一种高性能钢框架结构

1.本发明属于高性能钢框架结构技术领域，具体涉及一种高性能钢框架结构。


背景技术：

2.我国结构工程的未来是发展高性能结构，也就包括高性能钢框架结构。而高性能钢框架结构的特征是：大量使用热轧型钢高承载构件和螺栓连接，并且具有高承载力和抗震性能。现有钢框架结构采用热轧h型钢技术的承载力一般较低，抗震性能一般，结构性能低。而采用钢板焊接技术的钢框架，由于焊接量大、碳排放高，不利于“双碳”战略。
3.为提高热轧h型钢承载能力，采用热轧h型钢组合构件是目前的技术发展趋势。目前的组合方式有闭口截面和开口截面。由于闭口截面不易与钢梁进行刚性连接，所以组合开口截面是好的选择。h型钢柱目前的组合方式多是焊接，采用螺栓连接的也都是组合成t形和十字形。t形和十字形h型钢组合柱的抗扭刚度差，稳定性不好。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种高性能钢框架结构，其设计新颖合理，用三个热轧h型钢通过螺栓连接组合成双轴对称工字形柱，抗扭刚度好，稳定性强，将两个热轧h型钢制作的蜂窝梁翼缘相对齐焊接成新型的蜂窝组合箱梁，蜂窝组合箱梁抗扭刚度大，整体稳定性好，避免采用单个蜂窝梁导致的抗扭刚度差、整体稳定性差，地震作用下易失稳的问题，同时蜂窝孔可满足高性能钢框架结构内部走线问题，且减轻结构自重，便于推广使用。
5.为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种高性能钢框架结构，其特征在于：包括多个呈阵列式排布的双轴对称工字形柱，每个双轴对称工字形柱上由下至上依次设置有多个节点连接件，多个呈阵列式排布的双轴对称工字形柱中同排或同列中相邻的两个双轴对称工字形柱等高位置处的两个节点连接件之间通过蜂窝组合箱梁连接，蜂窝组合箱梁的两端均通过梁柱连接组件与两侧的节点连接件连接；
6.所述双轴对称工字形柱包括并排平行设置的第一分肢h型钢和第二分肢h型钢，第一分肢h型钢和第二分肢h型钢之间通过第三分肢h型钢连接，第三分肢h型钢的一个翼缘板与第一分肢h型钢的腹板连接，第三分肢h型钢的另一个翼缘板与第二分肢h型钢的腹板连接；
7.所述节点连接件包括包裹在双轴对称工字形柱外侧的四个连接板；
8.所述蜂窝组合箱梁包括呈上下平行设置的箱梁上翼缘板和箱梁下翼缘板，箱梁上翼缘板和箱梁下翼缘板之间通过两个呈竖向平行设置的箱梁第一腹板和箱梁第二腹板连接，箱梁第一腹板和箱梁第二腹板上沿长度方向开设有多个相对设置的蜂窝孔，箱梁第一腹板和箱梁第二腹板的两端均开设有多个螺栓连接孔；
9.所述梁柱连接组件包括均与对应的连接板连接的上盖板、下盖板、第一腹板连接板和第二腹板连接板，箱梁上翼缘板一端外侧通过上盖板与对应的连接板连接，箱梁下翼
缘板一端外侧通过下盖板与对应的连接板连接，箱梁第一腹板一端外侧通过第一腹板连接板与对应的连接板连接，箱梁第二腹板一端外侧通过第二腹板连接板与对应的连接板连接。
10.上述的一种高性能钢框架结构，其特征在于：所述第三分肢h型钢的一个翼缘板通过两列第一高强螺栓与第一分肢h型钢的腹板连接，第三分肢h型钢的另一个翼缘板通过两列第一高强螺栓与第二分肢h型钢的腹板连接。
11.上述的一种高性能钢框架结构，其特征在于：所述四个连接板包括两个相对设置的第一连接板和两个相对设置的第二连接板，第一连接板设置在第一分肢h型钢和第二分肢h型钢同侧的翼缘板外侧，一个第二连接板设置在第一分肢h型钢两个翼缘板之间的外侧，另一个第二连接板设置在第二分肢h型钢两个翼缘板之间的外侧，第一连接板通过多个第一内隔板与双轴对称工字形柱连接，第二连接板通过多个第二内隔板与双轴对称工字形柱连接。
12.上述的一种高性能钢框架结构，其特征在于：所述蜂窝组合箱梁由并排平行设置的第一h型钢蜂窝梁和第二h型钢蜂窝梁焊接形成，第一h型钢蜂窝梁和第二h型钢蜂窝梁同侧的一组翼缘板焊接形成箱梁上翼缘板，第一h型钢蜂窝梁和第二h型钢蜂窝梁同侧的另一组翼缘板焊接形成箱梁下翼缘板，第一h型钢蜂窝梁的腹板为箱梁第一腹板，第二h型钢蜂窝梁的腹板为箱梁第二腹板。
13.上述的一种高性能钢框架结构，其特征在于：所述第一腹板连接板上开设有与箱梁第一腹板一端的多个螺栓连接孔适配的通孔，第二腹板连接板上开设有与箱梁第二腹板一端的多个螺栓连接孔适配的通孔，第一腹板连接板和箱梁第一腹板、以及第二腹板连接板和箱梁第二腹板均通过多个第二高强螺栓连接。
14.本发明的有益效果是，设计新颖合理，用三个热轧h型钢通过螺栓连接组合成双轴对称工字形柱，抗扭刚度好，稳定性强，将两个热轧h型钢制作的蜂窝梁翼缘相对齐焊接成新型的蜂窝组合箱梁，蜂窝组合箱梁抗扭刚度大，整体稳定性好，避免采用单个蜂窝梁导致的抗扭刚度差、整体稳定性差，地震作用下易失稳的问题，同时蜂窝孔可满足高性能钢框架结构内部走线问题，且减轻结构自重，便于推广使用。
15.下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
16.图1为本发明的结构示意图。
17.图2为本发明双轴对称工字形柱的结构示意图。
18.图3为本发明蜂窝组合箱梁的结构示意图。
19.图4为本发明双轴对称工字形柱、蜂窝组合箱梁、节点连接件和梁柱连接组件的连接关系示意图。
20.图5为图4的组装结构示意图。
21.附图标记说明:
22.1—双轴对称工字形柱；
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1-1—第一分肢h型钢；
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1-2—第二分肢h型钢；
23.1-3—第三分肢h型钢；
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1-4—第一高强螺栓；
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2—蜂窝组合箱梁；
24.2-1—第一h型钢蜂窝梁； 2-2—第二h型钢蜂窝梁；
25.3—节点连接件；
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3-1—第一连接板；
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3-2—第二连接板；
26.3-3—第一内隔板；
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3-4—第二内隔板；
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4—梁柱连接组件；
27.4-1—上盖板；
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4-2—下盖板；
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4-3—第一腹板连接板；
28.4-4—第二腹板连接板；
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4-5—第二高强螺栓；
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201—箱梁上翼缘板；
29.202—箱梁下翼缘板；
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203—箱梁第一腹板；
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204—箱梁第二腹板；
30.205—蜂窝孔；
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206—螺栓连接孔。
具体实施方式
31.如图1至图5所示，本发明包括多个呈阵列式排布的双轴对称工字形柱1，每个双轴对称工字形柱1上由下至上依次设置有多个节点连接件3，多个呈阵列式排布的双轴对称工字形柱1中同排或同列中相邻的两个双轴对称工字形柱1等高位置处的两个节点连接件3之间通过蜂窝组合箱梁2连接，蜂窝组合箱梁2的两端均通过梁柱连接组件4与两侧的节点连接件3连接；
32.所述双轴对称工字形柱1包括并排平行设置的第一分肢h型钢1-1和第二分肢h型钢1-2，第一分肢h型钢1-1和第二分肢h型钢1-2之间通过第三分肢h型钢1-3连接，第三分肢h型钢1-3的一个翼缘板与第一分肢h型钢1-1的腹板连接，第三分肢h型钢1-3的另一个翼缘板与第二分肢h型钢1-2的腹板连接；
33.需要说明的是，用三个热轧h型钢通过螺栓连接组合成双轴对称工字形柱，抗扭刚度好，稳定性强。
34.所述节点连接件3包括包裹在双轴对称工字形柱1外侧的四个连接板；
35.需要说明的是，四个连接板与双轴对称工字形柱1连接时，可根据实际情况采用焊接或栓接。
36.所述蜂窝组合箱梁2包括呈上下平行设置的箱梁上翼缘板201和箱梁下翼缘板202，箱梁上翼缘板201和箱梁下翼缘板202之间通过两个呈竖向平行设置的箱梁第一腹板203和箱梁第二腹板204连接，箱梁第一腹板203和箱梁第二腹板204上沿长度方向开设有多个相对设置的蜂窝孔205，箱梁第一腹板203和箱梁第二腹板204的两端均开设有多个螺栓连接孔206；
37.需要说明的是，将两个热轧h型钢制作的蜂窝梁翼缘相对齐焊接成新型的蜂窝组合箱梁，蜂窝组合箱梁抗扭刚度大，整体稳定性好，避免采用单个蜂窝梁导致的抗扭刚度差、整体稳定性差，地震作用下易失稳的问题，同时蜂窝孔可满足高性能钢框架结构内部走线问题，且减轻结构自重。
38.所述梁柱连接组件4包括均与对应的连接板连接的上盖板4-1、下盖板4-2、第一腹板连接板4-3和第二腹板连接板4-4，箱梁上翼缘板201一端外侧通过上盖板4-1与对应的连接板连接，箱梁下翼缘板202一端外侧通过下盖板4-2与对应的连接板连接，箱梁第一腹板203一端外侧通过第一腹板连接板4-3与对应的连接板连接，箱梁第二腹板204一端外侧通过第二腹板连接板4-4与对应的连接板连接。
39.需要说明的是，箱梁上翼缘板201一端外侧通过上盖板4-1与对应的连接板连接时，由于接触面积充足，可根据实际情况采用焊接或栓接；箱梁下翼缘板202一端外侧通过下盖板4-2与对应的连接板连接同理。
40.本实施例中，所述第三分肢h型钢1-3的一个翼缘板通过两列第一高强螺栓1-4与第一分肢h型钢1-1的腹板连接，第三分肢h型钢1-3的另一个翼缘板通过两列第一高强螺栓1-4与第二分肢h型钢1-2的腹板连接。
41.本实施例中，所述四个连接板包括两个相对设置的第一连接板3-1和两个相对设置的第二连接板3-2，第一连接板3-1设置在第一分肢h型钢1-1和第二分肢h型钢1-2同侧的翼缘板外侧，一个第二连接板3-2设置在第一分肢h型钢1-1两个翼缘板之间的外侧，另一个第二连接板3-2设置在第二分肢h型钢1-2两个翼缘板之间的外侧，第一连接板3-1通过多个第一内隔板3-3与双轴对称工字形柱1连接，第二连接板3-2通过多个第二内隔板3-4与双轴对称工字形柱1连接。
42.本实施例中，所述蜂窝组合箱梁2由并排平行设置的第一h型钢蜂窝梁2-1和第二h型钢蜂窝梁2-2焊接形成，第一h型钢蜂窝梁2-1和第二h型钢蜂窝梁2-2同侧的一组翼缘板焊接形成箱梁上翼缘板201，第一h型钢蜂窝梁2-1和第二h型钢蜂窝梁2-2同侧的另一组翼缘板焊接形成箱梁下翼缘板202，第一h型钢蜂窝梁2-1的腹板为箱梁第一腹板203，第二h型钢蜂窝梁2-2的腹板为箱梁第二腹板204。
43.本实施例中，所述第一腹板连接板4-3上开设有与箱梁第一腹板203一端的多个螺栓连接孔206适配的通孔，第二腹板连接板4-4上开设有与箱梁第二腹板204一端的多个螺栓连接孔206适配的通孔，第一腹板连接板4-3和箱梁第一腹板203、以及第二腹板连接板4-4和箱梁第二腹板204均通过多个第二高强螺栓4-5连接。
44.本发明使用时，提出将双轴对称工字形柱1和蜂窝组合箱梁2，通过节点连接件3和梁柱连接组件4连接，节点连接件3和梁柱连接组件4连接双轴对称工字形柱1和蜂窝组合箱梁2时连接形式多样，满足高性能钢框架结构的高承载、高抗震性能。具有“延性好、承载力高、施工性好、低碳排放”的特点，结构性能高。本发明促进在工程中合理、有序使用热轧h型钢产品，是一项利国利民的举措。
45.以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。