一种弧形钢框架的梁柱连接构造的制作方法

1.本实用新型涉及建筑工程的主体钢结构深化设计和施工技术领域，特别是涉及一种弧形钢框架的梁柱连接构造。


背景技术：

2.随着科学技术和建筑艺术的融合发展，建筑物的外立面造型变得日趋丰富多彩，而钢结构工程中圆弧形造型也常常应用。以泰州市天禄湖国际大酒店钢结构工程为例，该建筑造型为三个圆环形状的弧形钢框架梁柱结构体系，弧形钢梁与框架柱的连接，既存在平面内的楼面自重等荷载的弯矩作用，又存在平面外的幕墙体系作用于弧形梁边缘，产生扭矩作用，受力情况复杂。
3.现有技术中，弧形钢梁所采用的截面形式通常为工字形截面，为了解决弧形钢梁与框架柱连接应力复杂的工况，通常采用“加大截面法”，即通过加大弧形钢梁的截面尺寸，并且加厚工字形钢梁的翼缘板和腹板，从而达到承受弯矩和扭矩组合作用的效果。而这种深化设计处理方法具有明显的缺点，用钢量较大，增加造价较多，而且由于工字形截面为开口截面构件，其抗扭承载力较弱。
4.因此，亟需本领域技术人员研究弧形钢框架梁柱连接构造，特别是弧形梁两端与框架柱连接处、弧形梁上安装幕墙龙骨体系位置，受力情况复杂，需要优化设计，提高承载力，并且有效控制弧形钢框架结构的用钢量和工程造价。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是为了解决上述现有技术中存在的不足，提供了一种弧形钢框架的梁柱连接构造，显著增加了弧形钢框架承受弯矩和扭矩组合作用的能力效果，方便现场施工，且利于控制结构的用钢量和工程造价。
6.本实用新型提供的技术方案如下：
7.一种弧形钢框架的梁柱连接构造，包括框架柱、高强螺栓群以及连接钢板，还包括牛腿短梁、弧形钢梁、槽钢增强板和角钢连接件，所述牛腿短梁与框架柱的侧壁固定连接形成整体预制构件，所述牛腿短梁与弧形钢梁固定连接；
8.所述牛腿短梁包括顺次连接的第一上翼缘板、第一腹板、第一下翼缘板，所述第一腹板分别与第一上翼缘板、第一下翼缘板相互垂直；
9.所述弧形钢梁包括顺次连接的第二上翼缘板、第二腹板、第二下翼缘板，所述第二腹板分别与第二上翼缘板、第二下翼缘板相互垂直；
10.所述第一腹板与第二腹板连接处适配地设置有连接钢板，并通过高强螺栓群使得第一腹板、第二腹板与连接钢板螺栓连接，所述第一上翼缘板与第二上翼缘板焊接固定，所述第二下翼缘板与第一下翼缘板焊接固定；
11.所述角钢连接件分别固定连接于槽钢增强板的四角处形成预制组合构件，所述预制组合构件对称焊接于第一腹板及第二腹板两侧。
12.进一步地，所述框架柱为闭口截面冷弯型钢，所述框架柱的壁厚为10-30mm。
13.进一步地，所述牛腿短梁的截面为工字形；所述第一上翼缘板和第一下翼缘板的厚度均为10-20mm；所述第一腹板的厚度为6-12mm。
14.进一步地，所述弧形钢梁的截面为工字形；所述第二上翼缘板和第二下翼缘板的厚度均为10-20mm；所述第二腹板的厚度为6-12mm。
15.进一步地，所述槽钢增强板的截面高度为250-280mm，截面宽度为78-86mm，板厚度为7.0-11.5mm。
16.进一步地，所述角钢连接件采用等边角钢，其截面的边宽度为75-90mm，截面的边厚度为8-12mm。
17.进一步地，所述高强螺栓群采用10.9s级合金钢，其直径为20-28mm。
18.与现有技术相比，上述技术方案具有如下有益效果：
19.（1）本实用新型在第一腹板、第二腹板的两侧对称焊接预制组合构件，使得牛腿短梁和弧形钢梁的翼缘板和腹板形成的开口截面变成闭口截面，即牛腿短梁和弧形钢梁局部的截面由“工”字形变成了“日”字形，显著增加了牛腿短梁和弧形钢梁安装幕墙龙骨体系部位的截面承受扭矩能力，从而增加弧形钢框架承受弯矩和扭矩组合作用的能力效果。与“加大截面法”相比，可以既保证结构安全，又显著减少弧形钢框架的综合用钢量，起到节省材料、降低工程造价的效果。
20.（2）将框架柱与牛腿短梁固接为整体预制构件，且通过高强螺栓群使得第一腹板、第二腹板与连接钢板螺栓连接，第一上翼缘板与第二上翼缘板焊接固定，第二下翼缘板与第一下翼缘板焊接固定，可以达到快速安装弧形钢梁、节省辅助支撑设施和材料的目的。
21.（3）角钢连接件分别固定连接于槽钢增强板的四角处形成预制组合构件，可直接将预制组合构件塞进牛腿短梁和弧形钢梁的工字形截面的开口空腔中进行焊缝连接，方便现场施工时快速定位和安装，而且节省辅助支撑设施和材料，从而节省工程造价。
附图说明
22.图1为本实用新型弧形钢框架梁柱连接构造正视示意图。
23.图2为本实用新型弧形钢框架梁柱连接构造俯视示意图。
24.图3为本实用新型弧形钢框架梁柱连接构造右视局部剖面示意图。
25.图4为本实用新型框架柱与牛腿短梁连接加工形成整体预制构件的正视图。
26.图5为本实用新型牛腿短梁轴侧示意图。
27.图6为本实用新型弧形钢梁轴侧示意图。
28.图7为本实用新型槽钢增强板与角钢连接件加工形成预制组合构件的轴侧示意图。
29.图中：1-框架柱，2-牛腿短梁，201-第一上翼缘板，202-第一腹板，203-第一下翼缘板， 204-第一螺栓孔，3-弧形钢梁，301-第二上翼缘板，302-第二腹板，303-第二下翼缘板，304-第二螺栓孔，4-槽钢增强板，5-角钢连接件，6-高强螺栓群，7-连接钢板，701-固定螺栓孔。
具体实施方式
30.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的解释说明。
31.实施例1
32.一种弧形钢框架的梁柱连接构造，包括框架柱1、高强螺栓群6以及连接钢板7，还包括牛腿短梁2、弧形钢梁3、槽钢增强板4和角钢连接件5，牛腿短梁2与框架柱1的侧壁焊接固定形成整体预制构件，牛腿短梁2与弧形钢梁3固定连接；
33.牛腿短梁2包括顺次连接的第一上翼缘板201、第一腹板202、第一下翼缘板203，第一腹板202分别与第一上翼缘板201、第一下翼缘板203相互垂直，第一腹板202上开设有第一螺栓孔204；
34.弧形钢梁3包括顺次连接的第二上翼缘板301、第二腹板302、第二下翼缘板303，第二腹板302分别与第二上翼缘板301、第二下翼缘板303相互垂直，第二腹板302上开设有第二螺栓孔304；
35.连接钢板7上开设有与第一螺栓孔204及第二螺栓孔304相适配的固定螺栓孔701；
36.第一腹板202与第二腹板302连接处适配地设置有连接钢板7，固定螺栓孔701分别与第一螺栓孔204和第二螺栓孔304对应连通，高强螺栓群6穿过固定螺栓孔701、第一螺栓孔204、第二螺栓孔304，使得第一腹板202、第二腹板302与连接钢板7进行螺栓连接，第一上翼缘板201与第二上翼缘板301焊接固定，第二下翼缘板303与第一下翼缘板203焊接固定，从而实现了弧形钢梁3与牛腿短梁2在施工现场通过“栓焊混合连接方法”安装为一体；
37.角钢连接件5分别焊接于槽钢增强板4的四角处形成预制组合构件，预制组合构件对称焊接于第一腹板202及第二腹板302两侧。
38.实施例2
39.其余与实施例1一致，更具体地说，预制组合构件焊接在第二腹板302上的安装幕墙龙骨体系的位置处，即预制组合构件在第二腹板302长度方向上布置的间距为1500-2500mm。
40.实施例3
41.其余与实施例1或2一致，框架柱1为闭口截面冷弯型钢，更具体地说，可以采用矩形或者方形或者圆形截面的钢管，依据承载力设计分析，钢管空腔内也可填充混凝土；框架柱1的壁厚为10-30mm。
42.实施例4
43.其余与实施例1-3任一方案一致，牛腿短梁2的截面为工字形；第一上翼缘板201和第一下翼缘板203的厚度均为10-20mm；第一腹板202的厚度为6-12mm；第一螺栓孔204的直径为21-29mm。
44.实施例5
45.其余与实施例1-4任一方案一致，弧形钢梁3的截面为工字形，且与牛腿短梁2的截面尺寸一致；第二上翼缘板301和第二下翼缘板303的厚度均为10-20mm；第二腹板302的厚度为6-12mm；第二螺栓孔304的直径为21-29mm。
46.实施例6
47.其余与实施例1-5任一方案一致，槽钢增强板4的截面高度为250-280mm，截面宽度为78-86mm，板厚度为7.0-11.5mm。
48.实施例7
49.其余与实施例1-6任一方案一致，角钢连接件5采用等边角钢，其截面的边宽度为75-90mm，截面的边厚度为8-12mm。
50.实施例8
51.其余与实施例1-7任一方案一致，高强螺栓群6采用10.9s级合金钢，其直径为20-28mm。
52.上述内容为本实用新型的示例及说明，但不意味着本实用新型可取得的优点受此限制，凡是本实用新型实践过程中可能对结构的简单变换、和/或一些实施方式中实现的优点的其中一个或多个均在本技术的保护范围内。