的外端與H型鋼梁拼接，對接縫處有拼接蓋板，拼接蓋板與H型鋼梁、懸臂H型鋼短梁之間均采用高強螺栓連接。
[0005]所述的U型拼接外套板包括外翻耳板，U型拼接外套板的頂?shù)酌嫱ㄟ^角焊縫與方鋼管柱外壁連接，所在外翻耳板的一組方鋼管柱的相對面通過高強穿芯螺栓與方鋼管柱外壁連接，同時，U型拼接外套板的切角部分采用坡口焊連接，另一組方鋼管相對面，U型拼接外套板通過塞焊縫與方鋼管柱外壁連接。
[0006]所述的帶有外翻耳板的一組方鋼管柱相對面的懸臂H型鋼短梁的腹板嵌入兩塊外翻耳板拼接縫處并通過高強螺栓連接并夾緊固定，上下翼緣通過全熔透單面坡口焊與U型拼接外套板連接。
[0007]所述的不帶外翻耳板的一組方鋼管柱相對面的懸臂H型鋼短梁的腹板通過雙面角焊縫與U型拼接外套板連接，上下翼緣通過全熔透單面坡口焊與U型拼接外套板連接。
[0008]所述的拼接蓋板位于H型鋼梁和懸臂H型鋼短梁的上、下翼緣頂?shù)酌婧透拱鍍蓚?cè)接縫處。
[0009]所述的H型鋼梁和懸臂H型鋼短梁均為4根。
[0010]所述的方鋼管柱包括冷彎方鋼管柱和熱軋方鋼管柱。
[0011]所述的H型鋼梁和懸臂H型鋼短梁包括熱軋H型鋼梁和焊接H型鋼梁。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:新型方鋼管柱-H型鋼梁拼接外套筒式連接節(jié)點與隔板類節(jié)點比較，避免了設置內(nèi)隔板施工困難的問題，解決了設置貫通式隔板需要切割柱壁的問題，保持了柱的連續(xù)性和整體性，不影響方鋼管柱的外緣尺寸，構造簡單，施工方便，同時不影響方鋼管柱內(nèi)混凝土的澆注；從設計層面來說，該新型梁柱節(jié)點繼承了現(xiàn)有的關于節(jié)點域的設計理論和設計方法，實現(xiàn)了梁柱節(jié)點的剛性連接，而且，如果將梁柱的栓焊混接與梁段高強螺栓拼接整體考慮時，由于高強螺栓拼接的滑移會影響節(jié)點的剛度，所以帶懸臂梁段拼接的節(jié)點需要考慮其半剛性；通過拼接外套板對柱壁進行加厚，增強了節(jié)點剛度，易于實現(xiàn)塑性鉸的外移，滿足設計中“強節(jié)點，弱構件”的要求，從而節(jié)點具有較好的抗震性能；節(jié)點構件由工廠生產(chǎn)加工后，可直接運送至工程施工現(xiàn)場進行組裝拼接，無需現(xiàn)場焊接，簡化了現(xiàn)場施工階段的工序，簡單易行，有效的提高了施工生產(chǎn)效率，縮短了工期，節(jié)約工程造價成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的結構示意圖；
圖2為本發(fā)明的左視圖；
圖3為本發(fā)明的U型拼接外套板結構示意圖；
圖4為本發(fā)明的結構不意圖1一I首I]面圖；
圖5為本發(fā)明的U型拼接外套板的開孔示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作具體說明。
[0015]如圖1至圖5所示，本發(fā)明是一種新型方鋼管柱-H型鋼梁拼接外套筒式連接方法，主要由方鋼管柱1、U型拼接外套板2、高強螺栓3、高強穿芯螺栓4、拼接蓋板5、懸臂H型鋼短梁6、H型鋼梁7、塞焊孔8、外翻耳板9和穿芯螺栓孔10組成，所述的方鋼管柱I有若干組其中一組相對管壁上設有相應的穿芯螺栓孔10，U型拼接外套板2上也設有相應的穿芯螺栓孔10和塞焊孔8，U型拼接外套板2通過高強穿芯螺栓4和焊縫與方鋼管柱I連接，懸臂H型鋼短梁6與帶有穿芯螺栓孔10的一組相對U型拼接外套板2面上采用栓焊混合連接的方式，U型拼接外套板2上僅設有塞焊孔8的那一組相對U型拼接外套板2的板面與懸臂H型鋼短梁6采用全焊連接方式，懸臂H型鋼短梁6的外端與H型鋼梁7拼接，對接縫處有拼接蓋板5，拼接蓋板5與H型鋼梁7、懸臂H型鋼短梁6之間均采用高強螺栓3連接。U型拼接外套板2包括外翻耳板9，U型拼接外套板2的頂?shù)酌嫱ㄟ^角焊縫與方鋼管柱I外壁連接，所在外翻耳板9的一組方鋼管柱I的相對面通過高強穿芯螺栓4與方鋼管柱I外壁連接，同時，U型拼接外套板2的切角部分采用坡口焊連接，另一組方鋼管柱I相對面，U型拼接外套板2通過塞焊縫與方鋼管柱I外壁連接。帶有外翻耳板9的一組方鋼管柱I相對面的懸臂H型鋼短梁6的腹板嵌入兩塊外翻耳板9拼接縫處并通過高強螺栓3連接并夾緊固定，上下翼緣通過全熔透單面坡口焊與U型拼接外套板2連接。不帶外翻耳板9的一組方鋼管柱I相對面的懸臂H型鋼短梁6的腹板通過雙面角焊縫與U型拼接外套板2連接，上下翼緣通過全熔透單面坡口焊與U型拼接外套板2連接。拼接蓋板5位于H型鋼梁7和懸臂H型鋼短梁6的上、下翼緣頂?shù)酌婧透拱鍍蓚?cè)接縫處。H型鋼梁7和懸臂H型鋼短梁6均為4根。方鋼管柱I包括冷彎方鋼管柱和熱軋方鋼管柱。H型鋼梁7和懸臂H型鋼短梁6包括熱軋H型鋼梁和焊接H型鋼梁。
[0016]本發(fā)明的工作過程步驟如下:(I)根據(jù)方鋼管柱I和懸臂H型鋼短梁6的截面尺寸設計矩形鋼板尺寸和切角尺寸并加工成U型拼接外套板2，切角可用線切割切割加工；(2)將U型拼接外套板2按照柱中心預拼裝在方鋼管柱I上并在節(jié)點域處定位，綜合考慮懸臂H型鋼短梁6腹板嵌入外翻耳板9縫隙處的間距，待定位準確后，對U型拼接外套板2和方鋼管柱I同時鉆穿芯螺栓孔10 ; (3)取下U型拼接外套板2，并對其鉆塞焊孔8，之后將U型拼接外套板2拼裝在方鋼管柱I上安裝高強穿芯螺栓4 ; (4)在U型拼接外套板2上下端通過角焊縫與方鋼管柱I外壁焊接連接，外翻耳板2頂?shù)滋幰恍《吻薪遣糠值钠唇犹幫ㄟ^坡口焊在柱壁上焊接，塞焊孔8對應位置進行塞焊；(5)將懸臂H型鋼短梁6腹板插入外翻耳板9縫中并進行定位，待定位準確無誤后對外翻耳板9與懸臂H型鋼短梁6腹板同時鉆孔，同時通過高強螺栓3將外翻耳板9與懸臂H型鋼短梁6腹板連接，懸臂H型鋼短梁6的上下翼緣通過全熔透單面坡口焊與U型拼接外套板2連接；(6)在U型拼接外套板2另兩相對面，懸臂H型鋼短梁6腹板通過雙面角焊縫與U型拼接外套板2連接，懸臂H型鋼短梁6的上下翼緣通過全熔透單面坡口焊與U型拼接外套板2連接；(7)在工程施工現(xiàn)場，通過拼接蓋板5和高強螺栓3將懸臂H型鋼短梁6與H型鋼梁7拼接連接。
【權利要求】
1.一種新型方鋼管柱-H型鋼梁拼接外套筒式連接方法，主要由方鋼管柱、U型拼接外套板、高強螺栓、高強穿芯螺栓、拼接蓋板、懸臂H型鋼短梁、H型鋼梁、塞焊孔、外翻耳板和穿芯螺栓孔組成，其特征在于:所述的方鋼管柱有若干組其中一組相對管壁上設有相應的穿芯螺栓孔，U型拼接外套板上也設有相應的穿芯螺栓孔和塞焊孔，U型拼接外套板通過高強穿芯螺栓和焊縫與方鋼管柱連接，懸臂H型鋼短梁與帶有穿芯螺栓孔的一組相對U型拼接外套板面上采用栓焊混合連接的方式，U型拼接外套板上僅設有塞焊孔的那一組相對U型拼接外套板的板面與懸臂H型鋼短梁采用全焊連接方式，懸臂H型鋼短梁的外端與H型鋼梁拼接，對接縫處有拼接蓋板，拼接蓋板與H型鋼梁、懸臂H型鋼短梁之間均采用高強螺栓連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的新型方鋼管柱-H型鋼梁拼接外套筒式連接方法，其特征在于:所述的U型拼接外套板包括外翻耳板，U型拼接外套板的頂?shù)酌嫱ㄟ^角焊縫與方鋼管柱外壁連接，所在外翻耳板的一組方鋼管柱的相對面通過高強穿芯螺栓與方鋼管柱外壁連接，同時，U型拼接外套板的切角部分采用坡口焊連接，另一組方鋼管相對面，U型拼接外套板通過塞焊縫與方鋼管柱外壁連接。
3.根據(jù)權利要求1所述的新型方鋼管柱-H型鋼梁拼接外套筒式連接方法，其特征在于:所述的帶有外翻耳板的一組方鋼管柱相對面的懸臂H型鋼短梁的腹板嵌入兩塊外翻耳板拼接縫處并通過高強螺栓連接并夾緊固定，上下翼緣通過全熔透單面坡口焊與U型拼接外套板連接。
4.根據(jù)權利要求1所述的新型方鋼管柱-H型鋼梁拼接外套筒式連接方法，其特征在于:所述的不帶外翻耳板的一組方鋼管柱相對面的懸臂H型鋼短梁的腹板通過雙面角焊縫與U型拼接外套板連接，上下翼緣通過全熔透單面坡口焊與U型拼接外套板連接。
5.根據(jù)權利要求1所述的新型方鋼管柱-H型鋼梁拼接套筒式連接方法，其特征在于:所述的拼接蓋板位于H型鋼梁和懸臂H型鋼短梁的上、下翼緣頂?shù)酌婧透拱鍍蓚?cè)接縫處。
6.根據(jù)權利要求1所述的新型方鋼管柱-H型鋼梁拼接外套筒式連接方法，其特征在于:所述的H型鋼梁和懸臂H型鋼短梁均為4根。
7.根據(jù)權利要求1所述的新型方鋼管柱-H型鋼梁拼接外套筒式連接方法，其特征在于:所述的方鋼管柱包括冷彎方鋼管柱和熱軋方鋼管柱。
8.根據(jù)權利要求1所述的新型方鋼管柱-H型鋼梁拼接外套筒式連接方法，其特征在于:所述的H型鋼梁和懸臂H型鋼短梁包括熱軋H型鋼梁和焊接H型鋼梁。
【文檔編號】E04B1/58GK103835374SQ201410016352
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年1月15日 優(yōu)先權日:2014年1月15日
【發(fā)明者】夏軍武, 張志雄, 陳曉淼, 張彬彬, 譚永超, 孫克緯 申請人:夏軍武