一种装配式方钢管柱H型钢梁抗弯折连接节点的制作方法

本实用新型涉及一种新型装配式方钢管柱-h型钢梁螺栓连接节点，属结构工程技术领域。

背景技术：

节点连接是装配式钢结构施工中最为复杂也最为关键的部分，节点连接质量直接决定了结构体系各项性能。方钢管截面强轴与弱轴截面抵抗矩相同，计算简便，构件达到同样抗弯刚度时，方钢管截面所使用材料远少于h型截面，且该类截面柱加工便利，具有良好的经济效益。传统的方钢管柱-h型钢梁顶底t型钢连接采用t型钢翼缘与柱翼缘的焊接连接，而在以往的地震灾害中发现焊接连接方式极易在焊缝处产生断裂，且断裂迅速为典型的脆性破坏，易造成严重的人员伤亡和财产损失。螺栓连接可以克服焊接所带来的残余应力影响，克服焊接施工质量难以保证的难题，但是节点的刚度略低于焊接连接节点，其为典型的半刚性连接，且对于方钢管这种闭口型截面采用螺栓连接时传统高强螺栓的应用受到了限制，因此本实用新型提出采用可单面拧紧的单向螺栓进行方钢管柱-h型钢梁顶底t型钢节点的连接，考虑到柱壁可能发生的柔性屈曲对柱壁进行相应补强，提高节点的刚度，并根据“强节点，弱构件”的抗震设计原则对梁端腹板进行了一定程度的削弱，以实现塑性铰外移。

技术实现要素：

实用新型目的，本实用新型的目的在于解决闭口截面柱-h型钢梁节点连接问题，提出一种安装方便、受力合理、耗能能力更好的装配式梁柱节点连接形式。

本实用新型所要解决的问题是由以下技术方案实现的：

一种装配式方钢管柱h型钢梁抗弯折连接节点，包括用于承载横向力矩的方钢管柱、和用于承载纵向力矩的h型钢梁，h型钢梁连接至方钢管柱的中部成t字状连接结构，位于h型钢梁与方钢管柱的双侧的连接拐角处各设有一用于套箍方钢管柱的箍管扣件，箍管扣件为具有矩形开口的管体，所述的方钢管柱穿设且固定在箍管扣件内；

箍管扣件的底端为t形的顶底t型钢，顶底t型钢的底翼板与h型钢梁固定连接，双侧的箍管扣件之间形成用于供插槽插入的插槽空区，与插槽空区正对的在方钢管柱底板预留有开口，与插槽空区相对应的，在h型钢梁的顶端具有矩形插管，所述的矩形插管穿过所述的开口。

进一步的，所述的顶底t型钢的底翼板为渐变窄口的梯台状板体。

进一步的，每个箍管扣件还包括两个槽钢和顶板，所述的顶板设置在方钢管柱上方，顶板双侧一一对应的伸出至方钢管柱的两侧，两个槽钢位于顶板的下方且两个槽钢分别固定在方钢管柱的双侧，所述的槽钢的顶部折弯与顶板固定连接，所述的槽钢的底部折弯与顶底t型钢的顶翼板固定连接。

进一步的，所述的槽钢、顶板和所述的t型钢等宽。

进一步的，所述的顶板与槽钢通过单向螺栓固定连接，所述的槽钢与所述的顶翼板通过单向螺栓固定连接。

进一步的，所述的底翼板通过高强螺栓与h型钢梁固定连接。

进一步的，位于h型钢梁的上开有用于削弱刚性增加吸能效能的梁腹板削弱孔。

本实用新型相对于现有而言具有的有益效果：

本实用新型符合强柱弱梁，强节点弱构件的抗震设计原则，通过对柱壁补强，有效的抑制了柱壁屈曲变形的发生，节点初始刚度大；在满足承载力的基础上对梁腹板进行一定程度的削弱实现塑性铰外移，节点的耗能能力更强，且采用全螺栓连接施工方便，外界环境对施工的影响小，大大提高了施工速度和施工质量。

本实用新型节点构造简单，施工方便，全部采用螺栓连接免去了现场的焊接工作，而且节点的刚度更大，对梁腹板进行开孔削弱，可实现塑性铰外移，节点的耗能能力更强，具有良好的抗震性能，满足“强节点，弱构件”的抗震设计要求。

整体机构更加简单科学，符合现在设计要求。

附图说明

图1是本实用新型的轴视示意图。

图2是本实用新型的后视示意图。

图3是本实用新型的俯视示意图。

图4是本实用新型的仰视示意图。

图5是本实用新型的侧视示意图。

图6是本实用新型的爆炸示意图。

其中，方钢管柱1，h型钢梁2，顶底t型钢3，槽钢4，端板5，单向螺栓6，高强螺栓7，梁腹板削弱孔8

具体实施方式

以下根据附图1-6对本实用新型做进一步说明：

参照图1、图2所示，一种装配式方钢管柱h型钢梁抗弯折连接节点，包括用于承载横向力矩的方钢管柱、和用于承载纵向力矩的h型钢梁，h型钢梁连接至方钢管柱的中部成t字状连接结构，位于h型钢梁与方钢管柱的双侧的连接拐角处各设有一用于套箍方钢管柱的箍管扣件，箍管扣件为具有矩形开口的管体，所述的方钢管柱穿设且固定在箍管扣件内；

箍管扣件的底端为t形的顶底t型钢，顶底t型钢的底翼板与h型钢梁固定连接，双侧的箍管扣件之间形成用于供插槽插入的插槽空区，与插槽空区正对的在方钢管柱底板预留有开口，与插槽空区相对应的，在h型钢梁的顶端具有矩形插管，所述的矩形插管穿过所述的开口。

所述的项底t型钢的底翼板为渐变窄口的梯台状板体，扩大翼缘，腹板采用渐变宽度形式。

如图1-6所示，每个箍管扣件还包括两个槽钢和顶板，所述的顶板设置在方钢管柱上方，顶板双侧一一对应的伸出至方钢管柱的两侧，两个槽钢位于顶板的下方且两个槽钢分别固定在方钢管柱的双侧，所述的槽钢的顶部折弯与顶板固定连接，所述的槽钢的底部折弯与顶底t型钢的顶翼板固定连接。

所述的槽钢、顶板和所述的t型钢等宽。

如图2所示，所述的顶板与槽钢通过单向螺栓固定连接，所述的槽钢与所述的顶翼板通过单向螺栓固定连接，所述的底翼板通过高强螺栓与h型钢梁固定连接，位于h型钢梁的上开有用于削弱刚性增加吸能效能的梁腹板削弱孔8。

制备工艺流程为：

所述的方钢管柱1在工厂进行加工制作，预留出螺栓孔洞，具体的开孔尺寸根据实际螺栓尺寸确定；方钢管柱在工厂提前与槽钢进行焊接，焊接成整体一起运至施工现场。

所述的h型钢梁在工厂做好螺栓孔的开孔工作，运至施工现场后直接进行螺栓连接，具体的开孔数量应根据实际所需螺栓数量确定；所述的h型钢梁提前在工厂对梁腹板进行削弱，开孔中心距离t型钢腹板端部距离为1倍梁高，开孔直径为0.6倍梁高。

所述的顶底t型钢采用扩大翼缘，腹板采用渐变宽度形式，t型钢腹板与翼缘相连侧腹板宽度与翼缘宽度平齐，t型钢腹板末端的宽度与梁翼缘的宽度平齐。

所述的顶底t型钢翼缘与方钢管柱翼缘(与梁相连侧)通过单向螺栓相连，单向螺栓将梁端弯矩、剪力传递给柱翼缘；顶底t型钢腹板与h型钢梁腹板通过高强螺栓相连；顶底t型钢翼缘沿方钢管柱翼缘宽度方向向外延伸与槽钢翼缘平齐，t型钢翼缘外伸部分与槽钢翼缘之间采用高强螺栓连接。

所述的方钢管柱翼缘另一侧与2块端板相接触部分采用单向螺栓相连，端板沿方钢管柱翼缘宽度方向向外延伸部分与槽钢翼缘之间采用高强螺栓连接。

技术特征：

1.一种装配式方钢管柱h型钢梁抗弯折连接节点，包括用于承载横向力矩的方钢管柱、和用于承载纵向力矩的h型钢梁，h型钢梁连接至方钢管柱的中部成t字状连接结构，其特征在于：位于h型钢梁与方钢管柱的双侧的连接拐角处各设有一用于套箍方钢管柱的箍管扣件，箍管扣件为具有矩形开口的管体，所述的方钢管柱穿设且固定在箍管扣件内；

箍管扣件的底端为t形的顶底t型钢，顶底t型钢的底翼板与h型钢梁固定连接，双侧的箍管扣件之间形成用于供插槽插入的插槽空区，与插槽空区正对的在方钢管柱底板预留有开口，与插槽空区相对应的，在h型钢梁的顶端具有矩形插管，所述的矩形插管穿过所述的开口。

2.根据权利要求1所述的一种装配式方钢管柱h型钢梁抗弯折连接节点，其特征在于：所述的顶底t型钢的底翼板为渐变窄口的梯台状板体。

3.根据权利要求1所述的一种装配式方钢管柱h型钢梁抗弯折连接节点，其特征在于：每个箍管扣件还包括两个槽钢和顶板，所述的顶板设置在方钢管柱上方，顶板双侧一一对应的伸出至方钢管柱的两侧，两个槽钢位于顶板的下方且两个槽钢分别固定在方钢管柱的双侧，所述的槽钢的顶部折弯与顶板固定连接，所述的槽钢的底部折弯与顶底t型钢的顶翼板固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种装配式方钢管柱h型钢梁抗弯折连接节点，其特征在于：所述的槽钢、顶板和所述的t型钢等宽。

5.根据权利要求4所述的一种装配式方钢管柱h型钢梁抗弯折连接节点，其特征在于：所述的顶板与槽钢通过单向螺栓固定连接，所述的槽钢与所述的顶翼板通过单向螺栓固定连接。

6.根据权利要求4所述的一种装配式方钢管柱h型钢梁抗弯折连接节点，其特征在于：所述的底翼板通过高强螺栓与h型钢梁固定连接。

7.根据权利要求4所述的一种装配式方钢管柱h型钢梁抗弯折连接节点，其特征在于：位于h型钢梁的上开有用于削弱刚性增加吸能效能的梁腹板削弱孔。

技术总结
本实用新型公开了一种装配式方钢管柱H型钢梁抗弯折连接节点，包括用于承载横向力矩的方钢管柱、和用于承载纵向力矩的H型钢梁，H型钢梁连接至方钢管柱的中部成T字状连接结构，位于H型钢梁与方钢管柱的双侧的连接拐角处各设有一用于套箍方钢管柱的箍管扣件，箍管扣件为具有矩形开口的管体，所述的方钢管柱穿设且固定在箍管扣件内，箍管扣件的底端为T形的顶底T型钢，顶底T型钢的底翼板与H型钢梁固定连接，双侧的箍管扣件之间形成用于供插槽插入的插槽空区，本实用新型节点构造简单，施工方便，节点的刚度更大，对梁腹板进行开孔削弱，可实现塑性铰外移，节点的耗能能力强，具有良好的抗震性能，满足“强节点，弱构件”的抗震设计要求。

技术研发人员：刘仲洋;董新元;毛会;王安安;张明普;陈杰;李玥
受保护的技术使用者：河北建筑工程学院
技术研发日：2019.08.02
技术公布日：2020.07.21