一种柔性连接节点

摘要

本发明公开了一种柔性连接节点，属于结构工程钢结构领域。本发明中，钢柱及钢梁间既通过鳍板连接，又通过角钢连接，鳍板与钢柱焊接，角钢与钢梁及钢柱间螺栓二次连接；其中角钢采用耐火钢或高强合金钢制成，螺栓采用耐火钢或超高强合金钢制成。该节点克服了传统节点在火灾及和地震作用下焊缝连接区域容易发生破坏的不足，通过采用两种不同钢材和两种破坏机理模式，互相补充，保障了钢结构体系的整体性和完整性；通过角钢对钢梁及钢柱间进行二次连接，大幅度提高了该节点的防震能力，可用于钢结构抗火体系和高烈度地震区高层钢结构建筑中。

权利要求

1.一种柔性连接节点，包括钢梁、钢柱及鳍板，其特征在于：还包括角钢，所述钢梁为H型钢梁，所述钢柱为工字型钢柱，所述鳍板竖直焊接在钢柱的一侧翼缘上，所述角钢一边设置在焊有鳍板一侧的钢柱翼缘上并通过螺栓与钢柱翼缘相连接，另一边设置在钢梁腹板上并通过螺栓与钢梁腹板及鳍板相连接；所述角钢采用耐火钢或高强合金钢制成，所述螺栓采用耐火钢或超高强合金钢制成。

2.根据权利要求1所述的外伸式端板节点，其特征在于：所述鳍板与角钢对应设置在钢梁腹板的两侧。

3.根据权利要求1所述的外伸式端板节点，其特征在于：所述工字型钢柱由钢板焊接而成。

4.根据权利要求1所述的外伸式端板节点，其特征在于：所述工字型钢柱为轧制型钢。

5.根据权利要求1所述的外伸式端板节点，其特征在于：所述H型钢梁由钢板焊接而成。

6.根据权利要求1所述的外伸式端板节点，其特征在于：所述H型钢梁为轧制型钢。

说明书

一种柔性连接节点

技术领域

[0001] 本发明属于结构工程钢结构领域，具体涉及一种柔性连接节点。

背景技术

[0002] 近几十年来，钢结构的应用越来越广泛。钢结构节点作为钢结构构件连接成结构的纽带，对于结构安全起着极其重要的作用，因此，确保节点安全是钢结构整体安全的关键。现有的钢结构节点分为刚性节点、半刚性节点及柔性节点，其中柔性节点因能释放受到的应力而在预制混凝土结构中得到应用，节点的刚性决定着结构的抗变形能力，而节点的柔性特性将对结构的抗震等性能产生重要的影响，现有的柔性节点存在强度、刚度不足，对于地震及火灾作用下节点区的安全储备考虑不够充分，存在大震作用下节点弯曲、断裂破坏导致建筑物破坏、倒塌的隐患，与“大震不倒”的抗震设计原则不符，不具备二次防护能力。如何提高钢结构节点在地震及火灾作用下的耗能能力和节点安全储备是钢结构设计、施工中亟待解决的问题。

发明内容

[0003] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种柔性连接节点，以提高钢结构连接的安全性和耗能能力。

[0004] 为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种柔性连接节点，包括钢梁、钢柱及鳍板，还包括角钢，所述钢梁为H型钢梁，所述钢柱为工字型钢柱，所述鳍板竖直焊接在钢柱的一侧翼缘上，所述角钢一边设置在焊有鳍板一侧的钢柱翼缘上并通过螺栓与钢柱翼缘相连接，另一边设置在钢梁腹板上并通过螺栓与钢梁腹板及鳍板相连接；所述角钢采用耐火钢或高强合金钢制成，所述螺栓采用耐火钢或超高强合金钢制成。

[0005] 进一步，所述鳍板与角钢对应设置在钢梁腹板的两侧。

[0006] 进一步，所述工字型钢柱由钢板焊接而成。

[0007] 进一步，所述工字型钢柱为轧制型钢。

[0008] 进一步，所述H型钢梁由钢板焊接而成。

[0009] 进一步，所述H型钢梁为轧制型钢。

[0010] 本发明的有益效果在于：

[0011] (1)能够有效保障结构系统的安全性和整体性，增加了钢连接区域的抗火能力和耗能能力。

[0012] (2)该节点在柔性连接的基础上增加了半刚性连接，同时具备两种破坏机理，允许鳍板与钢柱间的焊接在极端荷载工况中发生破坏，由角钢连接提供较好变形能力和耐火极限。

[0013] (3)角钢与螺栓均采用特殊材质制成，在保证节点柔性的前提下，更提高了节点的抗剪能力，其抗震性能更好。

[0014] (4)采用装配式钢结构连接，构件在工厂预制，制作质量高，可实现现场快速装配，节省工期。

[0015] 总的来说，该节点克服了传统节点在火灾及和地震作用下焊缝连接区域容易发生破坏的不足，通过采用两种不同钢材和两种破坏机理模式，互相补充，保障了钢结构体系的整体性和完整性，可用于抗火和高烈度地震区钢结构体系中；通过角钢对钢梁及钢柱间进行二次连接，大幅度提高了该节点的防震能力，可用于钢结构抗火体系和高烈度地震区高层钢结构建筑中，具有较为广阔的应用前景。

附图说明

[0016] 为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

[0017] 图1为本发明的结构示意图；

[0018] 图2为图1的A向示意图；

[0019] 图3为图1的B向示意图；

[0020] 图4为带鳍板钢柱的结构示意图。

具体实施方式

[0021] 下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

[0022] 如图所示，本发明中的一种柔性连接节点，包括钢梁1、钢柱2及鳍板3，还包括角钢4，所述钢梁1为H型钢梁，所述钢柱2为工字型钢柱，所述鳍板3竖直焊接在钢柱2的一侧翼缘上，所述角钢4一边设置在焊有鳍板3一侧的钢柱翼缘上并通过螺栓5与钢柱翼缘相连接，另一边设置在钢梁腹板上并通过螺栓5与钢梁腹板及鳍板3相连接；所述角钢4采用耐火钢或高强合金钢制成，所述螺栓采用耐火钢或超高强合金钢制成。

[0023] 本发明中，钢柱2及钢梁1间既通过鳍板3连接，又通过角钢4连接，鳍板3与钢柱2焊接，角钢与钢梁1及钢柱2间螺栓二次连接。一方面，工字型钢柱与H型钢梁的连接方式采用了两种不同钢材材料，即钢梁1、钢柱2及鳍板3采用普通钢材，角钢则由耐火钢或高强合金钢制成，螺栓则由耐火钢或超高强合金钢制成，该组合形式在保证节点柔性的前提下，提高了角钢与螺栓等连接件的抗剪能力，使其抗震性能更好。另一方面，工字型钢柱与H型钢梁的连接方式采用了组合钢连接类型，在柔性连接(钢柱2与鳍板3焊接，鳍板3与钢梁1连接)的基础上增加了半刚性连接(角钢4分别与钢柱2及钢梁1连接)，使节点结构同时具备两种破坏机理。

[0024] 该连接方式克服了传统节点在高温作用下因焊缝残余应力和热影响区域影响发生的钢柱2与鳍板3间焊接处开裂现象；由于角钢4采用耐火钢或高强合金钢制成，螺栓5采用耐火钢或超高强合金钢制成，使得在火灾及地震作用下，钢柱2与鳍板3间的焊接即使发生破坏也有角钢继续起到连接作用，即转换受力机理形成二次防护能力，由角钢形成的悬链性效应能保证结构不会发生连续性倒塌，保障了连接节点在焊缝区域发生破坏后，连接节点仍以铰接的形式继续工作。同时，该钢结构连接节点用于抗震区域时，利用高强合金钢角钢优异的延性、变形能力和二次防护机理，还可在地震荷载或者往复荷载作用下耗散多余能量，从而保障结构的安全性和整体性。

[0025] 本发明中的工字型钢柱及H型钢梁可由钢板焊接而成，也可采用轧制型钢。可在现场直接安装，施工速度较快且构件制作质量高。

[0026] 本实施例中，所述鳍板3与角钢4对应设置在钢梁腹板的两侧。可使应力分布更加均匀，进一步保证了结构的稳定性与连接可靠性。

[0027] 总的来说，该节点克服了传统节点在火灾及和地震作用下焊缝连接区域容易发生破坏的不足，通过采用两种不同钢材和两种破坏机理模式，互相补充，保障了钢结构体系的整体性和完整性，可用于抗火和高烈度地震区钢结构体系中；通过角钢对钢梁及钢柱间进行二次连接，大幅度提高了该节点的防震能力。采用现场装配式施工方法，还有助于节省工期。

[0028] 最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。