專利名稱：一種鋼結(jié)構(gòu)箱形柱與工字梁剛性連接十字形異型節(jié)點的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及建筑物鋼框架剛性連接節(jié)點，特別涉及一種鋼結(jié)構(gòu)箱形柱與工字梁剛性連接十字形異型節(jié)點。
背景技術(shù)：
電力是國民經(jīng)濟的重點基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，在火力發(fā)電廠中采用大容量機組(600麗以上)，不僅技術(shù)指標先進，而且環(huán)保優(yōu)勢和節(jié)能降耗效果明顯，符合戰(zhàn)略大局，具有廣闊的發(fā)展和應用前景。主廠房是火電廠的核心部分，一般采用包含汽機房、除氧間和煤倉間的三列式結(jié)構(gòu)。大容量機組主廠房結(jié)構(gòu)不僅受力復雜，荷載巨大，而且結(jié)構(gòu)尺寸和自重也隨其容量的增大而增大。已有研究表明，由于結(jié)構(gòu)體系本身的不足，傳統(tǒng)鋼筋混凝土主廠房結(jié)構(gòu)整體承載能力低、抗震性能差，存在部分底層柱截面尺寸過大、軸壓比超限以及地震作用下結(jié)構(gòu)層間位移和頂點位移偏大等問題，結(jié)構(gòu)安全儲備較低、耐久性不足，因此在8度設(shè)防及以上高烈度地區(qū)，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形式已經(jīng)不能滿足大容量機組主廠房的要求。為了推進火電廠結(jié)構(gòu)體系創(chuàng)新，改善主廠房結(jié)構(gòu)的抗震性能，亟待開發(fā)出一種新型結(jié)構(gòu)體系，適用于高烈度區(qū)的大容量機組主廠房。鋼結(jié)構(gòu)布局靈活，機械化和工業(yè)化程度高，抗震性能好，是環(huán)保型的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)品。因此，火電廠中采用鋼結(jié)構(gòu)主廠房體系，可以克服鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的缺點，滿足高烈度地區(qū)大容量機組主廠房剛度及承載力要求。由于工藝需要，主廠房煤倉間承受的荷載巨大，而除氧間承受的荷載較小，在鋼結(jié)構(gòu)主廠房設(shè)計中，煤倉間所采用梁的截面高度比除氧間大得多，因此，在煤倉間和除氧間形成的框架中，同一節(jié)點處柱兩側(cè)梁的截面高度不同且差別較大，節(jié)點核心區(qū)被分成了上下兩個部分，形成鋼結(jié)構(gòu)異型節(jié)點。
發(fā)明內(nèi)容為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本實用新型的目的在于提供一種鋼結(jié)構(gòu)箱形柱與工字梁剛性連接十字形異型節(jié)點，通過將鋼結(jié)構(gòu)箱形柱與兩側(cè)截面高度不同的工字梁進行剛性連接，形成一種鋼結(jié)構(gòu)箱形柱與工字梁剛性連接十字形異型節(jié)點，既能夠滿足大容量機組主廠房的工藝要求，又具有良好的承載能力和抗震性能，使鋼結(jié)構(gòu)主廠房結(jié)構(gòu)能夠在高烈度區(qū)大容量機組主廠房中得到推廣應用。為了達到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案為一種鋼結(jié)構(gòu)箱形柱與工字梁剛性連接十字形異型節(jié)點，包括箱形柱1，箱形柱1的第一柱翼緣11外接大工字梁2，第二柱翼緣12外接小工字梁3，所述大工字梁2的大梁上翼緣21和小工字梁3的小梁上翼緣31在同一高度處，大工字梁2的大梁下翼緣22低于小工字梁3的小梁下翼緣32。為保證傳力明確并進一步加強結(jié)構(gòu)強度，在箱形柱1內(nèi)分別設(shè)置有與大梁上翼緣21等高且水平的上加勁肋4、與小梁下翼緣32等高且水平的中加勁肋5以及與大梁下翼緣22等高且水平的下加勁肋6，所述上加勁肋4、中加勁肋5和下加勁肋6與箱形柱1的柱翼緣11，12用熔嘴電渣焊連接，與箱形柱1的柱腹板13用坡口熔透焊連接，核心區(qū)被中加勁肋5分成上、下兩部分，分別為上核心區(qū)和下核心區(qū)。箱形柱1與大工字梁2之間，箱形柱1與小工字梁3之間，都采用剛性連接，例如全焊連接或栓焊混合連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是1)施工方便，由于箱形鋼柱、工字鋼梁均可以在加工廠中提前加工完成，運輸?shù)浆F(xiàn)場后，直接吊裝到指定位置進行連接，施工速度快；2)節(jié)約鋼材，在箱形柱兩側(cè)采用不同截面高度的工字梁，既可保證在荷載較大一側(cè)承載力滿足要求，又可以避免在荷載較小一側(cè)鋼材的浪費；3)承載力高，抗震性能好，試驗研究表明，鋼結(jié)構(gòu)箱形柱與工字梁剛性連接十字形異型節(jié)點的延性和耗能能力與鋼結(jié)構(gòu)剛性連接的常規(guī)節(jié)點相似，核心區(qū)抗剪承載力甚至高于常規(guī)節(jié)點，抗震性能完全優(yōu)于鋼筋混凝土異型節(jié)點，使鋼結(jié)構(gòu)主廠房體系能夠在高烈度區(qū)火電廠大容量主廠房中得以推廣應用。

圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖的主視圖，大梁腹板和小梁腹板都通過雙面角焊縫與柱翼緣連接。圖2是圖1的右視圖。圖3是圖1的左視圖。圖4是圖1的俯視圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型做進一步詳細說明。實施例一大工字梁2和小工字梁3與箱形柱1均采用全焊連接的十字形異型節(jié)點。如圖1至圖4所示，本實用新型為一種鋼結(jié)構(gòu)箱形柱與工字梁剛性連接十字形異型節(jié)點，包括箱形柱1，箱形柱1的第一柱翼緣11外接大工字梁2，大工字梁2的大梁上翼緣21和大梁下翼緣22通過坡口熔透焊與第一柱翼緣11連接，大工字梁2的大梁腹板23 通過雙面角焊縫與第一柱翼緣11連接；第二柱翼緣12外接小工字梁3，小工字梁3的小梁上翼緣31和小梁下翼緣32通過坡口熔透焊與第二柱翼緣12連接，小工字梁3的小梁腹板 33通過雙面角焊縫與第二柱翼緣12連接。大梁上翼緣21和小梁上翼緣31在同一高度處， 大梁下翼緣22低于小梁下翼緣32。為保證傳力明確并進一步加強結(jié)構(gòu)強度，在箱形柱1內(nèi)分別設(shè)置有與大梁上翼緣21等高且水平的上加勁肋4、與小梁下翼緣32等高且水平的中加勁肋5以及與大梁下翼緣22等高且水平的下加勁肋6，所述上加勁肋4、中加勁肋5和下加勁肋6與箱形柱1的柱翼緣11，12用熔嘴電渣焊連接，與箱形柱1的柱腹板13用坡口熔透焊連接，核心區(qū)被中加勁肋5分成上、下兩部分，分別為上核心區(qū)和下核心區(qū)。實施例二大工字梁2和小工字梁3與箱形柱1均采用栓焊混合連接的十字形異型節(jié)點。[0026]結(jié)構(gòu)上與實施例一的區(qū)別在于，大梁上翼緣21和大梁下翼緣22通過坡口熔透焊與第一柱翼緣11連接，大工字梁 2的大梁腹板23通過角鋼或剪切板用高強螺栓與第一柱翼緣11連接；小梁上翼緣31和小梁下翼緣32通過坡口熔透焊與第二柱翼緣12連接，小工字梁3的小梁腹板33通過角鋼或剪切板用高強螺栓與第二柱翼緣12連接。實施例三大工字梁2與箱形柱1采用栓焊混合連接，小工字梁3與箱形柱1采用全焊連接的十字形異型節(jié)點。結(jié)構(gòu)上與實施例一的區(qū)別在于，大梁上翼緣21和大梁下翼緣22通過坡口熔透焊與第一柱翼緣11連接，大工字梁 2的大梁腹板23通過角鋼或剪切板用高強螺栓與第一柱翼緣11連接；小梁上翼緣31和小梁下翼緣32通過坡口熔透焊與第二柱翼緣12連接，小工字梁3的小梁腹板33通過雙面角焊縫與第二柱翼緣12連接。實施例四大工字梁2與箱形柱1采用全焊連接連接，小工字梁3與箱形柱1采用栓焊混合連接的十字形異型節(jié)點。結(jié)構(gòu)上與實施例一的區(qū)別在于，大梁上翼緣21和大梁下翼緣22通過坡口熔透焊與第一柱翼緣11連接，大工字梁 2的大梁腹板23通過雙面角焊縫與第一柱翼緣11連接；小梁上翼緣31和小梁下翼緣32通過坡口熔透焊與第二柱翼緣12連接，小工字梁3的小梁腹板33通過角鋼或剪切板用高強螺栓與第二柱翼緣12連接。本實用新型的工作原理是鋼結(jié)構(gòu)箱形柱1與兩側(cè)截面高度不等的大工字梁2和小工字梁3相連接形成十字形異型節(jié)點，工字梁與箱形柱1采用栓焊混合連接或全焊連接的剛性連接，同時在節(jié)點核心區(qū)和梁翼緣對應的高度處設(shè)置加勁肋，使大工字梁2所受的力通過上加勁肋4和下加勁肋6傳到節(jié)點區(qū)，小工字梁3所受的力通過上加勁肋4和中加勁肋5傳到節(jié)點區(qū)，達到傳力明確的要求。由于該新型節(jié)點兩側(cè)采用不同截面高度的梁，不僅滿足大容量火電廠主廠房的工藝要求，同時還具有良好的承載能力及抗震性能。
權(quán)利要求1.一種鋼結(jié)構(gòu)箱形柱與工字梁剛性連接十字形異型節(jié)點，包括箱形柱(1)，其特征在于，箱形柱(1)的第一柱翼緣(11)外接大工字梁O)，第二柱翼緣(12)外接小工字梁(3)， 所述大工字梁O)的大梁上翼緣和小工字梁(3)的小梁上翼緣(31)在同一高度處， 大工字梁O)的大梁下翼緣02)低于小工字梁(3)的小梁下翼緣(32)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼結(jié)構(gòu)箱形柱與工字梁剛性連接十字形異型節(jié)點，其特征在于，在箱形柱(1)內(nèi)分別設(shè)置有與大梁上翼緣等高且水平的上加勁肋G)、與小梁下翼緣(3 等高且水平的中加勁肋(5)以及與大梁下翼緣0 等高且水平的下加勁肋(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋼結(jié)構(gòu)箱形柱與工字梁剛性連接十字形異型節(jié)點，其特征在于，所述上加勁肋(4)、中加勁肋(5)和下加勁肋(6)與箱形柱(1)的柱翼緣(11，12)用熔嘴電渣焊連接，與箱形柱(1)的柱腹板(1 用坡口熔透焊連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋼結(jié)構(gòu)箱形柱與工字梁剛性連接十字形異型節(jié)點，其特征在于，箱形柱(1)與大工字梁( 之間，箱形柱(1)與小工字梁C3)之間，都采用剛性連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋼結(jié)構(gòu)箱形柱與工字梁剛性連接十字形異型節(jié)點，其特征在于，所述剛性連接為全焊連接或栓焊混合連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋼結(jié)構(gòu)箱形柱與工字梁剛性連接十字形異型節(jié)點，其特征在于，大梁上翼緣和大梁下翼緣02)通過坡口熔透焊與第一柱翼緣(11)連接，大工字梁的大梁腹板通過雙面角焊縫與第一柱翼緣(11)連接；小梁上翼緣(31)和小梁下翼緣(3 通過坡口熔透焊與第二柱翼緣(1 連接，小工字梁(3)的小梁腹板(3 通過雙面角焊縫與第二柱翼緣(1 連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋼結(jié)構(gòu)箱形柱與工字梁剛性連接十字形異型節(jié)點，其特征在于，大梁上翼緣和大梁下翼緣02)通過坡口熔透焊與第一柱翼緣(11)連接，大工字梁的大梁腹板03)通過角鋼或剪切板用高強螺栓與第一柱翼緣(11)連接；小梁上翼緣(31)和小梁下翼緣(3 通過坡口熔透焊與第二柱翼緣(1 連接，小工字梁(3)的小梁腹板(33)通過角鋼或剪切板用高強螺栓與第二柱翼緣(12)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋼結(jié)構(gòu)箱形柱與工字梁剛性連接十字形異型節(jié)點，其特征在于，大梁上翼緣和大梁下翼緣02)通過坡口熔透焊與第一柱翼緣(11)連接，大工字梁的大梁腹板03)通過角鋼或剪切板用高強螺栓與第一柱翼緣(11)連接；小梁上翼緣(31)和小梁下翼緣(3 通過坡口熔透焊與第二柱翼緣(1 連接，小工字梁(3)的小梁腹板(3 通過雙面角焊縫與第二柱翼緣(1 連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋼結(jié)構(gòu)箱形柱與工字梁剛性連接十字形異型節(jié)點，其特征在于，大梁上翼緣和大梁下翼緣02)通過坡口熔透焊與第一柱翼緣(11)連接，大工字梁的大梁腹板通過雙面角焊縫與第一柱翼緣(11)連接；小梁上翼緣(31)和小梁下翼緣(3 通過坡口熔透焊與第二柱翼緣(1 連接，小工字梁(3)的小梁腹板(33)通過角鋼或剪切板用高強螺栓與第二柱翼緣(12)連接。
專利摘要一種鋼結(jié)構(gòu)箱形柱與工字梁剛性連接十字形異型節(jié)點，包括箱形柱，箱形柱的第一柱翼緣外接大工字梁，第二柱翼緣外接小工字梁，所述大工字梁的大梁上翼緣和小工字梁的小梁上翼緣在同一高度處，大工字梁的大梁下翼緣低于小工字梁的小梁下翼緣，本實用新型通過將鋼結(jié)構(gòu)箱形柱與兩側(cè)截面高度不同的工字梁進行剛性連接，形成一種鋼結(jié)構(gòu)箱形柱與工字梁剛性連接十字形異型節(jié)點，既能夠滿足火電廠大容量機組主廠房的工藝要求，又具有良好的承載能力和抗震性能，使鋼結(jié)構(gòu)主廠房結(jié)構(gòu)能夠在高烈度區(qū)大容量機組主廠房中得到推廣應用。
文檔編號E04B1/58GK202202414SQ20112026226
公開日2012年4月25日 申請日期2011年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月22日
發(fā)明者劉祖強, 彭修寧, 胡宗波, 薛建陽 申請人:西安建筑科技大學