一种支撑节点的制作方法

本发明涉及建筑领域，具体涉及一种支撑节点。

背景技术：

传统的支撑节点是按翼缘传递弯矩、腹板传递剪力的原则进行设计的，通常在钢柱内设置若干水平加劲肋，加劲肋的宽度可以通过计算确定，水平加劲肋的主要作用是保障钢梁与斜撑弯矩在节点区域的传递，传统的节点存在的主要问题是如果在钢管内浇筑混凝土，由于水平加劲肋的存在，水平加劲肋下方四个角区域存在一定的死区，混凝土不能将其填满，很难保证混凝土在节点区域的密实度，进一步影响支撑节点的强度。

技术实现要素：

本发明的目的是提供这样的一种支撑节点，该支撑节点在箱型柱内设置竖向加劲肋，竖向加劲肋的上下两端分别设有水平加劲肋，水平加劲肋开设混凝土加注口，混凝土从上端加注口加注至箱型柱内后，由于中间没有水平加劲肋的阻碍，混凝土可以将整个箱型柱内部填满，从而保证混凝土在节点区域的密实度，进一步提高节点强度。

本发明提供的支撑节点具体通过以下技术方案得以实现：

一种支撑节点，包括箱型柱以及固定在箱型柱内的竖向加劲肋，竖向加劲肋与箱型柱的前侧面及后侧面平行，将箱型柱分隔成竖向的两个混凝土加注区域，竖向加劲肋的上下两端分别固定水平加劲肋，水平加劲肋的四周边缘与箱型柱内壁固定连接，水平加劲肋上分别开设两个与混凝土加注区域对应的加注口。

进一步地，箱型柱的侧面固定有斜撑结构，斜撑结构包括两块平行设置并固定在箱型柱侧面的支撑板以及垂直固定在两支撑板之间的斜撑板，斜撑板端部与箱型柱侧面之间留有空隙；

斜撑结构固定在箱型柱的左侧面或右侧面，两支撑板分别与竖向加劲肋以及箱型柱后侧面平齐，并且支撑板与箱型柱侧面接触边的高度和竖向加劲肋的高度一致；

和/或，斜撑结构固定在箱型柱的前侧面或后侧面，两支撑板分别与箱型柱左右两侧面平齐。

进一步地，支撑节点左右两侧面或前后两侧面均固定有斜撑结构，支撑节点在左右方向和前后方向均呈对称的蝶形结构。

进一步地，斜撑结构固定在箱型柱的左侧面或右侧面时，箱型柱后侧面和与其平齐的支撑板一体成型；斜撑结构固定在箱型柱的前侧面或后侧面时，箱型柱左右两侧面和与其平齐的支撑板一体成型。

进一步地，支撑板为一体成型结构，包括呈v字形分布的支撑板a和支撑板b、固定在支撑板a与支撑板b之间的支撑板c以及固定在支撑板a与支撑板b外侧的支撑板d；斜撑板包括两个斜撑板a和两个斜撑板b，两斜撑板a垂直固定在前后平行分布或左右平行的两支撑板a之间，并与两支撑板a形成矩形筒状结构，斜撑板b垂直固定在前后平行分布或左右平行的两支撑板b之间，并与两支撑板b形成矩形筒状结构。

进一步地，支撑板a与支撑板b的下部交叉，支撑板c、支撑板d均呈三角形结构，支撑板a、支撑板b、支撑板d的底边位于同一条直线上；

或者，支撑板a与支撑板b的下部相离，支撑板c呈梯形结构，支撑板d呈三角形结构，支撑板a、支撑板b、支撑板c、支撑板d的底边位于同一条直线上。

进一步地，前后平行分布或左右平行的两支撑板c之间垂直固定有横向加肋板，横向加肋板的厚度及材质与支撑板一致。

进一步地，支撑板d的斜边与箱型柱侧面之间的夹角不小于45°。

进一步地，竖向加肋板与支撑板的材质、厚度一致。

进一步地，支撑板的厚度不小于支撑节点内最厚板的1.4倍，且其材质的强度为支撑节点内最高等级。

附图说明

图1为本发明提供的支撑节点的结构示意图；

图2为支撑节点箱型柱的左侧面隐藏时的结构示意图；

图3为箱型柱的左侧面以及一侧支撑板隐藏时的结构示意图；

图4为支撑板与箱型柱呈蝶形时的结构示意图。

图中，1、箱型柱；11、混凝土加注区域；2、竖向加劲肋；3、水平加劲肋；31、加注口；4、斜撑结构；41、支撑板；411、支撑板a；412、支撑板b；413、支撑板c；414、支撑板d；42、斜撑板；421、斜撑板a；422、斜撑板b；43、横向加肋板。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

如图1-3所示，本发明提供的支撑节点包括箱型柱1以及固定在箱型柱1内的竖向加劲肋2，竖向加劲肋2与箱型柱1的前侧面及后侧面平行，将箱型柱1分隔成竖向的两个混凝土加注区域11，竖向加劲肋2的上下两端分别固定水平加劲肋3，水平加劲肋3的四周与箱型柱内壁固定，可以选择螺栓固定或者焊接固定，焊接优选等强焊接，水平加劲肋3上分别开设两个与混凝土加注区域11对应的加注口31。

在使用时，直接从加注口向混凝土加注区域11内加注混凝土，由于两个水平加劲肋之间没有其他水平加劲肋，混凝土在加注过程中不会受到其他水平加劲肋的阻碍，从而提高混凝土加注区域11内的混凝土密实度，进而提高整个支撑节点的强度，水平加劲肋外部的箱型柱空间内也需要加注混凝土，也即整个箱型柱内都需要加注混凝土。具体使用时，箱型柱的材质可以选用q390。

在上述技术方案的基础上，优选地，箱型柱1的外侧面固定有斜撑结构4，斜撑结构4可以设置在前侧面或后侧面或左侧面或右侧面，或者设置在相对的两个侧面，对称分布。

具体地，斜撑结构4整体呈v字形，包括两块平行设置并固定在箱型柱1侧面的支撑板41以及垂直固定在两支撑板41之间的斜撑板42，斜撑板42端部与箱型柱1侧面之间留有空隙，从而保证斜撑结构的剪力和弯矩均通过支撑板41传递给箱型柱1。

实施例2

在本实施例中，箱型柱1的左侧面或右侧面固定有斜撑结构4，如图1-3所示，此时，两支撑板41分别与竖向加劲肋2以及箱型柱1后侧面平齐，并且支撑板41与箱型柱1侧面接触边的高度和竖向加劲肋2的高度一致，也即上下两端平齐，优选地，竖向加肋板2与支撑板41的材质、厚度也一致，根据等截面原理，可以保证支撑板4的剪力通过竖向加劲肋2传递时的有效性，此时，竖向加劲肋2无需穿出水平加劲肋3，水平加劲肋3的主要作用是保证箱型柱内竖向加劲肋2的稳定性，所以，只需在竖向加劲肋2的上下两端设置水平加劲肋3即可满足稳定性，无需在中间设置水平加劲肋3。竖向加劲肋以及斜撑结构的设置能够保证在箱型柱承受的剪力很大时依然保障节点区域剪力的传递。箱型柱后侧面和与其平齐的支撑板41可以一体成型，如图4所示。

实施例3

在实施例1和实施例2的基础上，箱型柱1的前侧面或后侧面固定斜撑结构4，如图3所示，此时，两支撑板41分别与箱型柱左右两侧面平齐，箱型柱左右两侧面和与其平齐的支撑板可以一体成型，斜撑板42的剪力和弯矩传递给两侧支撑板41后再经箱型柱1左右两侧面传递。此时，箱型柱左右两侧面也起到竖向加劲肋的作用，提高弯矩和剪力的传递效率。

在实施例2和实施例3中，由于在斜撑结构4中，斜撑板42的力是传递给两侧支撑板41的，支撑板41再传递给箱型柱1，所以，需要对两侧支撑板41加厚处理以满足传力的要求，优选地，支撑板的厚度不小于支撑节点内最厚板的1.4倍，且其材质的强度为支撑节点内的最高等级，也即，当支撑板与竖向加肋板的材质、厚度均一致时，支撑板的厚度不小于箱型柱壁厚以及斜撑板厚度的1.4倍，支撑板的强度等级不小于箱型柱侧板以及斜撑板的强度等级，对支撑板厚度及强度等级的限定可以保证整个支撑节点的受力要求。

在实施例2和实施例3中，具体地，支撑板41为一体成型的异形板，包括呈v字形分布的支撑板a411和支撑板b412、固定在支撑板a与支撑板b之间的支撑板c413以及固定在支撑板a与支撑板b外侧的支撑板d414；支撑板a和支撑板b均为矩形结构；斜撑板包括两个斜撑板a421和两个斜撑板b422，两斜撑板a垂直固定在前后平行分布或左右平行的两支撑板a之间，并与两支撑板a形成矩形筒状结构，斜撑板b垂直固定在前后平行分布或左右平行的两支撑板b之间，并与两支撑板b形成矩形筒状结构；斜撑板42可以穿出支撑板41，两者之间可以通过焊接方式固定，其焊缝长度根据需要设置。

当支撑板a与支撑板b的下部交叉时，支撑板c、支撑板d均呈三角形结构，支撑板a、支撑板b、支撑板d的底边位于同一条直线上；当支撑板a与支撑板b的下部相离，支撑板c呈梯形结构，支撑板d呈三角形结构，支撑板a、支撑板b、支撑板c、支撑板d的底边位于同一条直线上。支撑板c、支撑板d的设置可以有效传递弯矩和剪力，避免应力集中。

当箱型柱1左右两侧面和前后两侧面均固定有斜撑结构4时，支撑节点在左右方向和前后方向均呈对称的蝶形结构，如图4所示，提高整个支撑节点的稳定性。

优选地，前后平行分布或左右平行的两支撑板c之间垂直固定有横向加肋板43，如图3所示，横向加肋板43的厚度及材质与支撑板一致，横向加肋板43起到固定两侧支撑板c的作用，进一步提高整个支撑节点的稳定性。

优选地，为了降低应力集中，支撑板d的斜边与箱型柱侧面之间的夹角不小于45°。

下面通过具体实验数据来说明本发明提供的支撑节点的性能参数。

箱型柱的左右两侧面以及前侧面均设置斜撑结构4，具体结构详见实施例1和实施例2，其图示如图3，本发明提供的支撑节点所涉及的材质及尺寸为多种，其中一种如下：箱型柱采用q390gt材质，其规格为1000*1800*22*38，竖向加劲肋2的高度为2300，左右两侧面的斜撑结构4矩形筒状的规格为1000*1000*50*50，前侧面的斜撑结构4中的矩形筒状结构的规格为1000*800*50*50，其中，支撑板41以及竖向加劲肋2采用q390，厚度为70mm，斜撑板42采用q345，规格是1000*1000*50*50，以上规格的单位均为mm；在整个箱型柱内浇筑混凝土。

针对上述支撑节点，在对其各个杆件(指斜撑结构中形成的矩形筒状结构)进行试验时发现，至少在完成8级载荷(geq±1.75ey)的加载后，没有任何明显变形，未见屈取及破坏，没有发出明显声响，节点区及杆件的各连接焊缝均未出现破坏，各杆件的最大变形不超过17.75mm。

本发明提供的支撑节点具有以下特性：

(1)在自重+1.75倍大震荷载(geq+1.75e)之前应变和变形发展均为线性，试件基本处于弹性状态，没有明显变形，未见屈曲及破坏。

(2)支撑节点的破坏荷载为自重+1.75倍大震荷载(geq+1.75ey)至+2.0倍大震荷载(geq+2.0ey)之间。

(3)支撑节点破坏时节点板(指箱型柱的侧壁)局部进入塑性，各连接焊缝均未出现破坏。

(4)杆件均早于节点区(指箱型柱以及内部区域)破坏，节点区承载能力大于自重+1.75倍大震荷载，说明在焊缝满足设计要求的情况下，节点区的承载力满足相应设计承载力的要求，且具有一定的安全度。经应变分析后，发现节点区域不存在薄弱区，应力分布比较均匀。

(5)节点板区域的局部屈服和杆件屈服基本同时发生，节点板区域的局部屈服在杆件屈服后下一级荷载(即2δy)发生。

以上所述实施方式仅表达了本发明的多种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。