一种无横隔板的钢梁与钢管柱刚接节点的制作方法

本发明属于钢结构建筑技术领域，涉及一种无横隔板的钢梁与钢管柱刚接节点。

背景技术：

钢结构若设计或施工不当，特别是钢框架梁柱节点的连接构造处理不合理，在发生强烈地震时，会产生较严重的震害。1994年美国的诺斯里奇地震、1995年日本的阪神地震后，许多国家和地区专家学者对钢框架梁柱节点的抗震性能与破坏机理做了广泛的调查和深入的研究，并做了大量的试验分析，提出了多种抗震性能有所改进的节点做法。由于工程的抗震设防烈度、工程所在的场地类别、结构体系、结构的布置、构件尺寸、环境条件等的不同，钢框架梁柱节点连接及其抗震性能要求也不同；焊接施工方法、工艺孔的形状与制作、焊条材质、垫板的定位焊条件、引弧板形状和材质、焊工的素质水平、制作运输与安装现场的管理等因素对梁柱节点连接质量及其抗震性能均有较大的影响。因此，在设计中应根据具体工程具体分析，综合考虑各种因素来确定合理的梁柱节点连接方式。但目前研究关于梁柱节点的设计存在刚度弱的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种构造简单、传力可靠，能有效保证施工性能，降低用钢量并能节约成本的无横隔板的钢梁与钢管柱刚接节点，用于解决梁柱节点刚接效果较弱的技术问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种无横隔板的钢梁与钢管柱刚接节点，包括竖直设置且内部浇筑有混凝土的钢管柱以及沿水平方向架设在相邻两钢管柱之间的钢梁，所述的钢管柱内部沿垂直于钢管柱截面高度的方向设有一对竖向隔板，并且每个竖向隔板和与其相应一侧的钢管柱之间围设成一连接腔，该连接腔中设有钢板肋。

所述的竖向隔板设置在钢梁高度的±100mm范围内。

所述的钢板肋的位置与钢梁的梁腹板的位置相对应。

所述的钢板肋设置在钢梁高度的±100mm范围内。

所述的钢板肋的厚度与钢管柱的柱臂的厚度相同。

所述的钢管柱的柱臂的厚度为12mm。

所述的钢板肋的长度为50mm。

当钢梁的宽度大于300mm时，所述的连接腔中仅设有一道钢板肋。

所述的节点设置在钢梁高度的±150mm范围内。

所述的钢管柱为截面为矩形的钢管柱。

所述的钢梁为工字型钢梁。

与现有技术相比，本发明钢梁与钢管柱刚接节点的结构中，由于矩形钢管柱尺寸较小，为保证混凝土浇筑，设置竖向隔板，避免横隔板的阻挡。同时因矩形钢管柱设置了钢板肋，解决了宽厚比超限的问题，因此节点区局部加厚柱壁。该节点设置在钢梁高度的±150mm范围内，矩形钢管柱的柱壁加厚至12mm。为达到节点刚接效果，该区域内局部设置竖向隔板和钢板肋。由于未设置横隔板，混凝土浇筑具有质量保证。特殊节点设计，避免横隔板，保证施工性能，能够有效降低用钢量，节约成本。通过节点有限元计算，本发明节点在荷载最不利情况下，变形仍呈线性增加节点处在弹性范围内，可广泛应用于钢结构体系中。

附图说明

图1为实施例1主视结构示意图；

图2为实施例1俯视结构示意图；

图3为实施例1应用于三根工字型钢梁装配时的结构示意图；

图4为实施例2应用于两根工字型钢梁装配时的结构示意图；

图5为实施例3应用于四根工字型钢梁装配时的结构示意图；

图6为实施例1-3三类典型节点有限元分析计算结果曲线；

图中标记说明：

1—钢管柱、2—钢梁、3—竖向隔板、4—连接腔、5—钢板肋、6—梁腹板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1：

如图1-2所示，一种无横隔板的钢梁与钢管柱刚接节点，包括竖直设置且内部浇筑有混凝土的钢管柱1以及沿水平方向架设在相邻两钢管柱1之间的钢梁2，钢管柱1内部沿垂直于钢管柱1截面高度的方向设有一对竖向隔板3，并且每个竖向隔板3和与其相应一侧的钢管柱1之间围设成一连接腔4，该连接腔4中设有钢板肋5。

其中，竖向隔板3设置在钢梁2高度的±100mm范围内。

钢板肋5的位置与钢梁2的梁腹板6的位置相对应，并且钢板肋5设置在钢梁2高度的±100mm范围内。钢板肋5的厚度与钢管柱1的柱臂的厚度相同。

本实施例中，钢管柱1的柱臂的厚度为12mm，钢管柱1为截面为矩形的钢管柱1。钢板肋5的长度为50mm。本实施例节点设置在钢梁2高度的±150mm范围内。钢梁2为工字型钢梁。当钢梁2的宽度大于300mm时，连接腔4中仅设有一道钢板肋5。图3所示，为本实施例节点应用于三根工字型钢梁装配时的结构示意图。

本实施例钢梁与钢管柱刚接节点的结构中，由于矩形钢管柱1尺寸较小，为保证混凝土浇筑，设置竖向隔板3，避免横隔板的阻挡。同时因矩形钢管柱1设置了钢板肋5，解决了宽厚比超限的问题，因此节点区局部加厚柱壁。为达到节点刚接效果，该区域内局部设置竖向隔板3和钢板肋5。由于未设置横隔板，混凝土浇筑具有质量保证，由于采用了特殊的节点设计，避免横隔板，保证施工性能，能够有效降低用钢量，节约成本。

实施例2：

如图4所示，为本实施例节点应用于两根工字型钢梁装配时的结构示意图。

其余同实施例1。

实施例3：

如图5所示，为本实施例节点应用于四根工字型钢梁装配时的结构示意图。

其余同实施例1。

为了验证本发明节点方案的合理性和可行性，根据工程设计，选取了实施例1-3三类典型的节点形式进行有限元分析。三类节点形式如图3-5所示，其中钢管柱1分别于两根工字型钢梁2、三根工字型钢梁2和四根工字型钢梁2相连接。对于每一类节点，在多个最不利荷载组合下进行分析，有限元的计算结果表明，如图6所示，在荷载最不利情况下，变形仍呈线性增加节点处在弹性范围内，满足设计要求，可广泛应用于钢结构体系中。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。