一种半刚性拼接梁的钢框架结构的制作方法

本实用新型属于钢结构领域，尤其涉及一种半刚性拼接梁的钢框架结构。

背景技术：

钢结构具有自重轻、抗震性能好、建筑品质高的特点，因此钢结构经常被用作建筑材料。

在钢结构建筑中半刚性拼接梁的钢框架结构是被广泛使用的，半刚性拼接梁的钢框架结构需要使用连接结构进行连接稳固，但现有的连接方式中较多的采用刚性连接方式，例如：

(1)如图1中a所示，现有技术中应用的连接板加螺栓连接；

(2)如图1中b、c所示，现有技术中应用的栓焊组合连接和全焊接连接；

然而采用现有的连接板加螺栓的方式需装配的构件较多，涉及焊接的连接方式需要使用大量的设备和人力，因此现有技术中存在现场施工复杂，施工效率较为低下，施工质量难以保证的问题。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种半刚性拼接梁的钢框架结构，旨在解决施工难度大，建筑施工复杂的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型是这样实现的，一种半刚性拼接梁的钢框架结构，包括：支撑柱、端部梁、横梁和梁拼接结构；所述支撑柱设置有多根且竖直设置，所述端部梁设置在所述支撑柱上，所述端部梁与所述支撑柱垂直，对应两个所述支撑柱上的相应的所述端部梁相对设置，所述横梁设置在所述端部梁之间，所述横梁的第一端连接在对应两个支撑柱中的其中一个端部梁上，所述横梁的第二端连接在对应两个支撑柱中的另一个端部梁上；所述端部梁和所述横梁之间采用所述梁拼接结构相连接，所述梁拼接结构包括：第一端板、第二端板、连接螺栓组件，所述横梁两端均设置有第一端板，第二端板设置在所述端部梁的自由端上，连接螺栓组件穿设于所述第一端板和所述第二端板上。

进一步地，所述第一端板的板面垂直于所述横梁的中心线，所述第二端板的板面垂直于所述端部梁的中心线，所述第一端板和所述第二端板相匹配。

进一步地，所述第一端板的板面与所述横梁的中心线成预定夹角设置，所述第二端板的板面与所述端部梁的中心线成预定夹角设置，且所述第一端板和所述第二端板相匹配。

进一步地，所述第一端板和所述第二端板上均开设有位置相对应的螺栓孔，其中，所述连接螺栓组件包括连接螺栓与连接螺母，所述连接螺栓穿设于所述螺栓孔内，所述连接螺母连接于所述连接螺栓上以固定所述第一端板和所述第二端板。

进一步地，所述螺栓孔在竖直方向上等距间隔排列，且所述螺栓孔相对于所述横梁或所述端部梁的腹板对称。

进一步地，所述支撑柱采用钢柱，所述端部梁和所述横梁均采用H型钢，所述端部梁通过焊接方式与所述支撑柱固定。

进一步地，所述第一端板焊接固定在所述横梁上，所述第二端板焊接固定在所述端部梁上。

进一步地，所述第一端板的高度为H，所述横梁的高度为h，H小于或等于 h，所述第二端板的高度为H'，所述端部梁的高度为h'，H'小于或等于h'；所述第一端板的宽度为D，所述横梁的宽度为d，D小于或等于d，所述第二端板的宽度为D'，所述端部梁的宽度为d'，D'小于或等于d'。

进一步地，所述端部梁的自由端至与该端部梁连接的所述支撑柱的中心线之间的距离不小于H且不大于1.2m。

进一步地，每个所述支撑柱上均设置有多个所述端部梁，且每个所述支撑柱上的多个所述端部梁沿着所述支撑柱的中心线延伸方向间隔排列。

本实用新型的半刚性拼接梁的钢框架结构与现有技术相比，有益效果在于：

1、端部梁和支撑柱在工厂焊接预制，形成牢固的梁柱强节点，同时第一端板和第二端板在工厂中焊接固定在横梁和端部梁上并且开设螺栓孔，在进行半刚性拼接梁的钢框架结构的现场安装时，将横梁的第一端板和端部梁的第二端板匹配，并采用连接螺栓组件连接，安装操作更加方便简单，施工效率更高，施工质量更好；

2、采用端板和连接螺栓组件连接横梁和端部梁形成的梁拼接结构为半刚性节点，并且连接螺栓组件不会突出于横梁或端部梁的外侧表面，使得横梁和端部梁的连接处更加平整，便于与屋面板或墙板的连接；

3、现场全螺栓连接，大大减少了焊接操作，更加绿色环保，半刚性拼接梁的钢框架结构在工厂中预制完成，使得在现场施工时避免材料的浪费，节约了成本。

附图说明

图1是现有技术中钢框架连接结构的示意图；

图2是本实用新型实施例一的半刚性拼接梁的钢框架结构的整体结构示意图；

图3是图2中细节A的放大图；

图4是图3中的1-1剖面图；

图5是本实用新型实施例一中横梁和第一端板的结构示意图；

图6是本实用新型实施例一中端部梁和第二端板的结构示意图；

图7是本实用新型实施例二中优选的半刚性拼接梁的钢框架结构示意图；

图8是本实用新型实施例二中次选的半刚性拼接梁的钢框架结构示意图。

在附图中，各附图标记表示：1、支撑柱；2、端部梁；3、横梁；4、梁拼接结构；41、第一端板；42、第二端板；43、连接螺栓组件；5、腹板。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例一：

在本实施例中，如图2-3所示，半刚性拼接梁的钢框架结构包括：支撑柱 1、端部梁2、横梁3和梁拼接结构4。

支撑柱1设置有多根且竖直设置，端部梁2设置在支撑柱1上，端部梁2 与支撑柱1垂直，对应两个支撑柱1上的相应的端部梁2相对设置，横梁3设置在端部梁2之间，横梁3的第一端连接在对应两个支撑柱1中的其中一个端部梁2上，横梁3的第二端连接在对应两个支撑柱1中的另一个端部梁2上；端部梁2和横梁3之间采用梁拼接结构4相连接，梁拼接结构4包括：第一端板41、第二端板42、连接螺栓组件43，横梁3两端均设置有第一端板41，第二端板42设置在端部梁2的自由端上，连接螺栓组件43穿设于第一端板41 和第二端板42上。

端部梁2和支撑柱1在工厂焊接预制，形成牢固的梁柱强节点，同时第一端板41和第二端板42在工厂中焊接固定在横梁3和端部梁2上并且开设螺栓孔，在进行半刚性拼接梁的钢框架结构的现场安装时，将横梁3的第一端板41 和端部梁2的第二端板42匹配，并采用连接螺栓组件43连接，安装操作更加方便简单，施工效率更高，施工质量更好；采用端板和连接螺栓组件43连接横梁3和端部梁2形成的梁拼接结构4为半刚性节点，并且连接螺栓组件43不会突出于横梁3或端部梁2的外侧表面，使得横梁3和端部梁2的连接处更加平整，便于与屋面板或墙板的连接；现场全螺栓连接，大大减少了焊接操作，更加绿色环保，半刚性拼接梁的钢框架结构在工厂中预制完成，使得在现场施工时避免材料的浪费，节约了成本。

具体地，在本实施例中，第一端板41的板面垂直于横梁3的中心线，第二端板42的板面垂直于端部梁2的中心线，第一端板41和第二端板42相匹配，第一端板41和第二端板42的厚度可以根据承载力需求进行调整。

为了使横梁3和端部梁2之间连接紧密，第一端板41和第二端板42上均开设有位置相对应的螺栓孔，螺栓孔在竖直方向上等距间隔排列，且螺栓孔相对于横梁3或端部梁2的腹板5对称，其中，连接螺栓组件43包括连接螺栓与连接螺母，在本实施例中，连接螺栓采用高强度螺栓，优选的采用摩擦型高强度螺栓，连接螺栓穿设于螺栓孔内，连接螺母连接于连接螺栓上以固定第一端板41和第二端板42，为了使横梁3和端部梁2之间连接更加可靠，在满足规范最小间距要求的情况下连接螺栓组件43尽量满布端板板面；通过改变第一端板41和第二端板42的厚度尺寸，以及改变连接螺栓组件43的使用数量、间距、大小、布置位置等，可以改变梁拼接结构4本身的刚度，从而起到对整个拼接梁段，甚至梁柱结构的弯矩值的调整再分配，并且通过调整端部梁2和横梁3 的截面尺寸和长度，可以改变三段梁的刚度，以满足整体半刚性拼接梁的钢框架结构的最佳受力性能要求。

在本实施例中，支撑柱1采用钢柱材料，端部梁2和横梁3均采用H型钢，端部梁2通过焊接方式与支撑柱1固定，第一端板41焊接固定在横梁3上，第二端板42焊接固定在端部梁2上，并且焊接工作均在工厂中完成，从而避免在施工现场采用焊接方式，减少设备和人力的使用，更加节约成本，并且更加环保。

结合图2、图5和图6，第一端板41的高度为H，横梁3的高度为h，H小于或等于h，第二端板42的高度为H'，端部梁2的高度为h'，H'小于或等于 h'；第一端板41的宽度为D，横梁3的宽度为d，D小于或等于d，第二端板 42的宽度为D'，端部梁2的宽度为d'，D'小于或等于d'，如此，与现有技术相比，可以使梁拼接结构4的侧表面更加平整，从而使半刚性拼接梁的钢框架结构与其他建筑结构进行衔接时安装更加方便，连接更加紧密。

为了保证梁拼接结构4的可靠性，端部梁2的自由端至与该端部梁2连接的支撑柱1的中心线之间的距离不小于H且不大于1.2m。

为了满足钢结构建筑的多层结构设置需求，每个支撑柱1上均设置有多个端部梁2，且每个支撑柱1上的多个端部梁2沿着支撑柱1的中心线延伸方向间隔排列。

实施例二：

本实施例中的半刚性拼接梁的钢框架结构与其他实施例的区别在于，第一端板41的板面与横梁3的中心线成预定夹角设置，第二端板42的板面与端部梁2的中心线成预定夹角设置，且第一端板41和第二端板42相匹配。

优选的，如图7所示，第一端板41的板面与横梁3的中心线之间夹角设置为45°，使得横梁3两端的梁拼接结构4成倒八字形，在横梁3受到竖直向下的力时，在梁拼接结构4中，连接螺栓会受到沿着第一端板41板面朝下方向的剪切力和端部梁2的第二端板42受到沿着端部梁2中心线方向的轴向压力，从而将横梁3承载稳定。与第一端板41和第二端板42均垂直于横梁3的中心线时相比，梁拼接结构4所受剪力更小，因此能大大减少梁拼接结构4中连接螺栓受剪力破坏的情况发生，使得梁拼接结构4的可靠性更好，因此进一步地提高了半刚性拼接梁的钢框架结构的稳定性。

次选的，如图8所示，第一端板41的板面与横梁3的中心线之间夹角设置为45°，使得横梁3两端的梁拼接结构4成正八字形，在横梁3受到竖直向下的力时，梁拼接结构4会受到沿着第一端板41板面朝下方向的剪切力和沿着端部梁2中心线方向的轴向拉力(剪切力和轴向拉力均主要由连接螺栓组件43 承受)，与第一端板41和第二端板42均垂直于横梁3的中心线时相比，梁拼接结构4所受剪力更小，因此能大大减少连接螺栓受剪力破坏的情况发生，使得梁拼接结构4的可靠性更好，因此进一步地提高了半刚性拼接梁的钢框架结构的稳定性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。