一种钢圆管柱与钢梁采用铸钢T形件连接的节点

本发明属于钢梁连接机构，具体涉及一种钢圆管柱与h型钢梁的连接节点。

背景技术：

1、钢管节点设计一直是空心管结构设计中的一个难题，受到各国研究人员越来越大的重视。目前圆管梁柱连接节点可分为三大类：第一类：“刚接框架”，假设梁柱连接具有足够的刚度以保持相交杆件之间的原夹角不变，这种结构的梁柱连接做成刚性连接；第二类：“简支框架”，假设仅承受重力荷载时，大小梁端只承受剪力，在重力荷载下可自由转动，这种结构的连接做成抗剪连接，忽略连接的抗弯能力；第三类：“半刚接框架”或称部分约束框架，假设梁端的连接具有可靠的抵抗一定弯矩的能力，其程度介于类型刚接和类型简支之间，这种结构的梁柱连接做成半刚性连接。但容许应力设计规范没有具体给出划分连接类型的标准。

2、大多数钢结构建筑采用刚性连接方式较多。这种节点的弯剪性能可靠，工程中应用较多，但由于节点是通过梁端封板与柱翼缘间摩擦力来抵抗梁端剪力，要求构件特别是各层刚架梁的下料尺寸、梁端封板的平整度要相当精确，这对钢构件的制作提出了很高的要求，现场安装过程中钢梁的吊装就位也具有相当的难度。从实际工程来看，梁端封板与梁之间的焊接会使封板产生无法克服的翘曲变形，使得梁端封板与柱翼缘间难以满足摩擦贴合面的要求。而且焊接连接节点焊缝类型对节点性能有较大影响，加载幅值越大，节点越容易破坏失效。前人研究发现，刚性焊接节点均表现为脆性破坏，初始裂缝的深度对h型梁柱节点的抗震性能影响最大。

3、节点各种构件在此交汇，其应力状态十分复杂，应力集中现象非常明显。节点的破坏往往会导致与梁柱构件的失效，从而导致整个结构破坏。目前，各国学者对于管节点的研究工作主要集中在节点强度和刚度上。国内外针对这方面的试验研究和理论分析尚未充分展开。

4、由于脆性破坏的巨大危害性，各国都对刚性钢框架的设计提出了延性性能的要求。延性节点的设计必须满足以下要求：连接处或靠近连接处的延性机构的承载能力必须低于任何可能发生脆性或低延性破坏机构处的承载能力。这样，延性区的屈服将首先发生。在实践中应用这些原则要求：(1)具有足够的刚度；(2)适当的转动刚度；(3)弹性阶段充分的整体刚度，以保持梁柱的相对位置不变，避免太大的侧移；(4)制造经济和安装简便。抗弯连接必须具有足够的强度以便使所连接的构件能够发展全截面塑性弯矩。除了强度，连接应有一定的转动能力以形成弯矩重分配，使得塑性铰可在其它截面处形成。

5、因此，亟需找到一种施工效率高且连接简单的节点连接结构以实现圆形钢管柱与钢梁之间的节点连接。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种施工效率高且连接简单的节点连接装置，以实现圆形钢管柱与h型钢梁之间的节点连接。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种钢圆管柱与钢梁采用铸钢t形件连接的节点，包括钢圆管柱和h型钢梁，所述钢圆管柱和h型钢梁不通过直接焊接或采用螺栓连接，而是通过上端铸钢t形件和下端铸钢t形件相连，所述上端铸钢t形件和下端铸钢t形件的结构相同，包括反向弧形连接板和水平连接板，所述反向弧形连接板的弧度与钢圆管柱的表面弧度相同，且反向弧形连接板不开孔而直接焊接于钢圆管柱上，所述水平连接板一体成型地连接于反向弧形连接板的中部，且水平连接板通过摩擦型高强螺栓与h型钢梁的翼板相连。

4、进一步的，所述摩擦型高强螺栓设置有若干个，构成摩擦型高强螺栓群，且摩擦型高强螺栓群呈阵列式排布。

5、进一步的，所述h型钢梁的腹板与钢圆管柱无直接连接。

6、进一步的，预先在铸钢t形件和h型钢梁的翼板上留有高强螺栓孔，加工完毕的构件直接运至施工现场，通过摩擦型高强螺栓进行组装。

7、进一步的，所述铸钢t形件为半刚性节点。

8、进一步的，所述钢圆管柱和h型钢梁均为q235号钢，弹性模量均值为206000mpa。

9、进一步的，所述节点具有比刚性节点更优的抗震性能，节点通过耗能能力减小在强震作用下结构的位移响应，满足钢框架结构的抗震要求。

10、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

11、本发明一种钢圆管柱与钢梁采用铸钢t形件连接的节点，具有比刚性节点更为优越的抗震性能；节点可通过优越的耗能能力减小在强震作用下结构的位移响应；能更好地满足钢框架结构的抗震要求。

技术特征：

1.一种钢圆管柱与钢梁采用铸钢t形件连接的节点，其特征在于，包括钢圆管柱和h型钢梁，所述钢圆管柱和h型钢梁不通过直接焊接或采用螺栓连接，而是通过上端铸钢t形件和下端铸钢t形件相连，所述上端铸钢t形件和下端铸钢t形件的结构相同，包括反向弧形连接板和水平连接板，所述反向弧形连接板的弧度与钢圆管柱的表面弧度相同，且反向弧形连接板不开孔而直接焊接于钢圆管柱上，所述水平连接板一体成型地连接于反向弧形连接板的中部，且水平连接板通过摩擦型高强螺栓与h型钢梁的翼板相连。

2.根据权利要求1所述的一种钢圆管柱与钢梁采用铸钢t形件连接的节点，其特征在于，所述摩擦型高强螺栓设置有若干个，构成摩擦型高强螺栓群，且摩擦型高强螺栓群呈阵列式排布。

3.根据权利要求1所述的一种钢圆管柱与钢梁采用铸钢t形件连接的节点，其特征在于，所述h型钢梁的腹板与钢圆管柱无直接连接。

4.根据权利要求1所述的一种钢圆管柱与钢梁采用铸钢t形件连接的节点，其特征在于，预先在铸钢t形件和h型钢梁的翼板上留有高强螺栓孔，加工完毕的构件直接运至施工现场，通过摩擦型高强螺栓进行组装。

5.根据权利要求1所述的一种钢圆管柱与钢梁采用铸钢t形件连接的节点，其特征在于，所述铸钢t形件为半刚性节点。

6.根据权利要求1所述的一种钢圆管柱与钢梁采用铸钢t形件连接的节点，其特征在于，所述钢圆管柱和h型钢梁均为q235号钢，弹性模量均值为206000mpa。

7.根据权利要求1所述的一种钢圆管柱与钢梁采用铸钢t形件连接的节点，其特征在于，所述节点具有比刚性节点更优的抗震性能，节点通过耗能能力减小在强震作用下结构的位移响应，满足钢框架结构的抗震要求。

技术总结
本发明公开了一种钢圆管柱与钢梁采用铸钢T形件连接的节点，包括钢圆管柱和H型钢梁，钢圆管柱和H型钢梁不通过直接焊接或采用螺栓连接，而是通过上端铸钢T形件和下端铸钢T形件相连，上端铸钢T形件和下端铸钢T形件的结构相同，包括反向弧形连接板和水平连接板，反向弧形连接板的弧度与钢圆管柱的表面弧度相同，且反向弧形连接板不开孔而直接焊接于钢圆管柱上，水平连接板一体成型地连接于反向弧形连接板的中部，且水平连接板通过摩擦型高强螺栓与H型钢梁的翼板相连。本发明的节点具有比刚性节点更为优越的抗震性能；可通过优越的耗能能力减小在强震作用下结构的位移响应；能更好地满足钢框架结构的抗震要求。

技术研发人员：李卫青
受保护的技术使用者：常州工学院
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27