钢结构仿古歇山建筑屋面的柱梁相交节点结构的制作方法

本发明属于钢结构建筑技术领域。

背景技术：

中式古代建筑是我国历史传承的瑰宝，具有不可比拟的独特美感。传统的中式古代建筑几乎都是砖木结构，其木材消耗量大，不符合目前绿色建筑的发展方向，而且建筑工序多而复杂，施工效率低，防火性能也较差。

近年大力推广的钢结构建筑由于结构强度高、抗震性能好、节能、可实现工厂化和标准化生产、现场拼装、施工方便、施工周期短、面积使用率高等各种优点，成为绿色建筑的发展方向。但钢结构建筑多用于超高层、大跨度结构，仿古建筑中应用极少。这是由于仿古建筑较为复杂的歇山屋面造型，导致其工厂化加工程度极低，施工时需要现场支模及绑扎钢筋，难以实现全部用钢结构体系。

随着中华传统文化的不断弘扬和现代仿古建筑市场需求的不断增长，并为了顺应绿色建筑发展的方向，如何将钢结构体系应用于具有歇山屋面的中式仿古建筑的设计建造，成为行业要研究解决的问题，而其中的关键问题之一就是要提供仿古建筑圆形柱与歇山屋面的斜梁和横梁的连接结构的有效解决方案。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术存在的问题，提供一种仿古建筑圆形柱与歇山屋面的斜梁和横梁相交节点的标准连接结构，以实现用工厂化加工的钢结构拼装搭建仿古建筑复杂的屋面造型，解决用钢结构构件拼装建设具有歇山屋面的中式仿古建筑的关键技术难题。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

钢结构仿古歇山屋面建筑的柱梁相交节点结构，所述柱梁相交节点是建筑的圆管钢立柱与歇山屋面的钢斜梁和钢横梁的相交节点，其结构包括圆管钢立柱、呈十字形布置并分别焊接于圆管钢立柱顶端外壁的四根h型钢牛腿接头；所述h型钢牛腿接头包括两根分别焊接于钢立柱顶端斜面最高点和最低点外侧的平面上翼缘h型钢牛腿接头、两根分别焊接于钢立柱两侧并与平面上翼缘h型钢牛腿接头相垂直的斜面上翼缘h型钢牛腿接头，斜面上翼缘h型钢牛腿接头的上翼缘沿屋面倾斜；在钢立柱内顶端焊接有椭圆形斜面内撑板，在钢立柱内位于斜面内撑板下方焊接有圆形水平内撑板；两根平面上翼缘h型钢牛腿接头的腹板分别与圆管钢立柱的侧壁焊接，位于腹板两端的平面上翼缘和平面下翼缘分别与圆管钢立柱外壁沿与斜面内撑板和圆形水平内撑板对应位置的弧形接合面焊接；两根斜面上翼缘h型钢牛腿接头的腹板分别与圆管钢立柱的侧壁焊接，位于腹板两端的斜面上翼缘和平面下翼缘分别与圆管钢立柱外壁沿与斜面内撑板和圆形水平内撑板对应位置的弧形接合面焊接。

本发明在圆管钢立柱内位于斜面内撑板下方焊接有间隔一段距离的两块圆形水平内撑板。

本发明的节点结构可很好地将仿古建筑的圆管钢立柱与歇山屋面的钢斜梁和钢横梁进行组接，将歇山屋面的钢斜梁与本发明的平面上翼缘h型钢牛腿接头通过连接两者腹板的连接板及连接螺栓相接，上下翼缘再通过焊接连接。将歇山屋面的钢横梁与本发明的斜面上翼缘h型钢牛腿接头同样通过连接两者腹板的连接板及连接螺栓相接，上下翼缘再通过焊接连接，即可很好地搭建出仿古建筑的歇山屋面钢结构，随后即可在钢结构框架上构筑屋面。

本发明根据歇山屋面的结构特点，巧妙地设计并利用顶面为斜面的圆管钢立柱以及上翼缘沿屋面倾斜的h形钢牛腿接头，创新性地设计了独特的用于歇山式斜屋面的钢结构连接节点构件。其结构合理，可实现工厂化加工定制，用工厂化加工的钢结构拼装搭建仿古建筑复杂的屋面造型，解决了用钢结构构件拼装建设具有歇山屋面的中式仿古建筑的关键技术难题。

附图说明

图1是本发明所述仿古建筑的钢结构体系示意图；

图2是图1的a-a剖面图；

图3是本发明所述柱梁相交节点结构连接圆管钢立柱、钢斜梁和钢横梁的示意图；

图4是上翼缘为斜翼缘的钢横梁或h型钢牛腿接头的横断面形状示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

图1、图2所示为钢结构仿古歇山屋面建筑结构体系，包括有分别位于歇山屋面顶尖线两边的各两列圆管钢立柱1、搭建在钢立柱顶端的一组山形钢斜梁2、沿山形钢斜梁构成的斜面横向搭建在山形钢斜梁上的一组钢横梁3。所述位于歇山屋面顶尖线两边的各两列圆管钢立柱1，位于内侧的两列钢立柱高于外侧的两列钢立柱；所述钢斜梁2分别搭建于歇山屋面两边的各排钢立柱上，两边的钢斜梁在歇山屋面顶尖处相接。

如图3所示，本发明所述柱梁相交节点是建筑的圆管钢立柱1与歇山屋面的钢斜梁2和钢横梁3的相交节点，是图1中所示的i和ii处的节点。其结构包括圆管钢立柱1、呈十字形布置并分别焊接于圆管钢立柱顶端外壁的四根h型钢牛腿接头。所述h型钢牛腿接头包括两根分别焊接于钢立柱顶端斜面最高点和最低点外侧的平面上翼缘h型钢牛腿接头4、两根分别焊接于钢立柱两侧并与平面上翼缘h型钢牛腿接头4相垂直的斜面上翼缘h型钢牛腿接头7，斜面上翼缘h型钢牛腿接头7的上翼缘沿屋面倾斜。在钢立柱内顶端焊接有椭圆形斜面内撑板6，在钢立柱内位于斜面内撑板6下方焊接有圆形水平内撑板5；两根平面上翼缘h型钢牛腿接头4的腹板分别与圆管钢立柱的侧壁焊接，位于腹板两端的平面上翼缘和平面下翼缘分别与圆管钢立柱外壁沿与斜面内撑板6和圆形水平内撑板5对应位置的弧形接合面焊接。两根斜面上翼缘h型钢牛腿接头7的腹板分别与圆管钢立柱的侧壁焊接，位于腹板两端的斜面上翼缘和平面下翼缘分别与圆管钢立柱外壁沿与斜面内撑板6和圆形水平内撑板5对应位置的弧形接合面焊接。焊接后，椭圆形斜面内撑板6从圆管钢立柱1内支撑着外面的平面上翼缘h型钢牛腿接头4的平面上翼缘和斜面上翼缘h型钢牛腿接头7的斜面上翼缘的挤压，圆形水平内撑板5从圆管钢立柱内支撑着外面的平面上翼缘h型钢牛腿接头的平面下翼缘和斜面上翼缘h型钢牛腿接头的平面下翼缘的挤压，防止圆管钢立柱变形。为了使位于圆管钢立柱上下两侧的两根平面上翼缘h型钢牛腿接头4的平面下翼缘均在圆管钢立柱内有支撑，如图2所示，在圆管钢立柱1内位于斜面内撑板6下方焊接有间隔一段距离的两块圆形水平内撑板5，两块圆形水平内撑板分别支撑位于圆管钢立柱上下两侧的两根平面上翼缘h型钢牛腿接头4的平面下翼缘。本发明的节点结构还可以用于图1中iii所示的建筑的侧檐屋面节点位置。

图1所示钢斜梁2、钢横梁3均为h型钢梁；钢横梁3的腹板顶部的上翼缘为沿屋面倾斜的斜翼缘；钢斜梁2和钢横梁3之间相互焊接或通过连接板和连接螺栓连接，钢斜梁2和钢横梁3与圆管钢立柱1通过本发明的柱梁相交节点结构连接。将歇山屋面的钢斜梁2与本发明的平面上翼缘h型钢牛腿接头4通过连接两者腹板的连接板9及连接螺栓8相接，上下翼缘通过焊接连接。将歇山屋面的钢横梁3本发明的斜面上翼缘h型钢牛腿接头7同样通过连接两者腹板的连接板9及连接螺栓8相接，上下翼缘通过焊接连接，即可很好地搭建出仿古建筑的歇山屋面钢结构，随后即可在钢结构框架上浇筑混凝土屋面10。

本发明所述上翼缘为斜翼缘的钢横梁3、斜面上翼缘h型钢牛腿接头7的横断面形状均如图4所示，位于腹板c底部的下翼缘b为平翼缘，位于腹板顶部的上翼缘a为斜翼缘。

本发明可实现工厂化加工定制，在施工现场快速拼装，将结构复杂独特的仿古建筑歇山屋面用标准化的钢结构构件进行构建，实现建筑的标准化，降低建筑成本，提高施工效率，并确保建筑质量。