一种十字y形分叉斜柱交叉节点

本技术属于钢结构建筑，涉及一种十字y形分叉斜柱交叉节点。

背景技术：

1、随着建筑行业的发展，柱子的建筑形式已经不再拘泥于传统的圆形柱、方形柱，一些独特的柱子形式因其外形新颖，受到建筑师的喜爱，结构专业需要推进相关技术。

2、十字柱外形独特，但惯性矩较小，并受宽厚比的限制控制局部稳定性；十字y形分叉斜柱分叉点位于主柱的层间区域，会产生应力集中现象，并且次柱对主柱产生较大的轴力引起变形造成较大的二阶效应；对于目前的支撑柱结构有待于改进。

3、专利cn204356899u公开了一种用于变截面的箱型组装x型支撑构件，包括x型支撑本体，及分别设置在x型支撑本体上的第一箱型支撑，及分别设置在第一箱型支撑上的第二箱型支撑。但该专利属于支撑构件，仅考虑了支撑结构的连接关系，且为箱型。

4、专利cn211922982u公开了一种箱型钢管焊接组成的x型立面汇交节点，包括主分隔板组合体、斜柱构件接头、钢梁连接接头以及内部支撑肋板。所述主分隔板组合体为中心支撑构架，将斜柱构件接头和钢梁连接接头相互分隔开；所述斜柱构件接头为由板件焊接组成的箱型钢管接头，与主分隔板组合体对接焊接；所述钢梁连接接头位于节点水平两侧，刚性栓焊于主分隔板组合体上；所述内部支撑肋板位于主分隔板组合体内部，作为节点内部的板件局部侧向支撑。但该专利仅考虑了箱型钢管节点处在平面内存在钢梁约束的情况，为常规的节点区域。

5、专利cn206205269u公开了一种十字箱型截面钢柱结构，包括十字箱型柱和底座，底座设于基础的预留槽内；十字箱型柱由大底板、大盖板、中腹板、外腹板、上腹板、下腹板、上盖板和下盖板通过焊接形成整体；十字箱型柱与混凝土梁板连接处设有加劲板，加劲板上焊接连接筋，混凝土梁板的主筋通过钢筋连接器与连接筋连接；十字箱型柱的下部外表面设置栓钉和外包混凝土；底座由一段长度为1.0m的十字箱型柱、底座加劲板、底座连接板、底座隔板、底座板焊接而成；基础的基础钢筋骨架穿过底座上的贯穿孔，通过钢筋连接栓与底座连为整体。但该专利仅考虑梁柱节点间的关系，且柱子为直柱，当柱子倾斜时，结构关系相对更为复杂；该专利未考虑两根y形斜柱层间区域交叉相交时产生的二阶效应及应力集中对结构的影响。

技术实现思路

1、本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷和满足建筑师的要求而提供一种十字y形分叉斜柱交叉节点，本实用新型结构简单，施工方便，设计合理，便于生产，通过加劲板系统的合理设置实现第二斜柱与第一斜柱之间连接面的连接，避免发生应力集中现象，大大提高了第二斜柱与第一斜柱结构的稳定性和支撑性能。

2、本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、本实用新型提供一种十字y形分叉斜柱交叉节点，该节点包括第一斜柱和第二斜柱，其中第一斜柱和第二斜柱均为十字斜柱，第一斜柱和第二斜柱与水平面均存在一定的角度，并且第一斜柱与第二斜柱之间存在一定的角度，第二斜柱与第一斜柱相交，第二斜柱的柱底位于第一斜柱的层间范围，由于十字斜柱和层间交叉节点的特殊性，此节点构造较为复杂，第一斜柱与第二斜柱的连接处存在较多的接缝，所述第一斜柱内部的接缝所在平面上设有加劲板。

4、进一步地，所述的第一斜柱包括加劲板以及相互连接形成箱体的第一井字肋板和第一矩形侧板，所述的第一矩形侧板设于第一井字肋板的外侧。

5、进一步地，所述的第一井字肋板作为中心支撑结构包括两个第一矩形横向隔板、两个第一矩形纵向隔板和四个第二矩形纵向隔板，其中两个第一矩形横向隔板平行设置，两个第一矩形横向隔板之间垂直设有两个第一矩形纵向隔板，两个第一矩形横向隔板的上下两侧各垂直设有两个第二矩形纵向隔板。

6、进一步地，所述的第二斜柱包含相互连接形成箱体的第二井字肋板、第二矩形侧板和第三梯形侧板，所述的第二矩形侧板和第三梯形侧板分设于第二井字肋板的外侧，所述的第二矩形侧板设于第二井字肋板的上下两侧，所述的第三梯形侧板设于第二井字肋板的左右两侧。

7、进一步地，所述的第二井字肋板作为中心支撑结构包括两个第二梯形横向隔板、两个第三矩形纵向隔板和四个第四矩形纵向隔板，其中两个第二梯形横向隔板平行设置，两个第二梯形横向隔板之间垂直设有两个第三矩形纵向隔板，两个第二梯形横向隔板的上下两侧各垂直设有两个第四矩形纵向隔板。

8、进一步地，所述的第二井字肋板、第二矩形侧板和第三梯形侧板均贴合连接第一斜柱的外表面，并具有一定的坡度倒角。

9、第一井字肋板与第二井字肋板结构上基本相同，仅为区别主柱与次柱(次柱有破口倒角)，分别命名为第一、第二。另外拼接时焊接后，结构为一个整体，不区分各块板焊接的先后。拼接时第一矩形横向隔板与第二梯形横向隔板垂直相交或者平行相交均可。

10、进一步地，所述的加劲板设置于第一斜柱与第二斜柱的接缝对应第一斜柱的内部水平方向上，包括第一水平加劲板和第二水平加劲板。

11、进一步地，所述第一斜柱与第二斜柱的连接处存在八个接缝，该接缝包括两个第二矩形侧板与第一矩形侧板的两个接缝、两个第三矩形纵向隔板与第一矩形侧板的两个接缝以及四个第四矩形纵向隔板与第一矩形横向隔板的四个接缝。

12、进一步地，所述的两个第二矩形侧板、两个第三矩形纵向隔板分别与第一矩形侧板的四个接缝所在平面上，在第一斜柱的内部水平方向上设有八个第一水平加劲板，八个第一水平加劲板设于两个第一矩形横向隔板的外侧、四个第二矩形纵向隔板的内侧。

13、进一步地，所述的四个第四矩形纵向隔板与第一矩形横向隔板的四个接缝所在平面上，在第一斜柱的内部水平方向上设有四个第二水平加劲板，四个第二水平加劲板设于两个第一矩形横向隔板的内侧、两个第一矩形纵向隔板的外侧。

14、常规的分叉柱往往分叉点在柱顶或者柱底，但是本项目分叉柱位置位于层间区域，这是区别于正常柱子的最大不同，也导致此类柱子后续的分析研究从而保证安全；且分叉柱为y形柱，存在变形后的二阶效应。于是项目团队对节点进行了精细化设计，通过加劲板的合理设置解决了应力集中的问题，所述井字肋板中部加劲板取消有利于生产便利；加劲板设置于两斜柱连接面处，一部分应力扩散到加劲板上，应力集中可以得到缓解，节点安全可靠。

15、与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

16、(1)本实用新型让十字柱和y形交叉斜柱进行融合，不仅结构美观，满足建筑要求，而且受力合理，成本低，具有便于生产、施工效率高的优点；

17、(2)本实用新型加劲板的合理设置，解决了因十字柱的特殊外形和y形分叉斜柱的形式引起的连接面多、容易产生应力集中、第二斜柱的轴力使第一斜柱产生变形引起二阶效应的问题；

18、(3)本实用新型的各加劲板均水平设置，解决了加劲板较多会产生重叠、传力不清晰、与梁加劲肋重叠的问题，实现了第一斜柱与第二斜柱的协调受力，大大提高了结构的稳定性、安全性和支撑性能；中心处未设置加劲板使得更加便于生产，易于施工。

技术特征：

1.一种十字y形分叉斜柱交叉节点，其特征在于，该节点包括第一斜柱(1)和第二斜柱(2)，其中第一斜柱(1)和第二斜柱(2)均为十字斜柱，第二斜柱(2)与第一斜柱(1)相交，第二斜柱(2)的柱底位于第一斜柱(1)的层间范围，第一斜柱(1)与第二斜柱(2)的连接处存在接缝，所述第一斜柱(1)内部的接缝所在平面上设有加劲板(5)。

2.根据权利要求1所述的一种十字y形分叉斜柱交叉节点，其特征在于，所述的第一斜柱(1)包括加劲板(5)以及相互连接形成箱体的第一井字肋板(3)和第一矩形侧板(4)，所述的第一矩形侧板(4)设于第一井字肋板(3)的外侧。

3.根据权利要求2所述的一种十字y形分叉斜柱交叉节点，其特征在于，所述的第一井字肋板(3)包括两个第一矩形横向隔板(9)、两个第一矩形纵向隔板(10)和四个第二矩形纵向隔板(11)，其中两个第一矩形横向隔板(9)平行设置，两个第一矩形横向隔板(9)之间垂直设有两个第一矩形纵向隔板(10)，两个第一矩形横向隔板(9)的两侧各垂直设有两个第二矩形纵向隔板(11)。

4.根据权利要求1所述的一种十字y形分叉斜柱交叉节点，其特征在于，所述的第二斜柱(2)包含相互连接形成箱体的第二井字肋板(6)、第二矩形侧板(7)和第三梯形侧板(8)，所述的第二矩形侧板(7)和第三梯形侧板(8)分设于第二井字肋板(6)的外侧。

5.根据权利要求4所述的一种十字y形分叉斜柱交叉节点，其特征在于，所述的第二井字肋板(6)包括两个第二梯形横向隔板(12)、两个第三矩形纵向隔板(13)和四个第四矩形纵向隔板(14)，其中两个第二梯形横向隔板(12)平行设置，两个第二梯形横向隔板(12)之间垂直设有两个第三矩形纵向隔板(13)，两个第二梯形横向隔板(12)的两侧各垂直设有两个第四矩形纵向隔板(14)。

6.根据权利要求4所述的一种十字y形分叉斜柱交叉节点，其特征在于，所述的第二井字肋板(6)、第二矩形侧板(7)和第三梯形侧板(8)均贴合连接第一斜柱(1)的外表面，并具有一定的坡度倒角。

7.根据权利要求3或5所述的一种十字y形分叉斜柱交叉节点，其特征在于，所述的加劲板(5)设置于第一斜柱(1)与第二斜柱(2)的接缝对应第一斜柱(1)的内部水平方向上，包括第一水平加劲板(15)和第二水平加劲板(16)。

8.根据权利要求7所述的一种十字y形分叉斜柱交叉节点，其特征在于，所述第一斜柱(1)与第二斜柱(2)的连接处存在八个接缝，该接缝包括两个第二矩形侧板(7)与第一矩形侧板(4)的两个接缝、两个第三矩形纵向隔板(13)与第一矩形侧板(4)的两个接缝以及四个第四矩形纵向隔板(14)与第一矩形横向隔板(9)的四个接缝。

9.根据权利要求8所述的一种十字y形分叉斜柱交叉节点，其特征在于，所述的两个第二矩形侧板(7)、两个第三矩形纵向隔板(13)分别与第一矩形侧板(4)的四个接缝所在平面上，在第一斜柱(1)的内部水平方向上设有八个第一水平加劲板(15)，八个第一水平加劲板(15)设于两个第一矩形横向隔板(9)的外侧、四个第二矩形纵向隔板(11)的内侧。

10.根据权利要求8所述的一种十字y形分叉斜柱交叉节点，其特征在于，所述的四个第四矩形纵向隔板(14)与第一矩形横向隔板(9)的四个接缝所在平面上，在第一斜柱(1)的内部水平方向上设有四个第二水平加劲板(16)，四个第二水平加劲板(16)设于两个第一矩形横向隔板(9)的内侧、两个第一矩形纵向隔板(10)的外侧。

技术总结
本技术涉及一种十字y形分叉斜柱交叉节点，该节点包括第一斜柱(1)和第二斜柱(2)，其中第一斜柱(1)和第二斜柱(2)均为十字斜柱，第二斜柱(2)与第一斜柱(1)相交，第二斜柱(2)的柱底位于第一斜柱(1)的层间范围，第一斜柱(1)与第二斜柱(2)的连接处存在接缝，所述第一斜柱(1)内部的接缝所在平面上设有加劲板(5)。与现有技术相比，本技术水平加劲板系统的合理设置解决了应力集中的现象，结构传力直接，大大提高了十字y形分叉斜柱的支撑性能和稳定性，具有便于生产、施工效率高的优点。

技术研发人员：陈殿翔,井泉,李冰,金良
受保护的技术使用者：同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司
技术研发日：20221116
技术公布日：2024/1/12