一种梁端部翼缘变厚度的新型梁柱加强型节点的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及钢结构建筑梁柱连接的技术领域，更具体地说，涉及梁柱刚性连接的一种新型加强型节点，尤其涉及一种梁端部翼缘变厚度的新型梁柱加强型节点。
技术背景
[0002]框架结构是钢结构建筑中常见的结构体系，为实现“强柱弱梁，强节点弱构件”的设计思想，避免在强震作用下出现梁柱节点的脆性破坏，目前经常采用盖板加强型节点来提高节点的抗震性能。但是，这种盖板式加强型节点连接存在一些不足，盖板长度对梁柱连接的强度、刚度、延性的影响较小，但是，当盖板长度太小时，厚度突变容易造成盖板端部的应力集中，对梁柱连接的受力不利；随着长度增加，不仅浪费钢材，而且盖板与翼缘焊接导致热影响区的增大和焊接缺陷的增多使节点受力状态复杂，对节点产生更多不利影响。因此，需要发明一种新的梁柱加强型节点，消除盖板长度及焊接带来的不利影响，既能保证节点性能，又能保证加工制作安装简单，提高材料利用率。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是针对上述不足之处，提供了一种梁端部翼缘变厚度的新型梁柱加强型节点，消除盖板长度及焊接带来的不利影响。本节点采用纵向变截面钢板(LP钢板)作为翼缘，根据节点处受力情况设计厚度变化坡度，无需二次加工焊接盖板加强节点。翼缘与加强盖板实现一体化，避免了局部应力集中和焊接产生影响。本发明提供的梁端部翼缘变厚度的加强型节点，加工安装步骤简单，材料利用率高，施工成本低，既能保证节点的强度、刚度，且耗能能力强，可用于抗震设防区。
[0004]梁端部翼缘变厚度的梁柱加强型节点是采取以下技术方案实现的:
[0005]梁端部翼缘变厚度的梁柱加强型节点由纵向变截面钢板作翼缘的梁与柱栓焊连接而成。所述梁纵向变截面翼缘由纵向变截面钢板构成，根据节点处受力情况设计厚度变化坡度，无需二次加工焊接盖板加强节点，翼缘与加强盖板实现一体化，避免了局部应力集中和焊接产生的影响。
[0006]本发明可根据设计人员的需求按照两种方法形成该加强型节点，一种是根据节点受力情况，采用节点处一定区域内梁翼缘变厚度，其他区域梁翼缘等厚度的方法来形成；另一种是根据框架梁受力，用纵向变截面钢板作翼缘(也可作腹板)设计纵向变截面梁，根据受力可自然形成梁端部翼缘变厚度的梁柱加强型节点。
[0007]所述纵向变截面钢板是轧制过程中通过连续改变轧辊的开口度来改变纵向厚度，可根据需要定制成不同的形状，包括不同厚度，不同厚度变化坡度，不同变厚度段长度，且要求该钢板的各项力学性能满足相关规范的规定，以及不同厚度处力学性能变化相差较小。
[0008]所述的梁柱加强型节点，在安装时，采用高强螺栓作为定位螺栓将梁腹板连接于柱翼缘的剪切板上，所述梁纵向变厚度翼缘全熔透单面坡口焊接于柱翼缘，待梁翼缘与柱翼缘焊好后，再拧紧高强螺栓，完成全部安装过程。
[0009]采用梁端部翼缘变厚度的梁柱加强型节点后，制作安装步骤大大减少，降低了安装成本，而且提高了材料利用率，降低钢材需要量。此外，通过采用变厚度翼缘加强节点，使节点的抗弯能力高于节点，保证节点强度和刚度，也从而使等厚度翼缘处的梁中在地震作用下先于节点形成塑性铰，保证梁柱连接处的弹性工作状态，提高节点延性，增强节点耗能能力。梁端部翼缘变厚度的梁柱加强型节点的安装固定无需在梁翼缘上加焊盖板，既降低了成本增加了安装的方便性，又不会引起应力集中、焊接热影响区增大和焊接缺陷增多而影响节点处梁翼缘的受力性能。本发明节点中采用的纵向变厚度钢板在轧制过程中通过连续改变轧辊的开口度来改变纵向厚度，鞍钢生产厂已可生产此种类型钢板，虽加工的费用会稍有增加，但是综合安装，运输，省去加强盖板而减少的各项费用，以及采用此种节点形式而使得节点性能的提高，而使得综合效益大大提高，为其大范围的应用推广提供了有利条件。
【附图说明】
[0010]图1A至IC是不同形式的梁端部翼缘变厚度的梁柱加强型节点示意图，分别描述I型节点，II型节点，III型节点。
[0011]图2A和2B是根据本发明的一种【具体实施方式】针对I型梁端部翼缘变厚度的梁柱加强型节点的连接说明详图。
[0012]图3是根据本发明的一种【具体实施方式】所采用的纵向变截面钢板的形状示意图。
[0013]具体实施方法
[0014]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
[0015]如图1A、1B、1C所示，本发明提出以下三种形式的梁端部翼缘变厚度的梁柱加强型节点。I型节点(图1A):上翼缘3a上表面倾斜、下表面水平，下翼缘3a’上表面水平、下表面倾斜；II型节点(图1B):上翼缘3b上表面水平、下表面倾斜，下翼缘3b’上表面倾斜、下表面水平；III型节点(图1C):上翼缘3c上表面水平、下表面倾斜，下翼缘3c’上表面水平、下表面倾斜。I型节点腹板高度不变，无需再加工，但上翼缘上表面有坡度会对楼面压型钢板安装产生造成不便；I1、ΠΙ型节点变厚度段腹板高度变化，需要再次加工，但上翼缘表面水平，方便屋面板安装，设计人员可根据需要自主选择。
[0016]如图2Α和2Β所示，在一种【具体实施方式】中，本发明采用的梁端部翼缘变厚度的梁柱加强型节点包括工字型截面柱翼缘1，柱腹板2，工字形截面梁纵向变厚度翼缘3，梁腹板4，柱加胫肋5，焊接垫板6，柱翼缘剪切板7。柱加胫肋5与柱翼缘I与腹板2焊接连接，梁纵向变厚度翼缘3全熔透单面坡口焊接于柱翼缘1，梁腹板4用高强螺栓栓接于柱翼缘I上的剪切板7。工字形截面梁纵向变厚度翼缘3可采用变厚度钢板与等厚度钢板对焊，如图3所示，包括变厚度段31和等厚度段32，图中33表示对接焊缝；也可根据框架梁受力设计纵向变截面梁，定制整块纵向变截面钢板作为翼缘(也可作腹板)，形状可根据具体受力确定。
[0017]具体实施过程中:在预制厂完成梁、柱构件预制，施工现场完成节点安装。安装中，高强螺栓首先作为定位螺栓将梁腹板4连接于柱翼缘I上的剪切板7上，待梁翼缘3与柱翼缘I焊好后，再拧紧高强螺栓，完成全部安装过程。本发明改进的节点加强方法，采用纵向变截面梁翼缘代替加强盖板与梁翼缘焊接，简化了加工安装步骤，既能节约材料，又能保证节点性能。
[0018]在上述说明书中针对一些优选实施方式进行了具体的描述，并且为说明之目的提供了一些技术细节，然而本领域的技术人员应该能够理解本发明可以有各种各样的变化和更多不同的实施方式，而且本文所描述的细节可以有相当的变化而不会偏离本发明的精神和主旨，从而应当属于本申请所要求保护的范围。
【主权项】
1.一种梁端部翼缘变厚度的新型梁柱加强型节点，其包括由梁纵向变截面翼缘的梁与柱栓焊连接的结构，其中所述梁纵向变截面翼缘由纵向变截面钢板构成，根据节点处受力情况设计厚度变化坡度，无需二次加工焊接盖板加强节点，翼缘与加强盖板实现一体化，避免了局部应力集中和焊接产生的影响。
2.根据权利要求1所述的梁柱加强型节点，其进一步包括:工字型截面柱翼缘，柱腹板，工字形截面梁纵向变厚度翼缘，梁腹板，柱加胫肋，焊接垫板，柱翼缘剪切板，其中所述柱加胫肋与所述柱翼缘以及与所述腹板焊接连接，所述梁纵向变厚度翼缘全熔透单面坡口焊接于所述柱翼缘，所述梁腹板用高强螺栓栓接于所述柱翼缘上的剪切板。
3.根据权利要求1所述的梁柱加强型节点，其中，在所述纵向变截面翼缘的结构中，节点处一定区域内梁翼缘变厚度，其他区域梁翼缘等厚度。
4.根据权利要求3所述的梁柱加强型节点，其中，所述纵向变截面翼缘的结构是通过纵向变截面钢板与等厚度钢板对接焊接形成。
5.根据权利要求1所述的梁柱加强型节点，其中，所述纵向变截面翼缘的结构，是依据梁构件受力设计纵向变截面梁，定制整块纵向变截面钢板作翼缘和腹板，自然形成梁端部翼缘变厚度的结构。
6.根据权利要求1所述的梁柱加强型节点，其中，所述纵向变截面钢板，在轧制过程中通过连续改变轧辊的开口度来改变纵向厚度，从而根据需要轧制成不同厚度，不同厚度变化坡度，不同变厚度段长度，且要求该钢板的各项力学性能满足相关规范的规定，以及不同厚度处力学性能变化相差较小。
7.根据权利要求2所述的梁柱加强型节点，其中所述工字形截面梁纵向变厚度翼缘包括上翼缘和下翼缘，所述上翼缘的上表面倾斜、下表面水平，所述下翼缘的上表面水平、下表面倾斜。
8.根据权利要求2所述的梁柱加强型节点，其中所述工字形截面梁纵向变厚度翼缘包括上翼缘和下翼缘，所述上翼缘的上表面水平、下表面倾斜，所述下翼缘的上表面倾斜、下表面水平。
9.根据权利要求2所述的梁柱加强型节点，其中所述工字形截面梁纵向变厚度翼缘包括上翼缘和下翼缘，所述上翼缘的上表面水平、下表面倾斜，所述下翼缘的上表面水平、下表面倾斜。
10.根据权利要求2所述的梁柱加强型节点，其在安装时，采用所述高强螺栓作为定位螺栓将所述梁腹板连接于所述柱翼缘的剪切板上，所述梁纵向变厚度翼缘全熔透单面坡口焊接于所述柱翼缘，待所述梁翼缘与所述柱翼缘焊好后，再拧紧所述高强螺栓，完成全部安装过程。
【专利摘要】本发明公开了一种梁端部翼缘变厚度的新型梁柱加强型节点。该加强型节点由纵向变截面钢板作翼缘的梁与柱栓焊连接而成。本节点根据受力形式，采用节点处一定区域内梁翼缘变厚度，通过设计计算选择合理的厚度变化坡度，保证节点的强度、刚度和耗能能力。安装时，高强螺栓首先作为定位螺栓将梁腹板连接于柱翼缘的剪切板上，梁纵向变厚度翼缘全熔透单面坡口焊接于柱翼缘，待梁翼缘与柱翼缘焊好后，再拧紧高强螺栓，完成全部安装过程。本发明采用的节点，翼缘与加强盖板实现一体化，避免了局部应力集中和焊接产生的影响，加工安装步骤简单，材料利用率高，施工成本低，既能保证节点的强度、刚度，且耗能能力强，可用于抗震设防区。
【IPC分类】E04B1-98, E04B1-58
【公开号】CN104863267
【申请号】CN201510202432
【发明人】王元清, 刘明, 刘晓玲, 李新玲, 杨军, 李文斌
【申请人】清华大学, 鞍钢股份有限公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年4月24日