一种扁管柱-H型钢梁连接节点的制作方法

    技术2025-05-24  22


    本技术涉及梁柱连接,进一步地涉及一种扁管柱-h型钢梁连接节点。


    背景技术:

    1、目前,钢结构因其施工效率高、空间利用率大、符合绿色低碳发展趋势,且钢结构构件易于工业化生产等优点而被广泛应用于建筑工程中,特别是应用于住宅体系,充分发挥了钢结构的以上特性。

    2、在多高层钢结构住宅中,过大的钢管柱截面会导致钢柱凸出于住宅墙面,这严重影响了室内建筑使用功能及外观效果。为了解决以上问题,需要将钢管柱等结构构件隐藏在墙体内,这就要求钢管柱等构件的截面宽度控制在200mm左右。目前,实际项目中框架梁一般采用h型钢梁,为了保证钢梁与钢管柱连接节点的强度,目前常用的做法是在钢管柱内部对应钢梁翼缘的位置设置横向加劲板。当钢管柱的截面宽度控制在200mm左右(即钢管柱为扁管柱)时,若还在扁管柱内设置横向加劲板,且为了方便扁管柱内浇筑混凝土,在加劲板上设置灌浆孔(灌浆孔的直径不宜小于150mm)和透气孔,这将严重削弱加劲板作用,同时加劲板的存在严重影响扁管柱内混凝土的浇灌。以上问题都直接影响钢梁与扁管柱连接节点的强度,导致钢梁与扁管柱的刚性连接难以实现。

    3、因此市场上亟需一种能实现钢梁与扁管柱刚性连接的解决方案。


    技术实现思路

    1、本技术为了解决上述问题,提供一种扁管柱-h型钢梁连接节点,设计巧妙、结构简单,通过设置侧板和盖板,且侧板与扁管柱宽度较宽的侧面相叠并焊接于扁管柱宽度较宽的侧面,盖板与牛腿的翼缘相叠并焊接于牛腿翼缘,及盖板与牛腿翼缘共同顶接于侧板,增加了侧板与扁管柱的连接强度及牛腿与侧板的连接强度,提升了连接节点的强度(抗弯承载力、抗拉承载力、抗剪承载力等),使得连接节点满足刚性连接的要求,同时侧板的存在,使得扁管柱受力较为分散,不易发生局部屈曲。相比于在扁管柱内设置横向加劲肋的常规做法而言,本技术无需设置加劲肋或者可以设置较小尺寸的加劲肋,这大大提升了扁管柱中混凝土的浇筑效率和浇筑质量,减小了对混凝土浇筑的不利影响。本技术所采用的技术方案如下:

    2、一种扁管柱-h型钢梁连接节点,包括:扁管柱、牛腿、侧板和盖板;

    3、所述牛腿为h型钢,所述牛腿布设于所述扁管柱宽度较窄的一侧面,所述扁管柱宽度较宽的两侧面分别焊接有所述侧板,所述侧板一端凸出于所述扁管柱宽度较窄的一侧面;所述牛腿上下翼缘靠近所述扁管柱的一端均焊接有所述盖板,所述盖板与所述牛腿的翼缘相叠,所述盖板及所述牛腿的上下翼缘共同顶接于所述侧板;所述牛腿的腹板焊接于所述扁管柱,所述牛腿远离所述扁管柱的一端适于连接h型钢梁。

    4、通过设置侧板和盖板,且侧板与扁管柱宽度较宽的侧面相叠并焊接于扁管柱宽度较宽的侧面,盖板与牛腿的翼缘相叠并焊接于牛腿翼缘,及盖板与牛腿翼缘共同顶接于侧板,盖板相当于增加了牛腿翼缘的厚度,这种设计增加了侧板与扁管柱的连接强度及牛腿与侧板的连接强度,提升了连接节点的强度(抗弯承载力、抗拉承载力、抗剪承载力等),使得连接节点满足刚性连接的要求,同时侧板的存在,使得扁管柱受力较为分散,不易发生局部屈曲。相比于在扁管柱内设置横向加劲肋的常规做法而言,本技术无需设置加劲肋或者可以设置较小尺寸的加劲肋,这大大提升了扁管柱中混凝土的浇筑效率和浇筑质量,减小了对混凝土浇筑的不利影响。

    5、在一些实施方式中,所述侧板与对应的所述扁管柱宽度较宽的侧面的焊接方式为角焊缝。

    6、侧板与对应的扁管柱宽度较宽的侧面的焊接方式为角焊缝,也就是说侧板与扁管柱的搭接接头采用了角焊缝,这相对于搭接接头采用塞焊缝或槽焊缝而言,无需对侧板进行开槽或开孔处理,焊接工序少,焊接质量容易控制且焊接效率高。

    7、在一些实施方式中,所述侧板与对应的所述扁管柱宽度较宽的侧面满焊连接。

    8、侧板与扁管柱的满焊连接(围焊)相比于点焊连接而言,可增大侧板与扁管柱的连接面积,提升了侧板与扁管柱的连接强度,使得侧板与扁管柱之间的力分散开来,提升侧板和扁管柱受力的均匀性。

    9、在一些实施方式中,对应部位的所述牛腿翼缘和所述盖板通过同一条单面坡口全熔透焊的焊缝共同顶接于所述侧板。

    10、通过同一条单面坡口全熔透焊的焊缝,即完成了盖板与牛腿翼缘的焊接,也同时完成了盖板与牛蹄翼缘跟侧板的共同顶接,节省了焊接工作量,减少了影响焊接质量的因素,焊缝质量易于控制,可大大提升牛腿与扁管柱的连接稳定性。

    11、在一些实施方式中,所述盖板的长度大于所述侧板凸出于所述扁管柱宽度较窄的一侧面的长度,且所述盖板超出所述侧板的部分焊接于所述牛腿的翼缘。

    12、通过将盖板超出侧板的部分焊接于牛腿的翼缘,增加了盖板与牛腿翼缘的连接面积,提升了盖板与牛腿翼缘的连接强度,进而提升了牛腿翼缘与侧板的连接强度,使得牛腿翼缘与侧板之间的力分散开来,提升牛腿翼缘与侧板受力的均匀性。

    13、在一些实施方式中,所述盖板超出所述侧板的部分与所述牛腿的翼缘的焊接方式至少包括正面角焊缝和斜向角焊缝。

    14、通过盖板与牛腿翼缘的斜向角焊缝焊接和正面角焊缝焊接,使得盖板与牛腿翼缘的连接能更好的适应连接节点的复杂受力情况,提升盖板与牛腿翼缘的的连接稳定性。

    15、在一些实施方式中,所述牛腿的腹板与所述扁管柱的焊接方式为双面角焊缝。

    16、牛腿腹板与扁管柱的焊接方式为双面角焊缝,角焊缝相比于单面坡口全熔透焊和双面坡口全熔透焊等焊接方式而言,焊接要求低,焊接质量容易控制。

    17、在一些实施方式中,焊接于所述扁管柱的同一侧且顶接于所述牛腿上、下翼缘的所述侧板相互独立,并且焊接于所述扁管柱同一侧的两个所述侧板设有预设间隔。

    18、扁管柱同一侧的两个侧板通过设有预设间隔,这相对于在扁管柱同一侧只设置一个侧板而同时连接牛腿的上、下翼缘而言,一方面可为牛腿腹板与扁管柱的焊接提供作业空间,另一方面因牛腿上翼缘与牛腿下翼缘受力状态不同,侧板独立设置可更好的适应这种受力状态,降低侧板屈曲或破坏的风险。

    19、在一些实施方式中,所述牛腿的腹板远离所述扁管柱的一端设有螺栓孔。

    20、通过设置螺栓孔,可使得牛腿的腹板与h型钢梁的腹板通过高强螺栓与连接板的配合而完成连接,相比于牛腿的腹板与h型钢梁的腹板通过焊接方式连接而言,传力路径明确,便于施工,且施工质量容易控制。

    21、在一些实施方式中,所述牛腿的腹板的两端且靠近所述牛腿的翼缘处均设有圆角。

    22、通过设置圆角,一方面可减弱牛腿腹板端部与牛腿翼缘相邻处的应力集中现象,另一方面圆角起到让位作用,当牛腿翼缘端部与扁管柱一侧焊接需要衬板时可在圆角处穿设衬板。

    23、本技术提供的一种扁管柱-h型钢梁连接节点,具有以下有益效果的至少一种:

    24、1、本技术提供的一种扁管柱-h型钢梁连接节点,通过设置侧板和盖板,且侧板与扁管柱宽度较宽的侧面相叠并焊接于扁管柱宽度较宽的侧面,盖板与牛腿的翼缘相叠并焊接于牛腿翼缘,及盖板与牛腿翼缘共同顶接于侧板,盖板相当于增加了牛腿翼缘的厚度,这种设计增加了侧板与扁管柱的连接强度及牛腿与侧板的连接强度,提升了连接节点的强度(抗弯承载力、抗拉承载力、抗剪承载力等),使得连接节点满足刚性连接的要求,同时侧板的存在,使得扁管柱受力较为分散,不易发生局部屈曲。相比于在扁管柱内设置横向加劲肋的常规做法而言,本技术无需设置加劲肋或者可以设置较小尺寸的加劲肋,这大大提升了扁管柱中混凝土的浇筑效率和浇筑质量,减小了对混凝土浇筑的不利影响。

    25、2、本技术提供的一种扁管柱-h型钢梁连接节点,侧板与对应的扁管柱宽度较宽的侧面的焊接方式为角焊缝,也就是说侧板与扁管柱的搭接接头采用了角焊缝,这相对于搭接接头采用塞焊缝或槽焊缝而言,无需对侧板进行开槽或开孔处理,焊接工序少,焊接质量容易控制且焊接效率高。

    26、3、本技术提供的一种扁管柱-h型钢梁连接节点,侧板与扁管柱的满焊连接(围焊)相比于点焊连接而言,可增大侧板与扁管柱的连接面积,提升了侧板与扁管柱的连接强度,使得侧板与扁管柱之间的力分散开来,提升侧板和扁管柱受力的均匀性。

    27、4、本技术提供的一种扁管柱-h型钢梁连接节点,通过同一条单面坡口全熔透焊的焊缝,即完成了盖板与牛腿翼缘的焊接,也同时完成了盖板与牛蹄翼缘跟侧板的共同顶接,节省了焊接工作量,减少了影响焊接质量的因素,焊缝质量易于控制,可大大提升牛腿与扁管柱的连接稳定性。

    28、5、本技术提供的一种扁管柱-h型钢梁连接节点,通过将盖板超出侧板的部分焊接于牛腿的翼缘,增加了盖板与牛腿翼缘的连接面积,提升了盖板与牛腿翼缘的连接强度,进而提升了牛腿翼缘与侧板的连接强度,使得牛腿翼缘与侧板之间的力分散开来,提升牛腿翼缘与侧板受力的均匀性。

    29、6、本技术提供的一种扁管柱-h型钢梁连接节点,通过盖板与牛腿翼缘的斜向角焊缝焊接和正面角焊缝焊接,使得盖板与牛腿翼缘的连接能更好的适应连接节点的复杂受力情况,提升盖板与牛腿翼缘的的连接稳定性。

    30、7、本技术提供的一种扁管柱-h型钢梁连接节点,牛腿腹板与扁管柱的焊接方式为双面角焊缝,角焊缝相比于单面坡口全熔透焊和双面坡口全熔透焊等焊接方式而言,焊接要求低,焊接质量容易控制。

    31、8、本技术提供的一种扁管柱-h型钢梁连接节点,扁管柱同一侧的两个侧板通过设有预设间隔,这相对于在扁管柱同一侧只设置一个侧板而同时连接牛腿的上、下翼缘而言,一方面可为牛腿腹板与扁管柱的焊接提供作业空间,另一方面因牛腿上翼缘与牛腿下翼缘受力状态不同,侧板独立设置可更好的适应这种受力状态,降低侧板屈曲或破坏的风险。

    32、9、本技术提供的一种扁管柱-h型钢梁连接节点,通过设置螺栓孔,可使得牛腿的腹板与h型钢梁的腹板通过高强螺栓与连接板的配合而完成连接,相比于牛腿的腹板与h型钢梁的腹板通过焊接方式连接而言,传力路径明确,便于施工,且施工质量容易控制。

    33、10、本技术提供的一种扁管柱-h型钢梁连接节点,通过设置圆角,一方面可减弱牛腿腹板端部与牛腿翼缘相邻处的应力集中现象,另一方面圆角起到让位作用,当牛腿翼缘端部与扁管柱一侧焊接需要衬板时可在圆角处穿设衬板。


    技术特征:

    1.一种扁管柱-h型钢梁连接节点,其特征在于,包括:扁管柱、牛腿、侧板和盖板;

    2.根据权利要求1所述的一种扁管柱-h型钢梁连接节点,其特征在于,所述侧板与对应的所述扁管柱宽度较宽的侧面的焊接方式为角焊缝。

    3.根据权利要求2所述的一种扁管柱-h型钢梁连接节点,其特征在于,所述侧板与对应的所述扁管柱宽度较宽的侧面满焊连接。

    4.根据权利要求1所述的一种扁管柱-h型钢梁连接节点,其特征在于,对应部位的所述牛腿翼缘和所述盖板通过同一条单面坡口全熔透焊的焊缝共同顶接于所述侧板。

    5.根据权利要求4所述的一种扁管柱-h型钢梁连接节点,其特征在于,所述盖板的长度大于所述侧板凸出于所述扁管柱宽度较窄的一侧面的长度,且所述盖板超出所述侧板的部分焊接于所述牛腿的翼缘。

    6.根据权利要求5所述的一种扁管柱-h型钢梁连接节点,其特征在于,所述盖板超出所述侧板的部分与所述牛腿的翼缘的焊接方式至少包括正面角焊缝和斜向角焊缝。

    7.根据权利要求1-6任一所述的一种扁管柱-h型钢梁连接节点,其特征在于,所述牛腿的腹板与所述扁管柱的焊接方式为双面角焊缝。

    8.根据权利要求7所述的一种扁管柱-h型钢梁连接节点,其特征在于,焊接于所述扁管柱的同一侧且顶接于所述牛腿上、下翼缘的所述侧板相互独立,并且焊接于所述扁管柱同一侧的两个所述侧板设有预设间隔。

    9.根据权利要求8所述的一种扁管柱-h型钢梁连接节点,其特征在于,所述牛腿的腹板远离所述扁管柱的一端设有螺栓孔。

    10.根据权利要求8或9所述的一种扁管柱-h型钢梁连接节点,其特征在于,所述牛腿的腹板的两端且靠近所述牛腿的翼缘处均设有圆角。


    技术总结
    本申请涉及梁柱连接技术领域,提供一种扁管柱‑H型钢梁连接节点,包括扁管柱、牛腿、侧板和盖板;牛腿为H型钢,牛腿布设于扁管柱宽度较窄的一侧面,扁管柱宽度较宽的两侧面分别焊接有侧板,侧板一端凸出于扁管柱宽度较窄的一侧面;牛腿上下翼缘靠近扁管柱的一端均焊接有盖板,盖板与牛腿的翼缘相叠,盖板及牛腿的上下翼缘共同顶接于侧板;牛腿的腹板焊接于扁管柱,牛腿远离扁管柱的一端适于连接H型钢梁。本申请通过设置侧板和盖板,增加了牛腿与扁管柱的连接面积,提升了连接节点的强度,使得连接节点满足刚性连接的要求,同时扁管柱不易发生局部屈曲。本申请无需设置加劲肋或者可以设置较小尺寸的加劲肋,减小了对混凝土浇筑的不利影响。

    技术研发人员:钟才敏,桑立娟,孙大勇,刘海波
    受保护的技术使用者:上海中森建筑与工程设计顾问有限公司
    技术研发日:20240307
    技术公布日:2024/10/24
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