专利名称：H型钢梁与h型钢柱弱轴可变梁高装配式节点及施工方法
技术领域：
本发明涉及建筑钢结构施工技术领域，特别是一种钢结构梁柱连接节点及其施工方法。
背景技术：
在多、高层钢结构中，H型钢梁和H型钢柱被用作主要承重构件，连接H型钢梁与H型钢柱的节点起到传递梁、柱弯矩、剪力的作用，对于结构的整体受力性能具有重要影响。H型钢梁、柱的全焊连接和栓焊连接节点构造连接刚度大，受力性能好，但由于焊缝的存在而容易产生应力集中，且现场施工难度大，造价也高，不能满足钢结构施工工效的要求。现有螺栓连接的方式不会产生应力集中，具有现场施工方便等优点，可满足装配式施工工效的要求，但一般节点的刚度较低。现有的H型钢梁与H型钢柱弱轴方向的连接一般是通过在柱腹板上焊接连接板来实现的，这种节点构造方式会使柱腹板的受力性能产生劣化，不利 于节点受力。另外，现有的钢结构工程中的每个梁、柱节点均需按照节点所连梁的尺寸进行单独设计，同一节点设计方案对梁截面尺寸在一定范围内的变化适应性较低，不能实现节点设计和生产的标准化。
发明内容
本发明提供一种H型钢梁与H型钢柱弱轴可变梁高装配式节点及施工方法，要解决钢结构梁、柱连接节点现场施工难度大、造价高，节点刚度低，以及节点对梁截面尺寸在一定范围内变化适应性不强的技术问题，提高钢结构梁、柱节点的设计和生产标准化程度。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是
这种H型钢梁与H型钢柱弱轴可变梁高装配式节点，包括H型钢柱和H型钢梁，该节点还包括柱封件、T形连接件、L形连接件和螺栓；
所述H型钢梁的上翼缘板、下翼缘板和腹板在节点处均开有螺栓孔；
所述柱封件由柱封板、梁上翼缘加劲肋和柱封板加劲肋构成，柱封板竖向设置，其下部开有预留螺栓孔，梁上翼缘加劲肋与柱封板顶边垂直连接成L形，柱封板加劲肋垂直连接于柱封板和梁上翼缘加劲肋的夹角处，梁上翼缘加劲肋的前侧边与H型钢柱的腹板焊接，柱封板和梁上翼缘加劲肋的左右两侧边分别与H型钢柱的两柱翼缘板焊接；
所述T形连接件由水平设置的上翼缘板连接板，以及垂直于上翼缘板连接板底面的腹板连接板构成，上翼缘板连接板的前侧边与柱封件的梁上翼缘加劲肋焊接，腹板连接板的前侧边与柱封板焊接，上翼缘板连接板与H型钢梁的上翼缘板对应开有螺栓孔，上翼缘板连接板与上翼缘板由螺栓连接，腹板连接板与H型钢梁的腹板对应开有螺栓孔，腹板连接板与腹板由螺栓连接；
所述L形连接件由水平设置的下翼缘板连接板，以及向下与下翼缘板连接板垂直的柱连接板构成，下翼缘板连接板与H型钢梁的下翼缘板对应开有螺栓孔，下翼缘板连接板与下翼缘板由螺栓连接，柱连接板与柱封板的预留螺栓孔对应处竖向开有长圆孔，柱连接板与柱封板由螺栓连接。所述上翼缘板在节点处部分切除，切除段的长度等于T形连接件中腹板连接板的览度。所述下翼缘板连接板和柱连接板夹角处连接有加劲肋。所述预留螺栓孔的数量为四个，呈矩形分布。所述上翼缘板、下翼缘板和腹板上的螺栓孔数量均为六个。所述T形连接件与上翼缘板及腹板连接所用的螺栓为摩擦型高强螺栓。所述L形连接件与下翼缘板及柱封板连接所用的螺栓为承压型高强螺栓。 这种H型钢梁与H型钢柱弱轴可变梁高装配式节点的施工方法，施工步骤如下 步骤一，工厂预制H型钢柱、H型钢梁、柱封件、T形连接件和L形连接件，节点处的H型
钢梁预留螺栓孔；在工厂加工时，直接将T形连接件焊接到柱封件上，再将柱封件焊接到H型钢柱的相应标闻处；
步骤二，现场安装时，先用螺栓将H型钢梁的上翼缘板和腹板分别与T形连接件的上翼缘板连接板和腹板连接板连接，再通过长圆孔调节L形连接件的上下位置，用螺栓将H型钢梁2的下翼缘板与下翼缘板连接板连接，并用螺栓将柱连接板与柱封板连接。本发明的有益效果如下
I、该节点所需所有配件均在工厂预制，施工现场节点完全采用高强螺栓实现装配式连接，节点刚度大，连接速度快，能够满足钢结构装配式施工的要求。2、节点连接板件在工厂焊接到H型钢柱相应位置后，可到现场直接用螺栓将H型钢梁与H型钢柱相连接，不需现场焊接，降低了施工难度和造价。3、方便了 H型钢梁与H型钢柱弱轴连接，解决了传统连接构造由于在柱腹板上焊接连接板而对柱腹板产生削弱的问题。4、柱封件可方便地为钢梁与钢柱弱轴连接提供所需平面，并加强柱腹板的剪切刚度，有利于提闻节点的刚度。5、T形连接件施工时可通过梁上翼缘连接板实现钢梁的施工定位，降低了施工难度。6、L形连接件由于使用长圆形螺栓孔与柱封板连接，使同一节点能够适应不同梁截面尺寸对连接的要求，降低了对于构件加工及施工精度的要求。7、梁上翼缘在节点处部分切除，可便于梁腹板的连接。8、与现有全螺栓节点相比，该节点具有较好的转动刚度，能够可靠的传递H型钢梁、柱之间的剪力、弯矩。本发明构造简单、施工方便且标准化程度较高，是一种新型H型钢梁与H型钢柱弱轴可变梁高连接节点。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。图I是柱封件的结构示意图。图2是节点处H型钢梁的结构示意图。图3是T形连接件的结构示意图。
图4是L形连接件的结构示意图。图5是T形连接件与柱封件工厂连接的示意图。图6是柱封件与H型钢柱工厂连接的示意图。图7是H型钢梁上翼缘板和腹板的施工现场连接图。图8是H型钢梁下翼缘板的施工现场连接图。附图标记I 一 H型钢柱、I. I-柱翼缘板、I. 2-腹板、2 — H型钢梁、2. I-上翼缘板、
2.2-下翼缘板、2. 3-腹板、3 — T形连接件、3. I-上翼缘板连接板、3. 2-腹板连接板、4 一 L形连接件、4. I-下翼缘板连接板、4. 2-柱连接板、4. 3-长圆孔、4. 4-加劲肋、5-摩擦型高强 螺栓、6-承压型高强螺栓、7-柱封件、7. I-柱封板、7. 2-梁上翼缘加劲肋、7. 3-柱封板加劲肋、7. 4-预留螺栓孔。
具体实施例方式实施例参见图I 8所示，这种H型钢梁与H型钢柱弱轴可变梁高装配式节点，包括H型钢柱I和H型钢梁2，该节点还包括柱封件7、T形连接件3、L形连接件4和螺栓。参见图I、图6所示，柱封件7由柱封板7. I、梁上翼缘加劲肋7. 2和柱封板加劲肋7. 3构成，柱封板7. I竖向设置，其下部开有预留螺栓孔7. 4，预留螺栓孔7. 4的数量为四个，呈矩形分布。梁上翼缘加劲肋7. 2与柱封板7. I顶边垂直连接成L形，柱封板加劲肋7. 3垂直连接于柱封板7. I和梁上翼缘加劲肋7. 2的夹角处，梁上翼缘加劲肋7. 2的前侧边与H型钢柱I的腹板I. 2焊接，柱封板7. I和梁上翼缘加劲肋7. 2的左右两侧边分别与H型钢柱I的两柱翼缘板I. I焊接。参见图2所示，H型钢梁2的上翼缘板2. I、下翼缘板2. 2和腹板2. 3在节点处均开有螺栓孔，螺栓孔数量均为六个。上翼缘板2. I在节点处部分切除，切除段2. 4的长度等于T形连接件3中腹板连接板3. 2的宽度。参见图3、图5、图7所示，T形连接件3由水平设置的上翼缘板连接板3. 1，以及垂直于上翼缘板连接板3. I底面的腹板连接板3. 2构成，上翼缘板连接板3. I的前侧边与柱封件7的梁上翼缘加劲肋7. 2焊接，腹板连接板3. 2的前侧边与柱封板7. I焊接，上翼缘板连接板3. I与H型钢梁的上翼缘板2. I对应开有螺栓孔，上翼缘板连接板3. I与上翼缘板
2.I由摩擦型高强螺栓5连接，腹板连接板3. 2与H型钢梁的腹板2. 3对应开有螺栓孔，腹板连接板3. 2与腹板2. 3由摩擦型高强螺栓5连接。参见图4、图8所示，L形连接件4由水平设置的下翼缘板连接板4. 1，以及向下与下翼缘板连接板4. I垂直的柱连接板4. 2构成，下翼缘板连接板4. I和柱连接板4. 2夹角处连接有加劲肋4. 4。下翼缘板连接板4. I与H型钢梁的下翼缘板2. 2对应开有螺栓孔，下翼缘板连接板4. I与下翼缘板2. 2由承压型高强螺栓6连接，柱连接板4. 2与柱封板7. I的预留螺栓孔7.4对应处竖向开有长圆孔4.3，柱连接板4.2与柱封板7. I由承压型高强螺栓6连接。这种H型钢梁与H型钢柱弱轴可变梁高装配式节点的施工方法，施工步骤如下 步骤一，工厂预制H型钢柱1、H型钢梁2、柱封件7、T形连接件3和L形连接件4，节点
处的H型钢梁2预留螺栓孔；在工厂加工时，直接将T形连接件3焊接到柱封件7上，再将柱封件7焊接到H型钢柱I的相应标高处；步骤二，现场安装时，先用螺栓将H型钢梁2的上翼缘板2. I和腹板2. 3分别与T形连接件3的上翼缘板连接板3. I和腹板连接板3. 2连接，再通过长圆孔4. 3调节L形连接件4的上下位置，用螺栓将H型钢梁2的下翼 缘板2. 2与下翼缘板连接板4. I连接，并用螺栓将柱连接板4. 2与柱封板7. I连接。
权利要求
1.ー种H型钢梁与H型钢柱弱轴可变梁高装配式节点，包括H型钢柱(I)和H型钢梁(2)，其特征在于该节点还包括柱封件(7)、T形连接件(3)、L形连接件(4)和螺栓； 所述H型钢梁(2)的上翼缘板(2. I)、下翼缘板(2. 2)和腹板(2. 3)在节点处均开有螺栓孔； 所述柱封件(7)由柱封板(7. I)、梁上翼缘加劲肋(7. 2)和柱封板加劲肋(7. 3)构成，柱封板(7. I)竖向设置，其下部开有预留螺栓孔(7. 4)，梁上翼缘加劲肋(7. 2)与柱封板(7. I)顶边垂直连接成L形，柱封板加劲肋(7.3)垂直连接于柱封板(7. I)和梁上翼缘加劲肋(7.2)的夹角处，梁上翼缘加劲肋(7. 2)的前侧边与H型钢柱(I)的腹板(1.2)焊接，柱封板(7. I)和梁上翼缘加劲肋(7. 2)的左右两侧边分别与H型钢柱(I)的两柱翼缘板(I. I)焊接； 所述T形连接件(3)由水平设置的上翼缘板连接板(3.1)，以及垂直于上翼缘板连接板(3. I)底面的腹板连接板(3. 2)构成，上翼缘板连接板(3. I)的前侧边与柱封件(7)的梁上 翼缘加劲肋(7. 2)焊接，腹板连接板(3. 2)的前侧边与柱封板(7. I)焊接，上翼缘板连接板 (3. I)与H型钢梁的上翼缘板(2. I)对应开有螺栓孔，上翼缘板连接板(3. I)与上翼缘板(2. I)由螺栓连接，腹板连接板(3. 2)与H型钢梁的腹板(2. 3)对应开有螺栓孔，腹板连接板(3. 2)与腹板(2. 3)由螺栓连接； 所述L形连接件(4)由水平设置的下翼缘板连接板(4. I),以及向下与下翼缘板连接板(4. I)垂直的柱连接板(4. 2)构成，下翼缘板连接板(4. I)与H型钢梁的下翼缘板(2. 2)对应开有螺栓孔，下翼缘板连接板(4. I)与下翼缘板(2. 2)由螺栓连接，柱连接板(4. 2)与柱封板(7. I)的预留螺栓孔(7. 4)对应处竖向开有长圆孔(4. 3)，柱连接板(4. 2)与柱封板(7. I)由螺栓连接。
2.根据权利要求I所述的H型钢梁与H型钢柱弱轴可变梁高装配式节点，其特征在于所述上翼缘板(2. I)在节点处部分切除，切除段(2. 4)的长度等于T形连接件(3)中腹板连接板(3. 2)的宽度。
3.根据权利要求I所述的H型钢梁与H型钢柱弱轴可变梁高装配式节点，其特征在于所述下翼缘板连接板(4. I)和柱连接板(4. 2)夹角处连接有加劲肋(4. 4)。
4.根据权利要求I所述的H型钢梁与H型钢柱弱轴可变梁高装配式节点，其特征在于所述预留螺栓孔(7. 4)的数量为四个，呈矩形分布。
5.根据权利要求I所述的H型钢梁与H型钢柱弱轴可变梁高装配式节点，其特征在于所述上翼缘板(2. I)、下翼缘板(2. 2)和腹板(2. 3)上的螺栓孔数量均为六个。
6.根据权利要求I所述的H型钢梁与H型钢柱弱轴可变梁高装配式节点，其特征在干所述T形连接件(3)与上翼缘板(2. I)及腹板(2. 3)连接所用的螺栓为摩擦型高强螺栓(5)。
7.根据权利要求I所述的H型钢梁与H型钢柱弱轴可变梁高装配式节点，其特征在于所述L形连接件(4)与下翼缘板(2. 2)及柱封板(7. I)连接所用的螺栓为承压型高强螺栓(6)。
8.—种如权利要求I 7任意一项所述H型钢梁与H型钢柱弱轴可变梁高装配式节点的施工方法，其特征在于施工步骤如下 步骤ー，エ厂预制H型钢柱(I)、H型钢梁(2 )、柱封件(7 )、T形连接件(3 )和L形连接件(4)，节点处的H型钢梁(2)预留螺栓孔；在エ厂加工时，直接将T形连接件(3)焊接到柱封件(7)上，再将柱封件(7)焊接到H型钢柱(I)的相应标高处； 步骤ニ，现场安装时，先用螺栓将H型钢梁(2)的上翼缘板(2. I)和腹板(2. 3)分别与 T形连接件(3)的上翼缘板连接板(3. I)和腹板连接板(3. 2)连接，再通过长圆孔(4. 3)调节L形连接件(4)的上下位置，用螺栓将H型钢梁(2)的下翼缘板(2. 2)与下翼缘板连接板(4. I)连接，并用螺栓将柱连接板(4. 2)与柱封板(7. I)连接。
全文摘要
一种H型钢梁与H型钢柱弱轴可变梁高装配式节点及施工方法，该节点包括H型钢柱、H型钢梁、柱封件、T形连接件、L形连接件和螺栓。柱封件由柱封板、梁上翼缘加劲肋和柱封板加劲肋构成；T形连接件由水平设置的上翼缘板连接板，以及垂直于上翼缘板连接板底面的腹板连接板构成；L形连接件由水平设置的下翼缘板连接板，以及向下与下翼缘板连接板垂直的柱连接板构成。该节点所需所有配件均在工厂预制，可适应H型钢梁截面在一定范围内变化时的等强连接，施工现场节点完全采用高强螺栓实现装配式连接，节点刚度大，连接速度快，能够满足钢结构装配式施工的要求。
文档编号E04G21/14GK102733492SQ20121022108
公开日2012年10月17日 申请日期2012年6月29日 优先权日2012年6月29日
发明者孙建运, 曹正罡, 杜鹏, 杨晓杰, 金晓飞 申请人:中国建筑股份有限公司