專利名稱：一種波浪腹板門式剛架牛腿連接節(jié)點(diǎn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型波浪腹板門式剛架牛腿連接節(jié)點(diǎn)，屬于結(jié)構(gòu)工程技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
波浪腹板工形構(gòu)件是一種新型高效型材，其發(fā)源于歐洲，近年來在德國、奧地利、 美國、瑞典、澳大利亞等國家的門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)中有廣泛應(yīng)用。此類構(gòu)件由波折形的腹板與平翼緣通過高頻連續(xù)焊接組成。按腹板波折形式和翼緣截面形狀的不同，可分為多種形式腹板分為正弦波形腹板、梯形波形腹板、三角形波形腹板等，翼緣分為平翼緣和箱形翼緣等。波浪腹板工形構(gòu)件為平翼緣且腹板為正弦波形的工形構(gòu)件。波浪腹板構(gòu)件在輕型鋼結(jié)構(gòu)中具有廣泛的應(yīng)用前景，主要從以下方面考慮(1) 由于波浪腹板具有較大的面外剛度，即使腹板高寬比突破《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS102中規(guī)定腹板高厚比限制250^/235//y，也能具有足夠強(qiáng)的運(yùn)輸與吊裝剛度；(2)
波浪腹板工形構(gòu)件抗剪受力性能優(yōu)越，研究表明波浪腹板抗剪屈曲荷載與同厚度的平腹板構(gòu)件相比可以超出幾倍到幾十倍，但腹板截面在法向應(yīng)力作用下會退出工作。作為梁構(gòu)件，由于采用較薄的波浪腹板可以大大提高腹板的高度，其本身抗剪屈曲荷載也大大提高， 盡管采用波浪腹板犧牲了其本身承受彎矩的能力，但薄而高的腹板大大提高了構(gòu)件的整體抗彎剛度。作為壓彎構(gòu)件，由于波浪腹板也承受剪應(yīng)力，其受力機(jī)理與梁是類似的。對于軸心受壓構(gòu)件，波浪腹板失去了承擔(dān)軸向應(yīng)力的能力，但采用薄而高的波浪腹板，不僅節(jié)約腹板的用材，而且大大提高了截面的抗彎剛度，進(jìn)而提高了構(gòu)件的整體承載力；C3)采用波浪腹板工形構(gòu)件設(shè)計(jì)的門式剛架比普通平腹板門式剛架降低20%的用鋼量，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。此外，波浪腹板工形構(gòu)件規(guī)避了傳統(tǒng)的平腹板焊接工形構(gòu)件為采用較薄的腹板而需要設(shè)置大量橫向加勁肋的問題。在平腹板門式剛架中，牛腿連接節(jié)點(diǎn)做法是將牛腿直接與柱一側(cè)翼緣連接，在柱與牛腿焊接位置內(nèi)側(cè)設(shè)置上下共四塊水平加勁肋，加勁肋與柱翼緣及腹板采用角焊縫圍焊連接，當(dāng)柱腹板抗剪能力不夠時，常需設(shè)置斜向加勁肋以傳遞剪力。傳統(tǒng)平腹板牛腿連接節(jié)點(diǎn)構(gòu)造簡單，傳力路徑也十分明確，得到廣泛采用。采用波浪腹板柱構(gòu)件來替代以往使用的平腹板柱構(gòu)件，則牛腿位置節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)與之前常規(guī)牛腿節(jié)點(diǎn)存在較大差異。當(dāng)波浪腹板在牛腿位置不斷開處理且按照平腹板柱那樣設(shè)計(jì)加勁肋時，波浪腹板不足以承受牛腿節(jié)點(diǎn)域中的復(fù)雜受力，致使節(jié)點(diǎn)承載力下降乃至破壞。倘若將波浪腹板在牛腿位置斷開處理，同時采用平腹板來代替波浪腹板承受牛腿節(jié)點(diǎn)域中剪力則使得構(gòu)件加工十分困難，大大延長構(gòu)件加工周期及生產(chǎn)成本。為克服上述問題，本發(fā)明專利提出了一種新型波浪腹板門式剛架牛腿連接節(jié)點(diǎn)形式。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明專利提出的牛腿連接節(jié)點(diǎn)由波浪腹板柱構(gòu)件、牛腿、水平加勁肋及豎向蓋板組成。波浪腹板柱構(gòu)件由兩塊平翼緣板與一塊波浪腹板通過高頻連續(xù)焊接而成，構(gòu)件通長布置，無需截?cái)嗵幚怼ＥＭ葹楣ば谓孛媪?，由三塊平鋼板焊接而成，在吊車梁位置設(shè)置豎向加勁肋，牛腿與柱翼緣焊接連接。四塊水平加勁肋設(shè)置在波浪腹板柱構(gòu)件內(nèi)且與牛腿上下翼緣齊平位置，兩側(cè)與柱翼緣板焊接連接，一側(cè)與柱腹板焊接連接；水平加勁肋長度與波浪腹板高度相同，寬度按照波幅實(shí)際尺寸下料，水平加勁肋外側(cè)與柱翼緣板外側(cè)平齊。兩塊豎向蓋板尺寸相同，置于水平加勁肋與波浪腹板柱構(gòu)件圍成的區(qū)域，豎向蓋板兩側(cè)分別與波浪腹板緊貼；豎向蓋板左右與柱翼緣板焊接連接，上下與水平加勁肋焊接連接，在蓋板角部位置不施焊且不切角。本發(fā)明提出的一種波浪腹板門式剛架牛腿連接節(jié)點(diǎn)，其特征在于，由以下部件組成波浪腹板柱構(gòu)件、牛腿、水平加勁肋及豎向蓋板；所述波浪腹板柱構(gòu)件由兩塊平翼緣板與一塊波浪腹板通過高頻連續(xù)焊接組成的波浪腹板柱，構(gòu)件通長布置，無需截?cái)嗵幚?；所述牛腿為變截面或等截面的工形梁，由三塊平鋼板焊接而成，在吊車梁位置設(shè)置豎向加勁肋； 牛腿與柱翼緣焊接連接；所述水平加勁肋共四塊，分別置于波浪腹板柱構(gòu)件內(nèi)且與牛腿上下翼緣齊平位置，水平加勁肋兩側(cè)與柱翼緣板焊接連接，另一側(cè)與柱腹板焊接連接；水平加勁肋長度與波浪腹板高度相同，水平加勁肋寬度按照波幅實(shí)際尺寸下料，水平加勁肋外側(cè)與柱翼緣板外側(cè)平齊；所述豎向蓋板共兩塊，其尺寸相同，豎向蓋板水平向尺寸與波浪腹板高度相同，豎向尺寸與上下兩塊水平加勁肋間距相同；豎向蓋板置于水平加勁肋與波浪腹板柱構(gòu)件圍成的區(qū)域內(nèi)，與波浪腹板緊貼布置；豎向蓋板左右與柱翼緣板焊接連接，上下與水平加勁肋焊接連接，在蓋板角部位置不施焊且不切角。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個方面1、波浪腹板柱構(gòu)件通長布置，無需截?cái)嗵幚?，制造工藝簡單，成本低、效率高?、牛腿連接節(jié)點(diǎn)在工廠加工制作，質(zhì)量及精度容易控制；3、牛腿處鋼柱范圍內(nèi)采用兩側(cè)加豎向蓋板的做法實(shí)現(xiàn)牛腿連接節(jié)點(diǎn)，不僅板件構(gòu)造簡單，節(jié)點(diǎn)傳力路徑明確、可靠，而且節(jié)點(diǎn)承載力大大提高；4、補(bǔ)充了現(xiàn)有波浪腹板連接節(jié)點(diǎn)形式，使波浪腹板節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)有更大選擇范圍，推動波浪腹板構(gòu)件在國內(nèi)的使用。


圖1為一種新型波浪腹板門式剛架牛腿連接節(jié)點(diǎn)三維分解圖；圖2為一種新型波浪腹板門式剛架牛腿連接節(jié)點(diǎn)三維圖；圖3為一種新型波浪腹板門式剛架牛腿連接節(jié)點(diǎn)正視圖；圖4為一種新型波浪腹板門式剛架牛腿連接節(jié)點(diǎn)1-1剖面圖；圖5為一種新型波浪腹板門式剛架牛腿連接節(jié)點(diǎn)2-2剖面具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖1 4，詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。1——波浪腹板柱構(gòu)件；2——牛腿；3——水平加勁肋；4——豎向蓋板；
5——牛腿豎向加勁肋；6——波浪腹板柱構(gòu)件翼緣板；7——波浪腹板柱構(gòu)件波浪腹板；8——牛腿翼緣板；9——牛腿腹板；如圖2、3、4所示，波浪腹板柱構(gòu)件(1)由兩塊平翼緣板(6)與一塊波浪腹板(7) 通過高頻連續(xù)焊接組成，構(gòu)件通長布置，無需截?cái)嗵幚?；如圖1、2所示，牛腿(2)為變截面或等截面的工形梁，由三塊平鋼板⑶(9)焊接而成，在吊車梁位置設(shè)置豎向加勁肋(5)；牛腿O)與柱翼緣(6)焊接連接；如圖1、2、3、4所示，水平加勁肋(3)共四塊，分別置于波浪腹板柱構(gòu)件⑴內(nèi)且與牛腿上下翼緣(6)齊平位置，水平加勁肋C3)兩側(cè)與柱翼緣板(6)焊接連接，另一側(cè)與柱腹板(7)焊接連接；水平加勁肋(3)長度與波浪腹板(7)高度相同，寬度按照波幅實(shí)際尺寸下料，水平加勁肋C3)外側(cè)與柱翼緣板(6)外側(cè)平齊；如圖1、4所示，豎向蓋板(4)共兩塊，其尺寸相同。豎向蓋板⑷水平向尺寸與波浪腹板(7)高度相同，豎向尺寸與兩塊水平加勁肋C3)間距相同；豎向蓋板(4)置于水平加勁肋⑶與波浪腹板柱構(gòu)件⑴圍成的區(qū)域內(nèi)，與波浪腹板(7)緊貼布置；豎向蓋板⑷左右與柱翼緣板(6)焊接連接，上下與水平加勁肋C3)焊接連接，在蓋板角部位置不施焊且不切角；對這種新型波浪腹板門式剛架牛腿連接節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)包括以下兩個方面1、水平加勁肋厚度要求水平加勁肋需有足夠厚度，保證牛腿水平力在波浪腹板柱構(gòu)件中的有效傳遞，同時水平加勁肋設(shè)置可增強(qiáng)節(jié)點(diǎn)域剛度，防止板件發(fā)生局部失穩(wěn)破壞。水平加勁肋厚度可取與牛腿翼緣板相同；2、豎向蓋板厚度要求豎向蓋板厚度主要考慮節(jié)點(diǎn)域抗剪及板件自身穩(wěn)定性而
定，豎向蓋板須有足夠強(qiáng)度和厚度以保證牛腿連接節(jié)點(diǎn)在吊車荷載組合工況作用下不發(fā)生
破壞。板件厚度可由下式獲得 M
權(quán)利要求
1. 一種波浪腹板門式剛架牛腿連接節(jié)點(diǎn)，其特征在于，由以下部件組成波浪腹板柱構(gòu)件、牛腿、水平加勁肋及豎向蓋板；所述波浪腹板柱構(gòu)件由兩塊平翼緣板與一塊波浪腹板通過高頻連續(xù)焊接組成的波浪腹板柱，構(gòu)件通長布置，無需截?cái)嗵幚?；所述牛腿為變截面或等截面的工形梁，由三塊平鋼板焊接而成，在吊車梁位置設(shè)置豎向加勁肋；牛腿與柱翼緣焊接連接；所述水平加勁肋共四塊，分別置于波浪腹板柱構(gòu)件內(nèi)且與牛腿上下翼緣齊平位置， 水平加勁肋兩側(cè)與柱翼緣板焊接連接，另一側(cè)與柱腹板焊接連接；水平加勁肋長度與波浪腹板高度相同，水平加勁肋寬度按照波幅實(shí)際尺寸下料，水平加勁肋外側(cè)與柱翼緣板外側(cè)平齊；所述豎向蓋板共兩塊，其尺寸相同，豎向蓋板水平向尺寸與波浪腹板高度相同，豎向尺寸與上下兩塊水平加勁肋間距相同；豎向蓋板置于水平加勁肋與波浪腹板柱構(gòu)件圍成的區(qū)域內(nèi)，與波浪腹板緊貼布置；豎向蓋板左右與柱翼緣板焊接連接，上下與水平加勁肋焊接連接，在蓋板角部位置不施焊且不切角。
全文摘要
一種波浪腹板門式剛架牛腿連接節(jié)點(diǎn)，由波浪腹板柱構(gòu)件、牛腿、水平加勁肋及豎向蓋板組成。波浪腹板柱構(gòu)件由兩塊平翼緣板與一塊波浪腹板通過高頻連續(xù)焊接而成，構(gòu)件通長布置，無需截?cái)嗵幚?。四塊水平加勁肋設(shè)置在波浪腹板柱構(gòu)件內(nèi)且與牛腿上下翼緣齊平位置，周邊與柱翼緣及腹板焊接連接；長度與波浪腹板高度相同，寬度按照波幅實(shí)際尺寸下料，外側(cè)與柱翼緣板外側(cè)平齊。兩塊豎向蓋板尺寸相同，置于水平加勁肋與波浪腹板柱構(gòu)件圍成的區(qū)域，與波浪腹板緊貼；蓋板四周與柱翼緣板及水平加勁肋焊接連接，蓋板角部處不施焊且不切角。該新型牛腿連接節(jié)點(diǎn)，通過在牛腿處鋼柱范圍內(nèi)增補(bǔ)豎向蓋板，不僅使制造工藝更為簡單，而且節(jié)點(diǎn)承載力也大大提高。
文檔編號E04B1/38GK102345326SQ201110191848
公開日2012年2月8日 申請日期2011年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月8日
發(fā)明者劉峰, 姜子欽, 郭彥林 申請人:清華大學(xué)