[实用新型]一种采用顶底角钢和外伸端板连接的新型钢结构梁柱节点有效

专利信息
申请号: 201420617817.9 申请日: 2014-10-23
公开(公告)号: CN204112504U 公开(公告)日: 2015-01-21
发明(设计)人: 刘坚;周观根;陈凡;高玥;李东伦;高奎;任达 申请(专利权)人: 广州大学
主分类号: E04B1/58 分类号: E04B1/58;E04B5/40
代理公司: 广州市天河庐阳专利事务所 44244 代理人: 胡济元;欧阳凯
地址: 510006 广东*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 一种 采用 底角 外伸端板 连接 新型 钢结构 梁柱 节点
【说明书】:

技术领域

本实用新型属于结构工程钢结构技术领域,具体涉及一种采用顶底角钢和外伸端板连接的新型钢结构梁柱节点。

背景技术

1994年以前,栓焊混合连接节点一直是钢结构中常用的节点连接形式,但是在1994年美国Northridge地震和1995年日本阪神地震中,数百栋多高层钢结构房屋的梁柱刚性连接节点出现大量的脆性断裂,究其原因,是钢结构中梁柱连接采用了刚性连接。

而梁柱节点半刚性连接在受力性能上介于刚接与铰接,用于钢结构梁柱连接,即能承受一定的弯矩,梁柱间又会产生一定的转动。与刚性节点相比,半刚性连接梁柱节点的滞回曲线饱满,具有较好的延性和耗能能力。对于高强度螺栓半刚性节点的连接方式主要有以下几种:

1)端板连接;

2)角钢连接;

3)短T型钢连接。

这三种连接方式各有特点在于:

(1)对于端板连接,由于在现场施工前,钢梁需要与端板在工地焊接完成,增加了施工工序,并且在焊接过程中容易使钢材变脆,焊缝周围的构件容易产生较大的残余应力,会造成焊接缺陷,地震时容易引起节点脆性破坏,影响节点动力性能的发挥;

(2)对于角钢连接,虽然没有焊接工序,且具有较好的转动能力,但刚度小,对梁转动约束小,使梁跨中弯矩较大,此外,还能导致结构的抗侧移刚度较小,对结构抗风、抗震不利。该类连接方法柔性较大,导致节点极限承载能力不够;

(3)短T型钢连接虽也未采用焊接工艺,但就其自身而言,短T型钢不太常用,加工形式特殊,其连接后,节点刚度较大,接近刚性节点性能,刚性节点在地震作用下,由于节点刚度大,容易产生脆性断裂。

高玥(广州大学)的一篇论文《新型半刚性端板连接节点滞回性能及应用研究》中,第三章-四种类型端板连接节点的受力性能研究及第四章-新型端板连接节点滞回性能的参数化研究公开了若干梁柱连接节点结构,其中3.4节的图3-11公开了一种结构相对合理的梁柱连接节点结构,但是此结构的钢梁与端板采用焊接结构,盖板与钢梁也采用焊接结构,导致初始刚度小、屈服强度低、滞回曲线不饱满、抗震性能差。

发明内容

本实用新型为了克服以上现有技术存在的不足,提供了一种初始刚度大、屈服强度高、滞回曲线饱满、抗震性能好的一种采用顶底角钢和外伸端板连接的新型钢结构梁柱节点。

本实用新型的目的通过以下的技术方案实现:本一种采用顶底角钢和外伸端板连接的新型钢结构梁柱节点,包括楼板、钢柱、钢梁、外伸端板、两个盖板和两个等边角钢,其中:

所述的钢柱为H型钢,钢柱的翼缘开有若干个螺栓孔(螺栓孔个数由力学计算决定),

所述的钢梁为H型钢,钢梁近端的上下翼缘各开有若干个螺栓孔(螺栓孔个数由力学计算决定),钢梁的螺栓孔往远端方向的上下翼缘各开有两道圆弧缺口,圆弧缺口形成“犬骨式”构造,

所述的外伸端板开有若干个螺栓孔(螺栓孔个数由力学计算决定),

所述的盖板开有若干个螺栓孔(螺栓孔个数由力学计算决定),

所述的等边角钢的两个面各开有若干个螺栓孔(螺栓孔个数由力学计算决定),

所述的盖板远端的螺栓孔通过高强度螺栓与钢梁翼缘远端的螺栓孔连接,等边角钢底面的螺栓孔、盖板近端的螺栓孔与钢梁翼缘近端的螺栓孔通过高强度螺栓连接,外伸端板中间螺栓孔与钢柱翼缘中间螺栓孔通过高强度螺栓连接,一个等边角钢竖面的螺栓孔、外伸端板上端的螺栓孔与钢梁翼缘上端的螺栓孔通过高强度螺栓连接,另一个等边角钢竖面的螺栓孔、外伸端板下端的螺栓孔与钢梁翼缘下端的螺栓孔通过高强度螺栓连接,楼板铺设在钢梁上面。

所述楼板包括压型钢板、混凝土、方格钢网和栓钉,栓钉固定焊接在压型钢板的凹槽边缘,方格钢网放置在压型钢板上,混凝土浇筑在方格钢网上。

本实用新型相对于现有技术具有如下的优点:

1、本实用新型整体上,采用弧形缺口削弱翼缘,外伸端板加强腹板,并在钢梁上配置压型钢板混凝土板组合楼板,即混合型钢梁、柱、楼板的节点形式,该节点易于施工,成本低,传力可靠,并能保证在强烈地震作用下形成塑性铰发生塑性变形来耗散地震能量。采用压型钢板混凝土板组合楼板,节省了钢梁钢材的用量,同时压型钢板混凝土板组合楼板还能有效地抑制钢梁的局部屈曲失稳,提高构件的延性。

2、钢柱、钢梁、外伸端板、两个盖板和两个等边角钢之间紧密贴合在一起,洞口相对,采用高强度螺栓连接,不采用任何焊接工艺,钢材不变脆,初始刚度大、屈服强度高、滞回曲线饱满、抗震性能好。

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