高层框架中楼层边梁与竖向构件的间距连接抗扭节点的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及超高层框架核心筒结构，尤其涉及高层框架中楼边梁和竖向构件之间的连接节点。
【背景技术】
[0002]某不规则高层框架核心筒结构，平面形状为直角三角形，楼层梁采用H型钢截面，斜边也采用H型钢封边，对应的立面采用交叉钢管混凝土柱。由于框架平面不规则，导致交叉钢管混凝土柱不在楼层梁的延伸线上，因此采用斜肋柱与边梁连接的形式。斜肋柱采用内幕墙形式，导致斜肋柱与边梁不在一个平面上，存在一定的间距，只能通过过渡构件连接，这里采用圆管短梁(即stub beam)间接连接。
[0003]从受力来看，stub beam是水平构件，需要将楼层的竖向荷载传递给斜肋柱，因此存在横向荷载的剪切作用及由此导致的弯矩；同时水平短梁也作为斜肋柱的侧向支撑，用于减少其计算长度，从而保证其稳定性，因此stub beam还存在轴向压力。stub beam中心与边梁形心对齐，其轴力对楼层板存在偏心作用；也对边梁产生面外方向的剪力和侧向弯矩，同时轴力直接作用于H型钢的腹板上，局部影响也比较大，因此需要加强H型钢边梁的面外抵抗能力。
[0004]stub beam将分离的梁柱连接在一起,设计难度会大得多,这种连接形式在本工程中首次用到。
【发明内容】
[0005]本发明旨在克服现有技术的缺陷，提供一种高层框架中楼层边梁与竖向构件的间距连接抗扭节点。本发明将竖向构件裸露在楼层范围之外，既美观又可以最大限度的利用楼层内的空间。
[0006]本发明一种高层框架中楼层边梁与竖向构件的间距连接抗扭节点，所述的楼层边梁和竖向构件之间通过一个圆管短梁连接，该圆管短梁一端焊接在竖向构件的壁上，另一端设有封闭板，该封闭板固定贴合连接在边梁的腹板上，边梁腹板的另一侧设有横向的T形加强筋。
[0007]所述的高层框架中楼层边梁与竖向构件的间距连接抗扭节点，所述封闭板同侧梁腹板通过焊接和/或螺栓连接固定。
[0008]所述的高层框架中楼层边梁与竖向构件的间距连接抗扭节点，所述T形加强筋还设有翼缘板。
[0009]本发明所面临的技术难点有:
1.相对于竖向构件，楼层荷载存在偏心。由于楼层荷载较大，导致竖向构件承担较大的弯矩。
[0010]2.边梁承担扭矩。楼层的竖向荷载经过stub beam传递给竖向构件,导致边梁受扭。由于边梁为H型钢，为开口截面，抗扭的承载力较小，因此必须采取有效措施保证边梁的受力跟合理。
[0011]3.stub beam承担弯矩和轴力。楼层的水平荷载经过stub beam传递给竖向构件。
[0012]4.边梁节点同时作为竖向构件的侧向支撑，边梁节点承担的水平力大小为竖向构件轴力的10%;并且该水平力对边梁来说存在偏心，导致边梁弱轴受弯。
[0013]本发明采用竖向构件、stub beam和边梁来解决这些问题。竖向构件与stub beam之间为相贯连接，stub beam与边梁采用端板螺栓连接或螺栓连接。其中竖向构件与stubbeam可知工厂焊接成整体,既可减少现场焊接工作量,又能保证焊接质量；stub beam与边梁可根据节点的具体情况选择用螺栓连接或者现场焊接连接。
[0014]本发明将竖向构件裸露在楼层范围之外，既美观又可以最大限度的利用楼层内的空间。能将楼层荷载安全的传递到竖向构件之外，还能依靠面内刚度大楼层为竖向构件提供侧向支撑，可以很大限度地缩短竖向构件的有效计算长度。
【附图说明】
[0015]图1为本发明示意图；
图2为边梁连接节点示意图。
【具体实施方式】
[0016]如图所示，本发明高层框架中楼层边梁与竖向构件的间距连接抗扭节点采用圆管短梁I (这里称为stub beam)，来连接竖向承载构件2与楼层工字形边梁3，同时在工字形边梁腹板的另一侧，采用T型加筋4来抵抗工字形边梁的扭矩；考虑到与腹板连接的需要，圆管短梁增设端板5，T型加筋增设翼缘形成横放的工字形，采用螺栓连接，将圆管短梁端板、边梁腹板及T型加劲的连接翼缘连接在一起，使边梁腹板局部加厚，增加其抗屈曲能力，整体刚度也得到加强，对楼板的偏心作用减弱，达到较为完善的效果。竖向构件与stub beam之间为相贯连接，stub beam与边梁采用封闭端板并用螺栓连接或焊接连接。其中竖向构件与stub beam可先行在工厂焊接成整体，既可减少现场焊接工作量,又能保证焊接质量；stub beam与边梁可根据节点的具体情况选择用螺栓连接或者现场焊接连接。
[0017]Stub beam构件的设计方法:
1.计算模型中各工况下Stubbeam构件的内力；
2.两个方向(平行于Stubbeam轴线方向和垂直于Stub beam轴线方向)的水平力，其荷载取值分别为竖向构件轴力的10%，其目的是为竖向构件提供侧向支撑。
[0018]T型加劲的设计方法:
由于该T型加劲在计算模型中没有体现，故，为该T型加劲建立单独的计算模型，以获取其设计内力。计算模型建立的原则为:将边梁删除，仅考虑Stub beam和T型加劲，将T型加劲作为构件与Stub beam连接。在T型加劲两端施加约束,在Stub beam的自由端施加荷载。考虑两种类型的荷载:
1.计算模型中各标准工况下Stubbeam构件(自由端位置)的水平位移；
2.由Stubbeam构件传递来的两个方向的水平力，其荷载取值分别为竖向构件轴力的
10%。
【主权项】
1.一种高层框架中楼层边梁与竖向构件的间距连接抗扭节点，其特征在于，所述的楼层边梁和竖向构件之间通过一个圆管短梁连接，该圆管短梁一端焊接在竖向构件的壁上，另一端设有封闭板，该封闭板固定贴合连接在边梁的腹板上，边梁腹板的另一侧设有横向的T形加强筋。2.根据权利要求1所述的高层框架中楼层边梁与竖向构件的间距连接抗扭节点，其特征在于，所述封闭板同侧梁腹板通过焊接和/或螺栓连接固定。3.根据权利要求1所述的高层框架中楼层边梁与竖向构件的间距连接抗扭节点，其特征在于，所述T形加强筋还设有翼缘板。
【专利摘要】本发明涉及平面不规则的高层框架结构，尤其涉及高层框架中楼层边梁和竖向构件之间存在间距时的连接节点。一种高层框架中楼层边梁与竖向构件的间距连接抗扭节点，所述的楼层边梁和竖向构件之间通过一个圆管短梁连接，该圆管短梁一端焊接在竖向构件的壁上，另一端设有封闭板，该封闭板固定贴合连接在边梁的腹板上，边梁腹板的另一侧设有横向的T形加强梁。本发明将竖向构件裸露在楼层范围之外，既美观又可以最大限度的利用楼层内的空间。
【IPC分类】E04B1/58
【公开号】CN105625583
【申请号】CN201410599932
【发明人】罗兴隆, 尹洪冰
【申请人】上海宝冶集团有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2014年10月31日