技術領域:
本發(fā)明涉及建筑工程技術領域,具體涉及一種抗倒塌加固梁柱節(jié)點結構。
背景技術:
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現(xiàn)代輕鋼房屋建筑體系誕生于二十世紀初,于二戰(zhàn)期間得到快速發(fā)展,其間多用于對施工速度要求很高的戰(zhàn)地機庫、軍營等。四十年代出現(xiàn)了門式剛架結構,六十年代開始大量應用由彩色壓型板及冷彎薄壁型鋼檁條組成的輕質圍護體系。目前輕鋼結構已成為發(fā)達國家的主要建筑結構形式,英國新建的非居住類房屋建筑中,90%的單層和60%的多層建筑都采用輕鋼結構,美國在輕鋼結構體系的分析、設計理論和方法及制造工藝上已經非常完善,開發(fā)了多種專利產品,其專用設計軟件可在短時間內完成設計、繪圖、工程量統(tǒng)計及工程報價,在制作上也實現(xiàn)了高度的標準化及工廠化。我國大面積應用輕型鋼結構是從二十世紀八十年代初建設的寶山鋼鐵公司一期工程開始的。該工程采用熱軋h型鋼作為主承重骨架,并首次采用彩色壓型鋼板作為圍護結構。此后以冶金建筑研究院為代表的一批科研院所及施工企業(yè)投入到了輕鋼結構體系及其配套產品的研發(fā)中去,相繼開發(fā)了輕鋼建筑成套技術,以及h型鋼、各種截面的冷彎薄壁型鋼、壓型板、夾芯板等配套生產線。九十年代國外的輕鋼生產廠家將整套的結構體系推向我國市場,加之我國鋼產量的提高,極大地推動了輕鋼結構在我國的發(fā)展。目前國內常用的輕鋼結構承重體系包括:焊接門式剛架結構體系、冷彎薄壁型鋼結構體系、多層房屋鋼結構體系、金屬拱型波紋屋蓋體系等。相關技術部門及施工單位已在輕鋼結構的設計、制作和安裝方面積累了一定的經驗。另外鋼結構無粉塵的干施工工藝及可回收并重復利用的特點,非常符合環(huán)保及可持續(xù)發(fā)展的時代主題,因此輕鋼結構在我國顯示出非常廣闊的應用前景。
鋼結構建筑由于具有施工速度快、結構延性好、質量輕等優(yōu)點而被廣泛地應用于工程建設中,其抵抗爆炸荷載或沖擊荷載激勵連續(xù)倒塌的能力越來越受到人們的重視。
鋼結構的設計中,出于便于施工和強柱弱梁等方面的考慮,梁柱節(jié)點都是柱貫通而梁不貫通的,梁由節(jié)點連接在柱上,具體結構如圖1所示。而在很多文獻中,包括美國dod和gsa規(guī)范中都已提到,節(jié)點是鋼框架結構抗爆、抗倒塌的軟肋,一旦節(jié)點喪失承載能力則必將導致結構倒塌。且圖1為結構在正常使用情況下梁柱的受力狀態(tài),當結構遭到破壞時,結構的某個柱子喪失承載能力之后,結構的受力狀態(tài)如圖2所示。此時節(jié)點在恒荷載、軸力、彎矩、剪力共同作用下受力、變形情況十分復雜。
且目前節(jié)點的連接加固設計基本都是針對地震荷載的,而這種抗震的節(jié)點在結構倒塌過程中能起到多大作用還值得討論。
美國抗倒塌節(jié)點加固時采用了節(jié)點四面焊接鋼板及在梁腋處加肋等方法,這類方法雖然可以有效地控制倒塌過程中節(jié)點的破壞,但是其操作復雜,施工繁瑣,工程造價相對較高,而且影響結構的建筑美觀及使用。
因此,有必要設計一種更為安全、穩(wěn)定的抗倒塌加固梁柱節(jié)點結構,以解決上述問題。
技術實現(xiàn)要素:
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本發(fā)明的目的是提供一種解決目前抗倒塌加固梁柱節(jié)點施工繁瑣、工程造價高、影響美觀等難題的抗倒塌加固梁柱節(jié)點結構。
為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用以下技術方案:
本發(fā)明提供的一種抗倒塌加固梁柱節(jié)點結構,包括沿豎向設置的柱和沿橫向設置的梁,相鄰所述柱和梁之間形成口字型結構,在所述口字型結構中交叉設置有第一連接板和第二連接板。
所述第一連接板和第二連接板均為鋼制連接板。
所述第一連接板截斷為兩部分,每一部分截斷的連接板分別焊接于第二連接板的兩側。
所述柱和所述梁均為工字鋼結構。
所述第一連接板的厚度大于或者等于所述梁的腹板的厚度。
當所述第一連接板的厚度等于所述梁的腹板的厚度時,所述第一連接板的寬度小于所述梁和柱的翼緣長度之和減去梁和柱的腹板厚度之和的差值的一半。
所述第二連接板的厚度大于或者等于所述梁腹板的厚度。
當所述第二連接板的厚度等于所述梁的腹板的厚度時,所述第二連接板的寬度小于所述梁和柱的翼緣長度之和減去梁和柱的腹板厚度之和的差值的一半。
所述第一、第二連接板焊接于所述梁的翼緣。
本發(fā)明一種抗倒塌加固梁柱節(jié)點結構的有益效果:對于整體結構而言,這種節(jié)點通過四片連接板將梁柱節(jié)點相連,增強了結構的整體性,從而可以有效地增強節(jié)點抵抗懸鏈線拉力的能力。相對于單獨的每一根梁而言,這種連接相當于增強了節(jié)點區(qū)梁的上下翼緣,進而增大了節(jié)點區(qū)的抗彎和抗剪能力,符合結構性態(tài)設計的要求。
附圖說明:
圖1為正常使用下門式鋼架梁柱節(jié)點的受力狀態(tài)圖;
圖2為受力后的門式鋼架梁柱節(jié)點的受力狀態(tài);
圖3為本發(fā)明抗倒塌加固梁柱節(jié)點結構的結構示意圖;
圖4為第一連接板和第二連接板的連接結構示意圖;
圖5為圖4的俯視圖;
圖6為柱的結構示意圖;
圖7為梁的結構示意圖;
1-柱,2-梁,3-第一連接板,4-第二連接板,5-柱的翼緣,6-柱的腹板,7-梁的翼緣,8-梁的腹板,h1-第一連接板的厚度,h2-第二連接板的厚度,h3-柱的腹板的厚度,h4-梁的腹板的厚度,l1-第一連接板的寬度,l2-第二連接板的寬度,l3-柱的翼緣的長度,l4-梁的翼緣的長度。
具體實施方式:
下面結合實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
根據(jù)圖3所示,一種抗倒塌加固梁柱節(jié)點結構,包括沿豎向設置的柱1和沿橫向設置的梁2,所述柱1和所述梁2均為工字鋼結構,相鄰所述柱1和梁2之間形成口字型結構,在所述口字型結構中交叉設置有第一連接板3和第二連接板4,且將所述第一連接板3和第二連接板4的端部焊接于所述梁的翼緣7,所述第一連接板3和第二連接板4的厚度大于或者等于所述梁的腹板8的厚度,在本實施例中,所述第一連接板3和第二連接板4為鋼制連接板,且如圖4所示,所述第一連接板3截斷為兩部分,每一部分截斷的連接板分別焊接于第二連接板4的兩側。
進一步地,如圖4、圖5、圖6所示,當所述第一連接板3的厚度等于所述梁的腹板8的厚度時,所述第一連接板3的寬度小于所述梁的翼緣7和柱的翼緣5的長度之和減去梁的腹板8和柱的腹板6厚度之和的差值的一半。
進一步地,如圖4、圖5、圖7所示當所述第二連接板4的厚度等于所述梁的腹板8的厚度時,所述第二連接板4的寬度小于所述梁的翼緣7和柱的翼緣5的長度之和減去梁的腹板8和柱的腹板6厚度之和的差值的一半。
下面結合附圖說明本發(fā)明的一次施工過程:
首先,根據(jù)所述梁2和柱1的相應尺寸來加工第一連接板3和第二連接板4,使得第一連接板3和第二連接板4的寬度,即所述第一連接板3和第二連接板4的厚度大于或者等于所述梁的腹板8的厚度,且當所述第一、第二連接板的厚度等于所述梁的腹板8的厚度時,所述第一、第二連接板的寬度小于所述梁的翼緣7和柱的翼緣長5度之和減去梁的腹板8和柱的腹板6厚度之和的差值的一半;
然后將第二連接板4固定架設在梁2和柱1形成的口字型結構中,并將第二連接板4與所述梁2和柱1的接觸部分進行焊接,將第一連接板3從中間截斷為兩部分,并將截斷的連接板架設于第二連接板4與梁2和柱1形成的三角形結構中,且每一部分截斷的第一連接板3一端焊接于第二連接板4的兩側,其另一端與所述梁2和柱1的接觸部分進行焊接,最后,對整體結構噴刷防火涂料。
最后應該說明的是:以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非對其限制,盡管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細說明,所屬領域的普通技術人員應當理解:依然可以對本發(fā)明的具體實施方式進行修改或者等同替換,而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換,其均應涵蓋在本權利要求范圍當中。