一种X形T型连接件及其制作工艺制造技术

一种X形T型连接件，包括矩形腹板和X形翼缘板，X形翼缘板设有长对称轴和短对称轴，X形翼缘板的两侧设有螺栓孔，螺栓孔以长对称轴为中心对称设置，矩形腹板固定安装在X形翼缘板的长对称轴上，X形翼缘板中开有2n个耗能孔洞，以长对称轴为中心两两对称布置，位于矩形腹板同一侧的n个耗能孔洞以短对称轴为中心布置，耗能孔洞的横截面外轮廓线为连续平滑过渡的闭合曲线；耗能孔洞位于螺栓孔与矩形腹板之间，且耗能孔洞与矩形腹板之间的间距大于等于矩形腹板厚度的1.5倍，螺栓孔至耗能孔洞的最小距离不应小于2倍的X形翼缘板厚度。以及提供一种X形T型连接件的制作工艺。本发明专利技术有效防止由应力集中产生的连接破坏、耗能能力和经济性良好。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种X形T型连接件，包括矩形腹板和X形翼缘板，X形翼缘板设有长对称轴和短对称轴，X形翼缘板的两侧设有螺栓孔，螺栓孔以长对称轴为中心对称设置，矩形腹板固定安装在X形翼缘板的长对称轴上，X形翼缘板中开有2n个耗能孔洞，以长对称轴为中心两两对称布置，位于矩形腹板同一侧的n个耗能孔洞以短对称轴为中心布置，耗能孔洞的横截面外轮廓线为连续平滑过渡的闭合曲线；耗能孔洞位于螺栓孔与矩形腹板之间，且耗能孔洞与矩形腹板之间的间距大于等于矩形腹板厚度的1.5倍，螺栓孔至耗能孔洞的最小距离不应小于2倍的X形翼缘板厚度。以及提供一种X形T型连接件的制作工艺。本专利技术有效防止由应力集中产生的连接破坏、耗能能力和经济性良好。【专利说明】一种X形T型连接件及其制作工艺
本专利技术涉及一种建筑钢结构领域，尤其是一种T型连接件及其制作工艺。
技术介绍
目前，钢结构建筑在我国得到了普及和持续发展，钢结构广泛应用到了建筑、铁路、桥梁和住宅等方面。T型连接件作为一种重要的构件广泛应用于钢结构建筑中，这种连接件特别适用于高烈度地区的半刚性框架中。该种连接件一般由翼缘钢板和腹板通过焊接方式组合而成，形成T字型钢构件，一般翼缘板通过高强螺栓与钢框架柱或钢梁相连接，腹板通过焊接方式或者高强度螺栓与钢框架梁或支撑相连接。国内外相关研究表明，传统的矩形翼缘T形连接件在承受循环荷载时，T型连接件的翼缘板会因一小部分区域应力集中而形成塑性铰，且螺栓会出现较大应力集中。这种小区域内的应力集中，会导致T型连接件的刚度、强度和耗能能力的下降，连接件的这些应力集中的区域会首先遭到破坏，特别是翼缘和腹板焊接处容易最先出现裂纹，从而降低节点区的安全系数，进而给半刚性框架结构带来安全隐患；除了这些应力集中的区域外，其他区域基本处于弹性工作阶段，不能充分利用材料。为了改善上述问题可以采用较多的方法，常见的办法是增加T型连接件中钢板的厚度和加大螺栓的直径，但这种方法将产生较大的弊端,会加大材料成本、加工成本和运输成本,要求更高的焊缝质量,但是连接件的耗能性能并没得到有效的提闻。综上所述，随着时代的发展，T型连接件在钢结构中(特别是在高烈度地区的钢结构中)的地位已越趋重要，然而现有的矩形T型连接件并不能很好地解决由应力集中产生的连接破坏问题，且不具有很好的耗能能力和经济性。
技术实现思路
为了克服已有T型连接件的不能很好地解决由应力集中产生的连接破坏，耗能能力和经济性较差的不足，本专利技术提供了一种有效防止由应力集中产生的连接破坏、耗能能力和经济性良好的X形T型连接件及其制作工艺。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:一种X形T型连接件，包括矩形腹板，还包括X形翼缘板，所述X形翼缘板设有长对称轴和短对称轴，所述X形翼缘板的两侧设有螺栓孔，所述螺栓孔以所述长对称轴为中心对称设置，所述矩形腹板固定安装在所述X形翼缘板的长对称轴上，所述X形翼缘板中开有2n个耗能孔洞，n为正整数，以所述长对称轴为中心两两对称布置，位于矩形腹板同一侧的n个耗能孔洞以所述短对称轴为中心布置，所述耗能孔洞的横截面外轮廓线为连续平滑过渡的闭合曲线；所述耗能孔洞位于所述螺栓孔与所述矩形腹板之间，且所述耗能孔洞与所述矩形腹板之间的间距大于等于所述矩形腹板厚度的1.5倍，所述螺栓孔至耗能孔洞的最小距离不应小于2倍的X形翼缘板厚度。进一步，所述X形翼缘板的长边开有4m个耗能开口，m为正整数，所述耗能开口以所述长对称轴为中心对称布置，位于矩形腹板同一侧的2m个耗能开口以所述短对称轴为中心对称布置，所述耗能开口的横截面外轮廓线为连续平滑过渡的曲线；所述耗能开口位于所述螺栓孔与所述矩形腹板之间，且所述耗能开口与所述矩形腹板之间的间距大于等于所述矩形腹板厚度的1.5倍，所述耗能开口与耗能孔洞边缘之间的距离大于等于X形翼缘板长度的1/6，所述螺栓孔至耗能开口的最小距离大于等于2倍的X形翼缘板厚度。本专利技术中，所述耗能孔洞的横截面外轮廓线可以为椭圆，当然也可以为其他二次曲线，只要是连续平滑过渡的闭合曲线，不会产生应力集中现象即可。本专利技术中，中部耗能孔洞和边缘耗能开口位置是根据这种X形T型连接件受外力作用时的线性弯矩分布图进行布置的，在弯矩达到最大弯矩的百分之四十的区域宜设置耗能孔洞耗能开口。所述耗能孔洞宜设置成较均衡、饱满的形状(例如:椭圆状)，不应有明显的突变(可以有效避免应力集中问题)。耗能开孔宜设置成较均衡、饱满的形状(例如:半椭圆状)，不应有明显的突变(可以有效避免应力集中问题)。优先的，所述耗能孔洞的两端应进行打磨，使其具有一定弧度，形成过渡段(可以有效避免应力集中问题)。所述X形翼缘板应采用较薄的钢板，但也应满足实际工程设计的要求。所述X形翼缘板的厚度不应大于30mm(钢材厚度越厚，其各方面性能将越差，会出现例如Z向性能问题)，当采用特殊钢材时X形翼缘板的厚度限制可以酌情放宽。所述X形翼缘板应采用延性较好的软钢，也可采用延性较好的Q235、Q345钢等。所述X形翼缘板与所述矩形腹板之间的夹角为90°。所述耗能孔洞在X形翼缘板长度方向的尺寸范围为:X形翼缘板长度的1/6至X形翼缘板长度的1/4 ;耗能孔洞在X形翼缘板宽度方向的尺寸范围为:X形翼缘板宽度的1/6至X形翼缘板宽度的1/3。所述耗能开口在X形翼缘板长度方向的尺寸范围为:X形翼缘板长度的1/6至X形翼缘板长度的1/4 ;耗能开口在X形翼缘板宽度方向的尺寸范围为:X形翼缘板宽度的1/10至X形翼缘板宽度的1/8。所述X形翼缘板与所述矩形腹板焊接。一种X形T型连接件的制作工艺，所述制作工艺包括如下步骤:I)选定矩形钢板作为矩形腹板，再选定矩形钢板作为X形翼缘板的坯料；2)在X形翼缘板的坯料上开设2n个耗能孔洞，η为正整数，所述X形翼缘板设有长对称轴和短对称轴，所述X形翼缘板的两侧开设螺栓孔，所述螺栓孔以所述长对称轴为中心对称设置，以所述长对称轴为中心两两对称布置，位于矩形腹板同一侧的η个耗能孔洞以所述短对称轴为中心布置，所述耗能孔洞的横截面外轮廓线为连续平滑过渡的闭合曲线.所述耗能孔洞位于所述螺栓孔与所述矩形腹板之间，且所述耗能孔洞与所述矩形腹板之间的间距大于等于所述矩形腹板厚度的1.5倍，所述螺栓孔至耗能孔洞的最小距离不应小于2倍的X形翼缘板厚度；3)所述矩形腹板固定安装在所述X形翼缘板的长对称轴上。进一步，所述步骤2)中，在X形翼缘板的坯料上开设4m个耗能开口，m为正整数，所述耗能开口以所述长对称轴为中心对称布置，位于矩形腹板同一侧的2m个耗能开口以所述短对称轴为中心对称布置，所述耗能开口的横截面外轮廓线为连续平滑过渡的曲线；所述耗能开口位于所述螺栓孔与所述矩形腹板之间，且所述耗能开口与所述矩形腹板之间的间距大于等于所述矩形腹板厚度的1.5倍，所述耗能开口与耗能孔洞边缘之间的距离大于等于X形翼缘板长度的1/6，所述螺栓孔至耗能开口的最小距离大于等于2倍的X形翼缘板厚度。更进一步，所述步骤3)中，所述X形翼缘板与所述矩形腹板之间的夹角为90°。再进一步，所述步骤3)中，所述X形翼缘板与所述矩形腹板焊接。本专利技术的技术构思为:在钢结构建筑中，该X形T型连接件主要承受往复荷载的作用，是钢结构柱与梁或梁与支撑之间荷载传递的最主要构件。这种X形T型本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵伟，杭振园，
申请(专利权)人：浙江交通职业技术学院，
类型：发明
国别省市：