梁高不同的外加強(qiáng)環(huán)式方鋼柱異形節(jié)點(diǎn)，包括方鋼柱、外加強(qiáng)環(huán)板、連接腹板、H型鋼梁和螺栓，不需要切斷柱壁，保持了柱子的連續(xù)性，實(shí)現(xiàn)了柱子的貫通，在方鋼柱子上按照型鋼梁的尺寸，用角焊縫把三塊外加強(qiáng)環(huán)板焊接在柱子上，根據(jù)型鋼梁的具體尺寸用角焊縫將連接腹板焊接到柱壁上，在連接腹板與外加強(qiáng)環(huán)板的相連接處采用角焊縫將其相焊接固定，在頂部與底部的兩塊外加強(qiáng)環(huán)板，根據(jù)柱子的具體位置用高強(qiáng)螺栓將連接腹板和型鋼梁腹板相焊接并將外加強(qiáng)環(huán)板與型鋼梁翼緣相連接處采用角焊縫相連接固定。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)實(shí)現(xiàn)梁柱節(jié)點(diǎn)的剛性連接，此新型梁柱節(jié)點(diǎn)在承載能力上也優(yōu)于現(xiàn)有的梁柱剛性連接節(jié)點(diǎn)形式，為建筑物留有較多的安全儲(chǔ)備。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
梁高不同的外加強(qiáng)環(huán)式方鋼柱異形節(jié)點(diǎn)
本專(zhuān)利技術(shù)是涉及建筑
，具體地說(shuō)是一種梁高不同的外加強(qiáng)環(huán)式方鋼柱異形 節(jié)點(diǎn)。
技術(shù)介紹
我國(guó)自改革開(kāi)放以來(lái)，住宅建設(shè)的發(fā)展很快，而人口的增長(zhǎng)與城市化進(jìn)程的加速， 引起我國(guó)對(duì)住房的需求增加。要滿足日益增長(zhǎng)的住房需求，加快住宅建設(shè)進(jìn)程，推進(jìn)住宅產(chǎn) 業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展，1999年國(guó)務(wù)院轉(zhuǎn)發(fā)國(guó)家八部委局《關(guān)于推進(jìn)住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化，提高住宅 質(zhì)量的若干意見(jiàn)》(國(guó)辦發(fā)72號(hào))，提出和引進(jìn)先進(jìn)的住宅建筑體系和成套的工程技 術(shù)，提高住宅建筑質(zhì)量，并帶動(dòng)相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，隨著高層鋼框架結(jié)構(gòu)的日益增多及建筑物 空間和平面布局上的特殊要求，出現(xiàn)了許多復(fù)雜體型的結(jié)構(gòu)。因此存在著大量的非常規(guī)節(jié) 點(diǎn)，這些非常規(guī)節(jié)點(diǎn)的兩側(cè)梁或上下柱的截面在節(jié)點(diǎn)核心處變化較大，其受力機(jī)理和變形 特征明顯不同于常規(guī)節(jié)點(diǎn)，所以工程界把它定義為異型節(jié)點(diǎn)。而近年來(lái)鋼結(jié)構(gòu)異型節(jié)點(diǎn)在 大型工程項(xiàng)目中的應(yīng)用日趨增多，但由于缺乏理論支持和經(jīng)驗(yàn)積累，在異型節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)過(guò) 程中，只能依據(jù)規(guī)范對(duì)常規(guī)節(jié)點(diǎn)的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)。在此提出這種異形節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)方法既能 滿足節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度要求，又能保證結(jié)構(gòu)的安全，同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)異形節(jié)點(diǎn)和其它常規(guī)鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn) 一樣具有良好的抗震性能，與普通的鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)相同具有很高的強(qiáng)度，在滿足節(jié)點(diǎn)延性的 基礎(chǔ)上一般不會(huì)發(fā)生承載力不足而破壞，尤其是栓焊混合連接的剛性節(jié)點(diǎn)具有較高的抵抗 彎矩和耗能能力，在減少了梁柱的相對(duì)轉(zhuǎn)角的同時(shí)，顯著減少了梁跨中的內(nèi)力，進(jìn)而減少了 梁截面，具有構(gòu)造簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，上述這些優(yōu)點(diǎn)綜合起來(lái)，鋼框架結(jié)構(gòu)在眾多方面還是可以?xún)?yōu) 先選用的基本結(jié)構(gòu)形式之一。方鋼管的性能特點(diǎn)(I)良好的截面特性。與同樣重量或截面高度的寬翼緣H型鋼 和圓鋼管相比，方鋼管在兩個(gè)主軸方向的抗彎剛度是圓鋼管的1. 3倍；與H型鋼強(qiáng)軸方向 的抗彎剛度接近，而在弱軸方向是其2. 7倍，回轉(zhuǎn)半徑為其1. 6倍。不存在強(qiáng)弱軸。方鋼 柱在兩個(gè)方向上的截面慣性矩相同，及在中間跨的方鋼管柱能夠充分利用截面。而工字鋼 在兩個(gè)方向的截面慣性矩不同，存在強(qiáng)弱軸，截面的剛度取決于慣性矩小的方向，使截面不 被充分利用。(2)良好的防銹性能。與H型鋼相比，在相同長(zhǎng)度下，方鋼管的表面積僅為其 67%，而且在使用階段管端封閉后為單面銹蝕狀態(tài)，故不僅涂裝維護(hù)工作量可減少約1/3， 而且耐銹蝕壽命(按金屬銹蝕損失量計(jì))可達(dá)到H型鋼的2倍。(3)簡(jiǎn)化施工，降低工程成 本。對(duì)400 X 500mm較大截面方(矩)形鋼管，均為一次冷彎焊接成型，可避免復(fù)雜的箱形 線加工工藝，既提高了工效降低了成本，保證了管材管壁的平整度。同時(shí)方(矩)形管節(jié)點(diǎn) 相貫線切割也大大簡(jiǎn)化，提高工效的同時(shí)更易保證節(jié)點(diǎn)焊縫的質(zhì)量。(4)外形美觀，便于造 型，近年，我國(guó)在方鋼管的生產(chǎn)工藝上有了較大突破。國(guó)內(nèi)幾家工廠已經(jīng)可生產(chǎn)截面面積尺 寸400mmX 16mm 500mmX22mm的大截面冷彎方鋼管，擺脫了過(guò)去對(duì)大截面鋼管進(jìn)口的依 賴(lài)。為方鋼管在我國(guó)建筑特別是住宅中應(yīng)用提供了基本條件。綜上，方鋼管的綜合效益更 好，我國(guó)在鋼結(jié)構(gòu)工程中選用方形鋼管的條件也比較成熟。為推進(jìn)節(jié)能降耗與低碳環(huán)保建筑，提高住宅品質(zhì)，改進(jìn)住宅生產(chǎn)方式，國(guó)家先后出 臺(tái)多項(xiàng)扶持政策圍繞鋼結(jié)構(gòu)住宅關(guān)鍵技術(shù)展開(kāi)攻關(guān)。我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化體系逐漸走向 成熟，鋼結(jié)構(gòu)住宅具有單位體積承載力高、生產(chǎn)安裝方便、施工周期短、抗震性能好、改建和 拆遷容易、材料的回收和再利用率高等特點(diǎn)，是人與自然和諧可持續(xù)發(fā)展的“綠色產(chǎn)業(yè)”。鋼 結(jié)構(gòu)在我國(guó)的應(yīng)用必將更加廣泛。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)的目的是提供一種梁高不同的外加強(qiáng)環(huán)式方鋼柱異形節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)破壞是鋼 結(jié)構(gòu)地震中破壞主要形式之一。由于節(jié)點(diǎn)傳力集中，構(gòu)造復(fù)雜，施工難度大，容易造成應(yīng)力 集中，強(qiáng)度不均衡現(xiàn)象。再加上可能的焊縫缺陷，構(gòu)造缺陷，就更容易出現(xiàn)連接破壞，鋼結(jié)構(gòu) 的抗震性能較好，但如果結(jié)構(gòu)布置和構(gòu)造上存在缺陷，尤其是連接部分設(shè)計(jì)不合理會(huì)造成 震害，產(chǎn)生巨大經(jīng)濟(jì)損失，人員傷亡。大部分鋼結(jié)構(gòu)框架的破壞發(fā)生在梁柱節(jié)點(diǎn)上。但由于 缺乏理論支持和經(jīng)驗(yàn)積累，在異型節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，只能依據(jù)規(guī)范對(duì)常規(guī)節(jié)點(diǎn)的規(guī)定進(jìn) 行設(shè)計(jì)，這種節(jié)點(diǎn)型式破壞了柱壁處節(jié)點(diǎn)的連續(xù)性，存在由于焊接缺陷而弓I起節(jié)點(diǎn)破壞的 風(fēng)險(xiǎn)，常規(guī)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)方法只能滿足節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度要求，無(wú)法保證結(jié)構(gòu)的安全更不能滿足節(jié) 能降耗與低碳環(huán)保建筑的要求。本專(zhuān)利技術(shù)的梁高不同的外加強(qiáng)環(huán)式方鋼柱異形節(jié)點(diǎn)不需要在 柱壁處將節(jié)點(diǎn)切斷，實(shí)現(xiàn)了保證節(jié)點(diǎn)在柱壁處連續(xù)性的要求，避免了節(jié)點(diǎn)處應(yīng)力集中現(xiàn)象， 同時(shí)能實(shí)現(xiàn)梁柱節(jié)點(diǎn)的剛性連接，保證異形節(jié)點(diǎn)滿足強(qiáng)度的要求和結(jié)構(gòu)的安全，使節(jié)點(diǎn)具 有很好的延性和抗震性能，同時(shí)由于異形節(jié)點(diǎn)左右梁高的不同充分的考慮了建筑在空間使 用功能的不同，合理的使用材料達(dá)到節(jié)能降耗與低碳環(huán)保建筑的要求。由于該種節(jié)點(diǎn)型式 連接方法可靠，施工方法簡(jiǎn)單，便于構(gòu)件的長(zhǎng)距離運(yùn)輸，所以它能更好的應(yīng)用于工程實(shí)際。技術(shù)方案如下按照《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010中“強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”的要求柱子不先 于梁破壞，節(jié)點(diǎn)的承載力應(yīng)高于被連接構(gòu)件。現(xiàn)有的常規(guī)梁柱節(jié)點(diǎn)雖然能滿足承載力和剛 度要求，由于切斷了柱壁，所以引起的彎矩最大處材料的不連續(xù)也不容忽視。梁高不同的外 加強(qiáng)環(huán)式方鋼管異形節(jié)點(diǎn)不需要切斷柱壁，而是按照型鋼梁的尺寸，在柱壁上焊接三塊外 加強(qiáng)環(huán)板，外加強(qiáng)環(huán)版與梁翼緣采用角焊縫連接，在頂部與底部的兩塊外加強(qiáng)環(huán)板之間，根 據(jù)型鋼梁的具體位置用高強(qiáng)螺栓將連接腹板和型鋼梁腹板相連接，同時(shí)在連接腹板與外環(huán) 板的相連接處采用角焊縫連接。這樣的連接構(gòu)造保證了節(jié)點(diǎn)域處有較強(qiáng)的剛度，不會(huì)因?yàn)?切斷柱壁而引起截面削弱和應(yīng)力集中，更好的滿足了規(guī)范關(guān)于“強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件” 的要求。本專(zhuān)利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)及有益效果新型的鋼結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)構(gòu)造型式，該種節(jié)點(diǎn)型式能夠有效的實(shí)現(xiàn)柱子在節(jié)點(diǎn)處的貫 通，考慮到在實(shí)際工程運(yùn)用中由于空間使用功能的不同而引起的梁高度的變化，這種梁高 不同的節(jié)點(diǎn)形式既能保證了節(jié)點(diǎn)處的連續(xù)性，又能保證節(jié)點(diǎn)具有一定的承載力和剛度，實(shí) 現(xiàn)梁柱節(jié)點(diǎn)的剛性連接。同時(shí)，此節(jié)點(diǎn)型式能夠完全實(shí)現(xiàn)梁柱構(gòu)建在工廠加工，運(yùn)至施工現(xiàn) 場(chǎng)后運(yùn)用高強(qiáng)螺栓實(shí)現(xiàn)梁柱節(jié)點(diǎn)的拼裝工作，適合應(yīng)用于商場(chǎng)、超市、普通住宅、高層及超 高層等鋼結(jié)構(gòu)框架體系中，有利于推動(dòng)鋼結(jié)構(gòu)住宅的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展進(jìn)程。從設(shè)計(jì)上來(lái)說(shuō)，此種新型外加強(qiáng)環(huán)式異形節(jié)點(diǎn)繼承了現(xiàn)有的常規(guī)節(jié)點(diǎn)域的設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)了梁柱節(jié)點(diǎn)的剛性連接。通過(guò)在方鋼管柱上焊接外加強(qiáng)環(huán)板用以與H 型鋼梁連接，而避免了切斷柱壁的情況，保持了柱子的整體性與連續(xù)性，實(shí)現(xiàn)了柱子的貫 通。此種新型的梁高不同的異形節(jié)點(diǎn)既能保證節(jié)點(diǎn)具有一定的強(qiáng)度和承載力使節(jié)點(diǎn)具有很 好的延性和抗震性能，又能滿足節(jié)點(diǎn)節(jié)能降耗與低碳環(huán)保建筑的要求并充分的考慮到現(xiàn)在 復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)體系中對(duì)建筑物空間和平面布局上的特殊需求。構(gòu)件由工廠生產(chǎn)加工后可運(yùn)送 至工程現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組裝拼接，有效的提高了生產(chǎn)效率，縮短工期。通過(guò)研究得知此新型梁高不 同的梁柱節(jié)點(diǎn)在承載能力上也優(yōu)于現(xiàn)有的常規(guī)等高的梁柱節(jié)點(diǎn)形式。可滿足承載力、剛度 要求較高的實(shí)際工程的使用要求，為建筑物留有較多的安全儲(chǔ)備。附圖說(shuō)明圖1為梁高不同的外加強(qiáng)環(huán)式方鋼柱異形節(jié)點(diǎn)的示意圖；圖2、圖3為異形本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
梁高不同的外加強(qiáng)環(huán)式方鋼柱異形節(jié)點(diǎn)，它包括方鋼柱、外加強(qiáng)環(huán)板、連接腹板、H型鋼梁和螺栓，其特征在于：不需要切斷柱壁，保持了柱子的連續(xù)性，實(shí)現(xiàn)了柱子的貫通，在方鋼柱子上按照型鋼梁的尺寸，用角焊縫把三塊外加強(qiáng)環(huán)板焊接在柱子上，根據(jù)型鋼梁的具體尺寸用角焊縫將連接腹板焊接到柱壁上，在連接腹板與外加強(qiáng)環(huán)板的相連接處采用角焊縫將其相焊接固定，在頂部與底部的兩塊外加強(qiáng)環(huán)板，根據(jù)柱子的具體位置用高強(qiáng)螺栓將連接腹板和型鋼梁腹板相焊接并將外加強(qiáng)環(huán)板與型鋼梁翼緣相連接處采用角焊縫相連接固定。
【技術(shù)特征摘要】
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：隋偉寧，孫希，王占飛，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：沈陽(yáng)建筑大學(xué)，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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