一种H型柱弱轴连接节点及连接方法技术

本发明专利技术公开了一种H型柱弱轴连接节点结构及连接方法，通过在H型柱的两个柱翼缘之间设置两个平行设置的横向加劲肋，横向加劲肋最大面所在平面同时垂直于柱翼缘最大面所在平面和柱腹板最大面所在平面；在H型柱上焊接侧板，侧板最大面所在平面与柱腹板最大面所在平面在同一平面内；在H型柱弱轴方向上，在H型梁的梁翼缘两侧设置扩翼板，梁翼缘和扩翼板的端面与侧板的另一个侧面焊接，扩翼板的两侧边与侧板的两侧边平齐，使得弱轴方向传力至柱翼缘时，将焊缝的起、落弧从应力峰值处移至应力较小部位，以减小梁翼缘焊缝脆断的风险，本结构具有鲜明的强节点弱构件的特征，在往复荷载作用下可以实现梁上塑性铰外移，增加节点的延性和承载性能的需求。

A weak axis joint of H-shaped column and its connection method

【技术实现步骤摘要】
一种H型柱弱轴连接节点及连接方法
本专利技术属于建筑工程领域，具体涉及一种H型柱弱轴连接节点及连接方法。
技术介绍
工形柱弱轴楔形加劲板连接在实际工程中广泛应用，由于弱轴连接的梁翼缘焊缝应力峰值在焊缝的起、灭弧处，更易引起连接在焊缝处的断裂和撕裂，导致弱轴楔形加劲板连接的塑性转动能力较差，不易实现梁上塑性铰外移和“强节点弱构件”的抗震要求，故在抗震区采用该连接形式埋下了一定的安全隐患。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种H型柱弱轴连接节点及连接方法，以克服现有技术的不足。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种H型柱弱轴连接节点结构，包括H型梁和H型柱，H型梁包括两个平行设置的梁翼缘，两个梁翼缘之间设有梁腹板，梁腹板最大面所在平面垂直于梁翼缘最大面所在平面；H型柱包括两个平行设置的柱翼缘，两个柱翼缘之间设有柱腹板，柱翼缘最大面所在平面垂直于柱腹板最大面所在平面，其特征在于，两个柱翼缘之间设有两个平行设置的横向加劲肋，横向加劲肋最大面所在平面同时垂直于柱翼缘最大面所在平面和柱腹板最大面所在平面；柱翼缘的侧端焊接有侧板，侧板最大面所在平面与柱腹板最大面所在平面平行；H型梁的梁翼缘两侧设有扩翼板，扩翼板的端面与梁翼缘端面平齐；H型梁设有扩翼板的一端端部与侧板的另一个侧面焊接，梁腹板与侧板之间固定有连接板，连接板的端面与侧板的另一个侧面焊接，连接板与梁腹板通过螺栓固定连接。进一步的，横向加劲肋四个端面分别与柱腹板侧面、两个柱翼缘侧端面及侧板一个侧面焊接。进一步的，扩翼板最大平面截面为梯形。进一步的，侧板的最大平面截面为矩形。进一步的，侧板的宽度大于柱腹板宽度与两个柱翼缘厚度之和；侧板的高度大于梁腹板宽度与两个梁翼缘厚度之和。进一步的，两个横向加劲肋位于上端的横向加劲肋的上端面与两个梁翼缘中位于上端的梁翼缘的上端面在同一个平面内，两个横向加劲肋位于下端的横向加劲肋的下端面与两个梁翼缘中位于下端的梁翼缘的下端面在同一个平面内。进一步的，H型梁的梁腹板与连接板通过多个螺栓连接。进一步的，多个螺栓呈单列或多列纵向排列。一种H型柱弱轴连接节点结构的连接方法，包括以下步骤：步骤1)、在H型柱的两个柱翼缘之间焊接两个平行设置的横向加劲肋，使横向加劲肋最大面所在平面与柱翼缘最大面所在平面和柱腹板最大面所在平面垂直；然后在柱翼缘侧面焊接平行于柱腹板的侧板，在侧板外侧面上焊接连接板，使连接板最大面所在平面与柱翼缘最大面所在平面在同一平面内；连接板上预留螺栓孔，得到预制H型柱结构；步骤2)、在H型梁的梁翼缘两侧焊接扩翼板，扩翼板的端面与梁翼缘端面平齐，在梁腹板上预留螺栓孔，得到预制H型梁结构；步骤3)、在H型柱的弱轴方向上，将预制H型梁结构的梁腹板螺栓孔与连接板螺栓孔对其后通过螺栓预紧，然后将H型梁的梁翼缘及扩翼板端面与侧板焊缝连接，最后将螺栓拧紧，即可完成H型梁与H型柱弱轴方向的连接。进一步的，H型梁的梁翼缘及扩翼板的端面与侧板的侧面采用全熔透对接焊缝连接。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术一种H型柱弱轴连接节点结构，通过在H型柱的两个柱翼缘之间设置两个平行设置的横向加劲肋，在柱翼缘侧端面焊接侧板，使侧板最大面所在平面与柱腹板最大面所在平面平行，H型柱节点区域形成了两个封闭的箱形截面，具有强节点域的特征，侧板的另一个侧面焊接有一块连接板，连接板最大面所在平面均平行于柱翼缘最大面所在平面；在H型梁的梁翼缘两侧设置扩翼板，将梁翼缘和扩翼板的端面与侧板的另一个侧面焊接，再使连接板与梁腹板通过螺栓固定连接；通过设置侧板与扩翼板结构，使得弱轴连接中扩翼板侧边可伸出柱翼缘边缘，在弱轴方向传力至柱翼缘时，与传统弱轴楔形加劲板连接中梁翼缘焊缝应力分布形式有明显不同，可将焊缝的起、落弧从应力峰值处移至应力较小部位，从而减小梁翼缘焊缝脆断的风险，以改善节点延性。同时，由于扩翼板的加强，可更好地实现强节点弱构件的抗震设计要求；采用本节点结构，在循环荷载作用下，塑性变形集中在钢梁翼缘扩翼加强的端部梁截面上，节点域处于弹性状态，满足在循环荷载作用下可以较好地实现梁上塑性铰外移，增加节点的延性和承载性能的需求。进一步的，横向加劲肋四个端面分别与柱腹板侧面、两个柱翼缘侧端面及侧板一个侧面焊接，确保横向加劲肋的连接强度。一种H型柱弱轴连接节点的连接方法，通过预制分别得到预制H型柱结构和预制H型梁结构，通过在H型柱的两个柱翼缘之间焊接两个平行设置的横向加劲肋，在柱翼缘侧面焊接平行于柱腹板的侧板，在H型梁端部翼缘边缘焊接扩翼板，扩翼板的两侧边与侧板的两侧边平齐，使得弱轴方向传力至柱翼缘时，将焊缝的起、落弧从应力峰值处移至应力较小部位，以减小梁翼缘焊缝脆断的风险。该节点具有鲜明的强节点弱构件的特征，在往复荷载作用下可以实现梁上塑性铰外移，可以同时增加节点的延性和承载性能。本专利技术通过预制完成，便于运输和安装。附图说明图1为本专利技术结构示意图。图2为横向加劲肋的装配示意图。图中：1-柱翼缘、2-柱腹板、3-横向加劲肋、4-侧板、5-梁翼缘、6-梁腹板、7-扩翼板、8-连接板、9-螺栓。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述：如图1至图2所示，一种H型柱弱轴连接节点结构，包括H型梁和H型柱；H型梁和H型柱均为工字型结构；H型梁包括两个平行设置的梁翼缘5，两个梁翼缘5之间设有梁腹板6，梁腹板6最大面所在平面垂直于梁翼缘5最大面所在平面；H型柱包括两个平行设置的柱翼缘1，两个柱翼缘1之间设有柱腹板2，柱翼缘1最大面所在平面垂直于柱腹板2最大面所在平面；两个柱翼缘1之间设有两个平行设置的横向加劲肋3，横向加劲肋3最大面所在平面同时垂直于柱翼缘1最大面所在平面和柱腹板2最大面所在平面；柱翼缘1的侧端焊接有侧板4，侧板4最大面所在平面与柱腹板2最大面所在平面平行，横向加劲肋3四个端面分别与柱腹板2侧面、两个柱翼缘1侧端面及侧板4一个侧面焊接；H型梁的梁翼缘5两侧设有扩翼板7，扩翼板7的端面与梁翼缘5端面平齐；H型柱弱轴方向上，H型梁设有扩翼板7的一端端部与侧板4的另一个侧面焊接，梁腹板6与侧板4之间固定有连接板8，连接板8的端面与侧板4的另一个侧面焊接，连接板8最大面所在平面与梁腹板6最大面所在平面平行，连接板8与梁腹板6通过螺栓9固定连接。连接板8最大面所在平面平行于柱翼缘1最大面所在平面；梁翼缘5和扩翼板7的端面与侧板4的另一个侧面焊接，扩翼板7的两侧边与侧板4的两侧边平齐；扩翼板7最大平面为梯形结构；扩翼板7与梁翼缘5焊接；侧板4的最大平面截面为矩形，侧板4的宽度大于H型柱宽度，即侧板4的宽度大于柱腹板2宽度与两个柱翼缘1厚度之和；侧板4的高度(即沿柱翼缘1长度方向尺寸)大于H型梁的宽度，即侧板4的高度大于梁腹板6宽度与两个梁翼缘5厚度之和。横向加劲肋3外侧面与梁翼缘5的外侧面在同一个平面内，本申请中两个横向加劲肋本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种H型柱弱轴连接节点结构，包括H型梁和H型柱，H型梁包括两个平行设置的梁翼缘(5)，两个梁翼缘(5)之间设有梁腹板(6)，梁腹板(6)最大面所在平面垂直于梁翼缘(5)最大面所在平面；H型柱包括两个平行设置的柱翼缘(1)，两个柱翼缘(1)之间设有柱腹板(2)，柱翼缘(1)最大面所在平面垂直于柱腹板(2)最大面所在平面，其特征在于，两个柱翼缘(1)之间设有两个平行设置的横向加劲肋(3)，横向加劲肋(3)最大面所在平面同时垂直于柱翼缘(1)最大面所在平面和柱腹板(2)最大面所在平面；/n柱翼缘(1)的侧端焊接有侧板(4)，侧板(4)最大面所在平面与柱腹板(2)最大面所在平面平行；H型梁的梁翼缘(5)两侧设有扩翼板(7)，扩翼板(7)的端面与梁翼缘(5)端面平齐；/nH型梁设有扩翼板(7)的一端端部与侧板(4)的另一个侧面焊接，梁腹板(6)与侧板(4)之间固定有连接板(8)，连接板(8)的端面与侧板(4)的另一个侧面焊接，连接板(8)与梁腹板(6)通过螺栓(9)固定连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种H型柱弱轴连接节点结构，包括H型梁和H型柱，H型梁包括两个平行设置的梁翼缘(5)，两个梁翼缘(5)之间设有梁腹板(6)，梁腹板(6)最大面所在平面垂直于梁翼缘(5)最大面所在平面；H型柱包括两个平行设置的柱翼缘(1)，两个柱翼缘(1)之间设有柱腹板(2)，柱翼缘(1)最大面所在平面垂直于柱腹板(2)最大面所在平面，其特征在于，两个柱翼缘(1)之间设有两个平行设置的横向加劲肋(3)，横向加劲肋(3)最大面所在平面同时垂直于柱翼缘(1)最大面所在平面和柱腹板(2)最大面所在平面；
柱翼缘(1)的侧端焊接有侧板(4)，侧板(4)最大面所在平面与柱腹板(2)最大面所在平面平行；H型梁的梁翼缘(5)两侧设有扩翼板(7)，扩翼板(7)的端面与梁翼缘(5)端面平齐；
H型梁设有扩翼板(7)的一端端部与侧板(4)的另一个侧面焊接，梁腹板(6)与侧板(4)之间固定有连接板(8)，连接板(8)的端面与侧板(4)的另一个侧面焊接，连接板(8)与梁腹板(6)通过螺栓(9)固定连接。


2.根据权利要求1所述的一种H型柱弱轴连接节点结构，其特征在于，横向加劲肋(3)四个端面分别与柱腹板(2)侧面、两个柱翼缘(1)侧端面及侧板(4)一个侧面焊接。


3.根据权利要求1所述的一种H型柱弱轴连接节点结构，其特征在于，扩翼板(9)最大平面截面为梯形。


4.根据权利要求1所述的一种H型柱弱轴连接节点结构，其特征在于，侧板(4)的最大平面截面为矩形。


5.根据权利要求1所述的一种H型柱弱轴连接节点结构，其特征在于，侧板(4)的宽度大于柱腹板(2)宽度与两个柱翼缘(1)厚度之和；侧板(4)的高度大于梁腹板(6)宽度与两个梁翼缘(5...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐莹璐，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61