梁位置偏移的外加强环式钢结构异形空间节点制造技术

本发明专利技术是梁位置偏移的外加强环式方钢管柱，H型钢梁空间节点由方钢管柱、外加强环板、连接腹板、平行腹板、H型钢梁、高强螺栓组成。该新型节点的最大特点在于不需要切断柱壁，保持了柱子的整体连续性。在方钢管柱上用角焊缝把六块外加强环板焊接到方柱上，再用角焊缝将相应的连接腹板焊接到柱壁上，同时，采用角焊缝将连接腹板和外加强环板的相接处焊接固定好，最后，将连接腹板和H型钢梁腹板用高强螺栓连接，并将外加强环板与H型钢梁翼缘采用角焊缝连接固定，构成梁柱节点。节点的组成构件可由工厂生产加工后运至工程现场进行组装拼接，可以提高生产效率，有效缩短工期。

【技术实现步骤摘要】
梁位置偏移的外加强环式钢结构异形空间节点
本专利技术属于建筑
，确切地说是一种梁位置偏移的外加强环式钢结构异形空间节点。
技术介绍
钢结构因其一系列优点被广泛应用于建筑领域，更成为高层或超高层建筑主要的建筑类型。而梁柱节点作为钢框架结构各构件的交汇点，其破坏将会致使结构产生难以恢复的破坏或局部塌陷，甚至导致结构的整体倒塌。故梁柱节点是钢结构设计中最关键的环节之一，是影响整个钢框架性能的重要因素之一。在目前用得较多的矩形截面钢管柱中，因横梁直接焊接在钢柱外侧面而使钢柱管壁承受来自横梁的巨大拉力和剪力，这会造成钢柱管壁的严重变形，甚至破坏，传统解决办法是在焊接处钢柱内设置横内隔板来提高其刚度和机械强度。但此法要求内横隔板根据建筑物层高预设，若施工现场出现标高误差或者标高出错，则柱内横隔板与节点发生错位，起不到预期效果。另外，在钢结构的节点加固中，在钢柱内相应位置处难以加上横隔板，而传统加固方法，如加腋梁、盖板等，虽能一定程度提高节点承载力，但不能有效解决梁之间的内力传递，仍存在一定安全隐患。基于上述问题， 本文专利技术人对根据实际加固工程提出的新型柱外传力节点进行了进一步深入研究，这是一种新型的无内隔板节点，通过在节点处设置外加强环板和平行腹板来实现柱外传力。焊接是钢结构制造业的重要加工工艺。它是一种精确、可靠、低成本，并且是采用高科技连接材料的方法。随着我国电子技术、计算机微电子信息和自动化技术的发展，推动了焊接自动化技术的发展。特别是数控技术、柔性制造技术和信息处理技术等单元技术的引入，促进了焊接自动化技术革命性的发展。代表自动焊接技术的数字焊机、数字化控帽技术业已面世并已稳步地进入市场。三峡工程、西气东输工程、航天工程、船舶工程等国家大型基础工程，有力地促进了先进焊接特别是焊接自动化技术的发展与进步。我国焊接产业逐步走向“高效、自动化、智能化”。这些技术的发展有力的保证了钢结构构件的连接方法和强度。随着建筑形式的复杂多样，解决钢结构中异型节点的加固方式变得愈加重要，且由于钢结构具有单位体积承载力高、生产安装方便、施工周期短、抗震性能好、改建和拆迁容易、材料的回收和再利用率高等特点，钢结构在我国的应用必将更加广泛。
技术实现思路
随着我国钢结构发展的日趋成熟完善，异型节点在大型结构和复杂结构中不断出现，方钢管柱H型钢梁空间异型节点在钢结构中得到了广泛应用。若直接将其进行焊接， 会出现两种破坏模式第一种破坏模式是由于梁柱节点附近的梁受压翼缘受挤压失稳而导致翼缘板屈曲失去承载力；第二种破坏模式对于未设置内隔板的方管柱而言，这种局部凹凸变形最大位置在与梁上下翼缘连接的位置。本身梁端连接位置梁的腹板连接在柱的翼缘上，使得柱子的翼缘板容易产生面外变形，这样由梁的腹板向柱子传递弯矩就成为难题。由此，与柱子为H形截面的情况相比，梁端的抗弯承载力降低。这样梁上下翼缘与柱翼缘板连接位置承担了大部分的弯矩。因此，此位置柱翼缘板侧向凹凸变形将大大降低抗弯承载力。当面外变形达到一定程度时，梁柱节点将丧失承载力而破坏。本专利技术的新型梁柱节点不需要在节点处将柱壁切断设置内隔板，实现了保证节点处的柱外传力和柱壁连续性的要求，同时能实现梁柱节点的刚性连接。由于该种节点型式连接方法可靠，施工方法简单， 所以它能更好的应用于工程实际。本专利技术属于一种新型的钢结构梁柱节点构造型式，由于横梁和柱外侧面直接焊接，会使柱壁承受巨大的拉力和剪力，造成柱壁严重变形，同时为了保证柱子在节点处的连续性和施工方便，对节点设置外加强环板。为保证传力的连续，在梁位置偏移处的外环板上设置平行腹板。该节点实现柱外传力，使应力转移到外加强环板处， 从而使节点的屈服强度和极限承载大大提高，变形也减小，大大加强了节点的承载力。同时，此节点型式便于施工，适合应用于大型钢框架结构和错层结构。技术方案如下按照《建筑抗震设计规范》GB50011-2010中“强柱弱梁，强节点弱构件”的要求柱子不先于梁破坏，节点的承载力应高于被连接构件。通过外加强环板和错位环板间的平行腹板实现传递力和弯矩，该节点在柱外侧靠近节点处的梁翼缘上加外环板，以传递梁翼缘传来的内力，使梁之间的内力传递绕过了柱子实现柱外传力。这种新的内力传递方式能将大部分应力转移到外加强环板处，从而使得节点的屈服应力和极限承载力大大提高，更好的满足了规范关于“强柱弱梁，强节点弱构件”的要求。本专利技术的优点及有益效果①采用外加强环板的加固方式使得方钢管柱避免了切断柱壁内置内隔板的情况，确保了柱子的整体性与连续性。②该种新型外加强环式异形空间节点继承发展了当前的普通节点形式节点域的设计理论方法，并实现了梁柱节点的刚性连接。③该新型的异形空间节点具有较好的承载能力和抗震性能使节点具有很好的延性和抗 震性能，良好的耗能能力使节点具有保证节能降耗与低碳环保建筑的要求。④解决了当今复杂钢结构体系中对建筑物空间和平面布局上的特殊需要。⑤该节点构件由工厂批量生产加工后再运送至工程现场进行组装焊接，有效的提高了生产效率，缩短工期。通过研究讨论，该种新型梁位置偏移的梁柱空间节点具有较好的延性、承载能力和耗能能力。可满足承载力、刚度要求较高的实际工程的使用要求，为建筑物留有较多的安全储备。梁位置偏移的外加强环式钢结构异形空间节点，由方钢管柱、外加强环板、平行腹板、连接腹板、H型钢梁、高强螺栓组成，其特征在于不需要切断柱壁，柱子的整体连续性， 在方钢管柱上用角焊缝把六块外加强环板焊接到方柱上，再用角焊缝将相应的连接腹板焊接到柱壁上，同时，采用角焊缝将连接腹板和外加强环板的相接处焊接固定好，最后，将连接腹板和H型钢梁腹板用高强螺栓连接，并将外加强环板与H型钢梁翼缘采用角焊缝连接固定，构成梁柱节点。附图说明图I为梁位置偏移的加强环式方钢管柱H型钢梁空间节点的示意图；图2梁位置偏移的外环板之间的平行腹板示意图；图3为梁柱异型节点连接示意图。图中I是表示方钢管柱与外加强环板用角焊缝连接、2是表示连接腹板与外加强环板用角焊缝连接、3是表示连接腹板与外加强环板用角焊缝连接、4是表示连接腹板与梁腹板用高强螺栓相连接、5是表示外加强环板与梁翼缘用角焊缝相连接、6是表示平行腹板与外加强环板用角焊缝连接、7是方钢管柱、8是外加强环板、9是平行腹板。具体实施方式下面结合技术方案和参照附图对本专利技术进行详细说明。本专利技术提出的梁位置偏移的外加强环式钢结构空间异形节点如图f图3所示。梁位置偏移的外加强环式钢结构空间异形节点主要由方钢管柱、外加强环板、连接腹板、H型钢梁、平行腹板、高强螺栓组成。梁位置偏移的外加强环式钢结构空间异形节点的制作方法如下，首先，根据H型钢梁的尺寸，在方钢管柱上用角焊缝把六块外加强环板焊接到方柱上。之后，再用角焊缝将相应的连接腹板焊接到柱壁上，同时，采用角焊缝将连接腹板和外加强环板的相接处焊接固定好。最后，将连接腹板和H型钢梁腹板用高强螺栓连接，并将外加强环板与H型钢梁翼缘采用角焊缝连接固定，以此构成梁柱节点。权利要求1 .梁位置偏移的外加强环式钢结构异形空间节点，由方钢管柱、外加强环板、平行腹板、连接腹板、H型钢梁、高强螺栓组成，其特征在于不需要切断柱壁，柱子的整体连续性， 在方钢管柱上用角焊缝把六块外加强环板焊接到方柱上，再用角焊缝将相应的连接腹本文档来自技高网...

【技术保护点】
梁位置偏移的外加强环式钢结构异形空间节点，由方钢管柱、外加强环板、平行腹板、连接腹板、H型钢梁、高强螺栓组成，其特征在于：不需要切断柱壁，柱子的整体连续性，在方钢管柱上用角焊缝把六块外加强环板焊接到方柱上，再用角焊缝将相应的连接腹板焊接到柱壁上，同时，采用角焊缝将连接腹板和外加强环板的相接处焊接固定好，最后，将连接腹板和H型钢梁腹板用高强螺栓连接，并将外加强环板与H型钢梁翼缘采用角焊缝连接固定，构成梁柱节点。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：隋伟宁，白雪，王占飞，
申请(专利权)人：沈阳建筑大学，
类型：发明
国别省市：