本申請涉及鋼梁連接,具體涉及一種箱型鋼梁鉸接節(jié)點。
背景技術(shù):
1、在公共建筑中,主體結(jié)構(gòu)通常采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),而部分特殊區(qū)域(如采光頂、鋼樓梯等)常需采用鋼構(gòu)件(如箱型鋼梁)并與主體結(jié)構(gòu)連接。為滿足建筑造型需求并減少鋼梁對混凝土結(jié)構(gòu)的影響,同時便于預埋件設(shè)計,箱型鋼梁與鋼筋混凝土構(gòu)件預埋件的連接節(jié)點通常需設(shè)計為鉸接。
2、然而,由于箱形鋼梁為閉口截面,內(nèi)部操作空間受限,導致高強螺栓安裝困難。目前工地現(xiàn)場常用的箱形鋼梁與預埋件連接方式存在以下顯著缺點:
3、1)直接焊接:該連接方式現(xiàn)場焊接工作量大,焊接質(zhì)量受環(huán)境、人員技能影響較大,不易保證,且施工效率低。同時,梁端翼緣完全焊接約束,無法有效釋放彎矩,與設(shè)計假定的鉸接特性嚴重不符。這導致節(jié)點實際承受彎矩,可能引發(fā)局部應力集中甚至破壞,存在較大安全隱患。
4、2)銷軸式節(jié)點:該連接方式節(jié)點構(gòu)造繁瑣,需在箱型鋼梁上開槽,將耳板插入梁內(nèi)焊接,開槽和插入焊接破壞了箱型截面的完整性。同時,耳板與箱型截面連接處的應力狀態(tài)復雜,難以準確計算?,F(xiàn)有結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范缺乏適用的計算公式,必須依賴復雜的節(jié)點有限元分析才能確保結(jié)構(gòu)安全,顯著增加了設(shè)計難度、周期和成本。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本申請旨在至少解決背景技術(shù)中的技術(shù)問題之一,提供一種箱型鋼梁鉸接節(jié)點。
2、本申請通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):
3、一種箱型鋼梁鉸接節(jié)點,包括:
4、連接基礎(chǔ);
5、箱型鋼梁,所述箱型鋼梁具有相對的第一板體和第三板體以及相對的第二板體和第四板體,其中,所述第一板體和第三板體開有豁口;
6、封頭件,所述封頭件連接于所述箱型鋼梁內(nèi)部,以將所述箱型鋼梁的內(nèi)部空間分割為第一區(qū)域和第二區(qū)域,其中,所述豁口位于所述第一區(qū)域;
7、預埋組件,所述預埋組件與所述連接基礎(chǔ)連接,所述預埋組件具有位于所述第一區(qū)域內(nèi)的第一連接部和第二連接部,所述第一連接部與所述第一板體連接,所述第二連接部與所述第二板體連接。
8、本申請?zhí)峁┑南湫弯摿恒q接節(jié)點,在箱型鋼梁相對的第一板體和第三板體上開設(shè)豁口,為內(nèi)部操作創(chuàng)造了關(guān)鍵通道;配合封頭件將梁內(nèi)空間精確分割為第一區(qū)域和第二區(qū)域,使豁口區(qū)域成為獨立的操作與連接空間。預埋組件通過其伸入第一區(qū)域的第一連接部和第二連接部,分別與開設(shè)豁口的第一板體以及相鄰的第二板體實現(xiàn)連接。這一構(gòu)造從根本上克服了閉口截面操作空間限制的固有難題,使得高強螺栓等可靠連接方式得以在箱型梁內(nèi)部順利安裝成為可能,從而摒棄了依賴大量現(xiàn)場焊接的傳統(tǒng)路徑。在施工層面,大幅減少了高空焊接作業(yè)量和難度,顯著提升了施工效率并降低了對工人技能和現(xiàn)場環(huán)境的依賴,保證了節(jié)點制作的一致性和質(zhì)量可控性;該節(jié)點通過特定的連接構(gòu)造(尤其是第一連接部與開豁口的第一板體、第二連接部與第二板體的連接方式),確保了梁端主要傳遞剪力而能有效釋放彎矩,實現(xiàn)了設(shè)計所要求的鉸接力學特性,避免了因現(xiàn)場焊接導致梁端翼緣完全固結(jié)而意外形成剛性節(jié)點的風險,消除了由此引發(fā)的局部應力集中乃至結(jié)構(gòu)破壞的潛在安全隱患,保障了結(jié)構(gòu)整體安全;相較于構(gòu)造復雜且需破壞箱型截面完整性的銷軸式節(jié)點(如開槽插入焊接耳板),本方案無需在梁體關(guān)鍵部位開槽或進行復雜的內(nèi)部焊接,維護了箱型鋼梁閉口截面的完整性和連續(xù)性,避免了因截面削弱和復雜焊接應力集中區(qū)帶來的計算困難與不確定性,使得節(jié)點應力狀態(tài)更加清晰明確,降低了對復雜有限元分析的依賴,簡化了設(shè)計流程,縮短了設(shè)計周期,節(jié)約了設(shè)計和建造成本;此外,預埋組件與連接基礎(chǔ)的可靠連接,結(jié)合內(nèi)部封頭件的合理布置,不僅提供了穩(wěn)固的傳力路徑,確保了節(jié)點整體剛度和穩(wěn)定性。
9、在一些可選的實施例中,所述連接基礎(chǔ)被配置為鋼筋混凝土構(gòu)件。
10、在一些可選的實施例中,所述豁口的形狀為弧形。
11、在一些可選的實施例中,所述豁口的形狀為半圓形。
12、在一些可選的實施例中,所述封頭件被配置為板狀構(gòu)造,所述封頭件分別與所述第一板體、第二板體、第三板體和第四板體垂直連接。
13、在一些可選的實施例中,在所述箱型鋼梁的長度方向上,所述封頭件與所述豁口的間距為2~5cm。
14、在一些可選的實施例中,所述第一板體、第二板體、第三板體和第四板體依次垂直連接。
15、在一些可選的實施例中,所述預埋組件包括:
16、連接筋,所述連接筋預埋在所述連接基礎(chǔ)內(nèi);
17、預埋板,所述預埋板預埋在所述連接基礎(chǔ)內(nèi)并與所述連接筋連接;
18、節(jié)點板,所述節(jié)點板與所述預埋板連接,兩個所述節(jié)點板分別與所述第一板體和第三板體連接。
19、在一些可選的實施例中,所述節(jié)點板分別與所述第一板體和第三板體螺栓連接。
20、在一些可選的實施例中,所述連接筋連接在所述預埋板上的第一連接區(qū)域,所述節(jié)點板連接在所述預埋板上的第二區(qū)域,在所述預埋板的厚度方向上,所述第一連接區(qū)域與所述第二連接區(qū)域重合或者所述第一連接區(qū)域位于所述第二連接區(qū)域內(nèi)。
21、本申請與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有如下的優(yōu)點和有益效果:
22、本申請?zhí)峁┑南湫弯摿恒q接節(jié)點,在箱型鋼梁相對的第一板體和第三板體上開設(shè)豁口,為內(nèi)部操作創(chuàng)造了關(guān)鍵通道;配合封頭件將梁內(nèi)空間精確分割為第一區(qū)域和第二區(qū)域,使豁口區(qū)域成為獨立的操作與連接空間。預埋組件通過其伸入第一區(qū)域的第一連接部和第二連接部,分別與開設(shè)豁口的第一板體以及相鄰的第二板體實現(xiàn)連接。這一構(gòu)造從根本上克服了閉口截面操作空間限制的固有難題,使得高強螺栓等可靠連接方式得以在箱型梁內(nèi)部順利安裝成為可能,從而摒棄了依賴大量現(xiàn)場焊接的傳統(tǒng)路徑。在施工層面,大幅減少了高空焊接作業(yè)量和難度,顯著提升了施工效率并降低了對工人技能和現(xiàn)場環(huán)境的依賴,保證了節(jié)點制作的一致性和質(zhì)量可控性;該節(jié)點通過特定的連接構(gòu)造(尤其是第一連接部與開豁口的第一板體、第二連接部與第二板體的連接方式),確保了梁端主要傳遞剪力而能有效釋放彎矩,實現(xiàn)了設(shè)計所要求的鉸接力學特性,避免了因現(xiàn)場焊接導致梁端翼緣完全固結(jié)而意外形成剛性節(jié)點的風險,消除了由此引發(fā)的局部應力集中乃至結(jié)構(gòu)破壞的潛在安全隱患,保障了結(jié)構(gòu)整體安全;相較于構(gòu)造復雜且需破壞箱型截面完整性的銷軸式節(jié)點(如開槽插入焊接耳板),本方案無需在梁體關(guān)鍵部位開槽或進行復雜的內(nèi)部焊接,維護了箱型鋼梁閉口截面的完整性和連續(xù)性,避免了因截面削弱和復雜焊接應力集中區(qū)帶來的計算困難與不確定性,使得節(jié)點應力狀態(tài)更加清晰明確,降低了對復雜有限元分析的依賴,簡化了設(shè)計流程,縮短了設(shè)計周期,節(jié)約了設(shè)計和建造成本;此外,預埋組件與連接基礎(chǔ)的可靠連接,結(jié)合內(nèi)部封頭件的合理布置,不僅提供了穩(wěn)固的傳力路徑,確保了節(jié)點整體剛度和穩(wěn)定性。
1.一種箱型鋼梁鉸接節(jié)點,其特征在于,包括:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的箱型鋼梁鉸接節(jié)點,其特征在于,所述連接基礎(chǔ)被配置為鋼筋混凝土構(gòu)件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的箱型鋼梁鉸接節(jié)點,其特征在于,所述豁口(4)的形狀為弧形。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的箱型鋼梁鉸接節(jié)點,其特征在于,所述豁口(4)的形狀為半圓形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的箱型鋼梁鉸接節(jié)點,其特征在于,所述封頭件(2)被配置為板狀構(gòu)造,所述封頭件(2)分別與所述第一板體、第二板體、第三板體和第四板體垂直連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的箱型鋼梁鉸接節(jié)點,其特征在于,在所述箱型鋼梁(1)的長度方向上,所述封頭件(2)與所述豁口(4)的間距為2~5cm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的箱型鋼梁鉸接節(jié)點,其特征在于,所述第一板體、第二板體、第三板體和第四板體依次垂直連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的箱型鋼梁鉸接節(jié)點,其特征在于,所述預埋組件(3)包括:
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的箱型鋼梁鉸接節(jié)點,其特征在于,所述節(jié)點板(33)分別與所述第一板體和第三板體螺栓(5)連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的箱型鋼梁鉸接節(jié)點,其特征在于,所述連接筋(31)連接在所述預埋板(32)上的第一連接區(qū)域,所述節(jié)點板(33)連接在所述預埋板(32)上的第二區(qū)域,在所述預埋板(32)的厚度方向上,所述第一連接區(qū)域與所述第二連接區(qū)域重合或者所述第一連接區(qū)域位于所述第二連接區(qū)域內(nèi)。