一种实腹式斜撑与格构式钢柱的连接方法
【专利摘要】本发明公开了一种实腹式斜撑与格构式钢柱的连接方法，格构式钢柱由4根方钢管柱组成，与格构式钢柱相连的双肢梁由2根工字梁组成。首先利用加强钢板与格构式钢柱形成整体受力体系以提高格构式钢柱的受力性能和稳定性，其次采用高强螺栓连接方式通过梁头将格构式钢柱与双肢梁连接，在双肢梁间相应位置处设置梁间梁以保证双肢梁的整体受力性能；最后利用加劲板将实腹式斜撑与格构式钢柱及双肢梁连接以满足连接节点内力传递的要求。该技术能够顺利有效地将实腹式斜撑所受的轴向荷载传递至格构式钢柱和双肢梁上，连接节点的传力体系明确、受力合理且便于现场施工安装。
【专利说明】一种实腹式斜撑与格构式钢柱的连接方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及钢结构工程斜撑与柱连接领域，尤其涉及一种适用于实腹式斜撑与格构式钢柱的连接方法。
【背景技术】
[0002]在钢框架结构的立面设置斜撑是一种增大结构抗侧移刚度、提高结构整体性能及抗震能力的有效措施。斜撑与柱连接节点的传力性能直接影响着结构体系整体受力性能，因此连接节点必须有足够的刚度和强度以可靠地传递结构构件的各种内力。
[0003]格构式钢柱具有受力合理、抗侧刚度大、经济、美观等优点，同时，能够在既有柱不受影响的情况下在原柱位新立格构式钢柱进行加固和改扩建的优点，使格构式钢柱在钢结构工程中具有广泛的应用前景。实腹式斜撑与格构式钢柱的连接节点设计非常复杂，在现有的钢结构工程中也较少涉及到关于实腹式斜撑与格构式钢柱的连接方法。如何有效合理地将实腹式斜撑所受的轴向荷载顺利传递至格构式钢柱及钢梁上对连接节点的设计提出了较大的挑战。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种实腹式斜撑与格构式钢柱的连接方法。
[0005]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:一种实腹式斜撑与格构式钢柱的连接方法，该方法包括以下步骤:
(1)构成格构式钢柱及双肢梁:由第一方钢管柱、第二方钢管柱、第三方钢管柱、第四方钢管柱构成格构式钢柱，第一方钢管柱和第二方钢管柱为与实腹式斜撑相连一侧两个角点的两根方钢管柱，第三方钢管柱和第四方钢管柱为另外一侧两个角点的两根方钢管柱；方钢管柱之间通过方钢管梁连接以加强格构式柱之间的协同受力；由第一工字梁和第二工字梁构成双肢梁；
(2)利用加强钢板与格构式钢柱形成整体受力体系:在格构式钢柱两根方钢管柱间第二工字梁的下翼缘和上翼缘对应位置分别对接焊接第一加强钢板和第二加强钢板，在两根方钢管柱的外侧对接焊接第三加强钢板；在格构式钢柱两根方钢管柱间第二加劲板对应位置对接焊接竖向的第四加强钢板，在第二加劲板上侧对应位置角焊接横向的第五加强钢板，在两根方钢管柱内侧对接焊接竖向的第六加强钢板；加强钢板及格构式钢柱形成的整体受力体系使格构式钢柱的受力性能得到较大提高，保证了两根方钢管柱的协同受力，同时也能够防止格构式钢柱及加强钢板在传递力时产生的局部失稳现象；
(3)连接格构式钢柱和双肢梁:在双肢梁与格构式钢柱连接处对接焊接梁头以便于双肢梁与格构式钢柱的连接；利用第一高强螺栓分别将第一工字梁和第二工字梁与梁头相连，实现格构式钢柱与双肢梁的铰接连接；
(4)在双肢梁间设置梁间梁:在实腹式斜撑所在位置下方的双肢梁间设置梁间梁，梁间梁的设置能够顺利有效地将实腹式斜撑承受的竖向内力传递至双肢梁上，同时又保证了双肢梁在实腹式斜撑传递内力引起的弯矩作用下的受力稳定性；在第一工字梁和第二工字梁上与梁间梁连接的位置处对接焊接第一加劲板以保证工字梁的局部受力稳定，同时也便于梁间梁与工字梁连接；利用第二高强螺栓将梁间梁和第一加劲板分别进行连接；
(5)完成实腹式斜撑与格构式钢柱及双肢梁的连接:首先将实腹式斜撑和用于连接实腹式斜撑与格构式钢柱、双肢梁的第二加劲板通过角焊接方式连接；在双肢梁及梁间梁上部角焊接第七加强钢板以便于第二加劲板与双肢梁及梁间梁相连接，使实腹式斜撑上的力均匀传递至双肢梁和梁间梁上；将第二加劲板通过对接焊接的方式与第三加强钢板、梁头、第七加强刚板焊接以完成实腹式斜撑与格构式钢柱及双肢梁的连接；在第二加劲板之间焊接第八加强钢板以防止第二加劲板在受力时发生局部失稳。
[0006]本发明的有益效果是，本发明中采用的格构式钢柱不仅具有抗侧刚度大、经济等性能，同时在现有结构的加固和扩建工程中可以在不影响既有柱的情况下在原柱位新立格构式钢柱。本发明为连接格构式钢柱和实腹式斜撑提供的连接方法中形成的连接节点具有良好的受力性能，能够顺利有效地完成将实腹式斜撑所受的轴向荷载传递至格构式钢柱和双肢梁的荷载传递功能，且现场施工方便，是一种可以广泛应用于钢结构工程中实腹式斜撑与格构式钢柱的连接方法，具有广阔的应用前景。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1为本发明实腹式斜撑与格构式钢柱的连接示意图；
图2为图1的A-A剖面图；
图3为图1的B-B剖面图；
图4为图1的C-C剖面图；
图中，第一方钢管柱11、第二方钢管柱12、第三方钢管柱13、第四方钢管柱14、实腹式斜撑2、方钢管梁3、第一工字梁41、第二工字梁42、第一加强钢板51、第二加强钢板52、第三加强钢板53、第四加强钢板54、第五加强钢板55、第六加强钢板56、第七加强钢板57、第八加强钢板58、梁头6、第一高强螺栓71、第二高强螺栓72、梁间梁8、第一加劲板91、第二加劲板92。
【具体实施方式】
[0008]为使实腹式斜撑所受轴向荷载顺利传递至格构式钢柱的两根方钢管柱上及双肢梁上，需要设计实腹式斜撑与格构式钢柱的连接节点来完成传递力的功能。本发明一种实腹式斜撑与格构式钢柱的连接方法，包括以下步骤:
1、构成格构式钢柱及双肢梁:
如图2所示，由第一方钢管柱11、第二方钢管柱12、第三方钢管柱13、第四方钢管柱14构成格构式钢柱，第一方钢管柱11和第二方钢管柱12为与实腹式斜撑2相连一侧两个角点的两根方钢管柱，第三方钢管柱13和第四方钢管柱14为另外一侧两个角点的两根方钢管柱；方钢管柱之间通过方钢管梁3连接以加强格构式柱之间的协同受力。
[0009]如图3所示，由第一工字梁41和第二工字梁42构成双肢梁。
[0010]2、利用加强钢板与格构式钢柱形成整体受力体系: 如图1所示，在格构式钢柱两根方钢管柱间第二工字梁42的下翼缘和上翼缘对应位置分别对接焊接第一加强钢板51和第二加强钢板52，在两根方钢管柱的外侧对接焊接第三加强钢板53。
[0011]如图2所示，在格构式钢柱两根方钢管柱间第二加劲板92对应位置对接焊接竖向的第四加强钢板54，在第二加劲板92上侧对应位置角焊接横向的第五加强钢板55，在两根方钢管柱内侧对接焊接竖向的第六加强钢板56。
[0012]加强钢板及格构式钢柱形成的整体受力体系使格构式钢柱的受力性能得到较大提高，保证了两根方钢管柱的协同受力，同时也能够防止格构式钢柱及加强钢板在传递力时产生的局部失稳现象。
[0013]3、连接格构式钢柱和双肢梁:
如图3所示，在双肢梁与格构式钢柱连接处对接焊接梁头6以便于双肢梁与格构式钢柱的连接；利用第一高强螺栓71分别将第一工字梁41和第二工字梁42与梁头6相连，实现格构式钢柱与双肢梁的铰接连接。
[0014]4、在双肢梁间设置梁间梁:
如图4所示，在实腹式斜撑2所在位置下方的双肢梁间设置梁间梁8，梁间梁的设置能够顺利有效地将实腹式斜撑承受的竖向内力传递至双肢梁上，同时又保证了双肢梁在实腹式斜撑传递内力引起的弯矩作用下的受力稳定性。在第一工字梁41和第二工字梁42上与梁间梁8连接的位置处对接焊接第一加劲板91以保证工字梁的局部受力稳定，同时也便于梁间梁与工字梁连接。利用第二高强螺栓72将梁间梁8和第一加劲板91分别进行连接。
[0015]5、完成实腹式斜撑与格构式钢柱及双肢梁的连接:
如图1所示，首先将实腹式斜撑2和用于连接实腹式斜撑与格构式钢柱、双肢梁的第二加劲板92通过角焊接方式连接。在双肢梁及梁间梁上部角焊接第七加强钢板57以便于第二加劲板92与双肢梁及梁间梁相连接，使实腹式斜撑上的力均匀传递至双肢梁和梁间梁上。将第二加劲板92通过对接焊接的方式与第三加强钢板53、梁头6、第七加强刚板57焊接以完成实腹式斜撑2与格构式钢柱及双肢梁的连接。在第二加劲板92之间焊接第八加强钢板58以防止第二加劲板92在受力时发生局部失稳。
【权利要求】
1.一种实腹式斜撑与格构式钢柱的连接方法，其特征在于，该方法包括以下步骤: (1)构成格构式钢柱及双肢梁:由第一方钢管柱(11)、第二方钢管柱(12)、第三方钢管柱(13)、第四方钢管柱(14)等构成格构式钢柱，第一方钢管柱(11)和第二方钢管柱(12)为与实腹式斜撑(2)相连一侧两个角点的两根方钢管柱，第三方钢管柱(13)和第四方钢管柱(14)为另外一侧两个角点的两根方钢管柱；方钢管柱之间通过方钢管梁(3)连接以加强格构式柱之间的协同受力；由第一工字梁41和第二工字梁42构成双肢梁； (2)利用加强钢板与格构式钢柱形成整体受力体系:在格构式钢柱两根方钢管柱间第二工字梁(42)的下翼缘和上翼缘对应位置分别对接焊接第一加强钢板(51)和第二加强钢板(52)，在两根方钢管柱的外侧对接焊接第三加强钢板(53);在格构式钢柱两根方钢管柱间第二加劲板(92 )对应位置对接焊接竖向的第四加强钢板(54)，在第二加劲板(92 )上侧对应位置角焊接横向的第五加强钢板(55)，在两根方钢管柱内侧对接焊接竖向的第六加强钢板(56)； (3)连接格构式钢柱和双肢梁:在双肢梁与格构式钢柱连接处对接焊接梁头(6)以便于双肢梁与格构式钢柱的连接；利用第一高强螺栓(71)分别将第一工字梁(41)和第二工字梁(42)与梁头(6)相连，实现格构式钢柱与双肢梁的铰接连接； (4)在双肢梁间设置梁间梁:在实腹式斜撑(2)所在位置下方的双肢梁间设置梁间梁(8)，在第一工字梁(41)和第二工字梁(42)上与梁间梁(8)连接的位置处对接焊接第一加劲板(91)以保证工字梁的局部受力稳定，同时也便于梁间梁与工字梁连接；利用第二高强螺栓(72)将梁间梁(8)和第一加劲板(91)分别进行连接； (5)完成实腹式斜撑与格构式钢柱及双肢梁的连接:首先将实腹式斜撑(2)和用于连接实腹式斜撑与格构式钢柱、双肢梁的第二加劲板(92)通过角焊接方式连接；在双肢梁及梁间梁上部角焊接第七加强钢板(57)以便于第二加劲板(92)与双肢梁及梁间梁相连接，使实腹式斜撑上的力均匀传递至双肢梁和梁间梁上；将第二加劲板(92)通过对接焊接的方式与第三加强钢板(56)、梁头(6)、第七加强刚板(57)焊接以完成实腹式斜撑(2)与格构式钢柱及双肢梁的连接；在第二加劲板(92)之间焊接第八加强钢板(58)以防止第二加劲板(92)在受力时发生局部失稳。
【文档编号】E04G21/14GK103696497SQ201310685568
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月16日 优先权日:2013年12月16日
【发明者】龚顺风, 任晓阁, 程鹏, 陈文华, 邱鹤, 程波 申请人:浙江大学, 浙江天地环保工程有限公司