專利名稱：一種鋼管受彎連接節(jié)點的貼板加強方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鋼管受彎連接節(jié)點的新型貼板加強方法，屬于結構工程技術領域。
技術背景空間剛架結構的桿件多采用圓鋼管、方鋼管或矩形鋼管，桿件與節(jié)點之間往往采用全熔 透的對接焊縫連接，如采用焊接空心球節(jié)點或鋼管相貫節(jié)點。為確?？臻g剛架結構具有良好 的抗震延性性能，避免焊縫脆性破壞先于鋼材破壞，實現(xiàn)"強節(jié)點弱構件"的設計思想，有 必要對焊縫連接節(jié)點進行適當加強。1994年美國北嶺地震和1995年日本阪神地震后，國外對鋼結構的抗震節(jié)點設計提出了 許多改進措施。作為一種較為經(jīng)濟的工字鋼梁柱節(jié)點抗震連接方式，貼板加強連接得到了一 定的應用。貼板加強是指，對于工字鋼梁的上、下翼緣熔透焊于柱上的節(jié)點構造，在梁的上 下翼緣(或僅在下翼緣)貼焊蓋板，使貼板外端的梁翼緣彎曲屈服，從而實現(xiàn)梁柱節(jié)點的連 接延性。上述國外對工字鋼梁柱節(jié)點抗震連接方式的加強方法，缺陷在于焊縫構造形式對梁柱母 材影響較大，使母材變脆，容易斷裂，此外要求貼板厚度達到梁翼緣厚度的1.2~1.3倍，不僅 增加了材料，還增加了焊接工作量，從而降低了其有效性和經(jīng)濟性。 發(fā)明內容本發(fā)明的目的在于提供一種鋼管受彎連接的新型貼板加強方法， 一方面大大減小貼板焊 接對母材的不利影響，另一方面盡量減小貼板的厚度和長度，不僅有效保證節(jié)點的延性，還 可大大節(jié)省鋼材，減少焊接工作量，提高經(jīng)濟性。本發(fā)明提出的鋼管受彎連接貼板加強方式，其特征在于，所述貼板與被加強鋼管及節(jié)點 體通過三面角焊縫進行連接，貼板前端不焊；所述貼板為下部矩形、上部梯形的組合形式； 所述貼板采用屈服強度等于或小于被加強鋼管屈服強度的鋼材；所述貼板的厚度以被加強鋼 管熔透焊縫應力為控制標準進行確定。在上述鋼管受彎連接貼板加強方式中，所述角焊縫的焊縫高度根據(jù)貼板厚度選擇，不必 按強度要求設計。在上述鋼管受彎連接貼板加強方式中，被加強鋼管包括矩形鋼管和圓鋼管兩類。在上述鋼管受彎連接貼板加強方式中，對于所述被加強鋼管為矩形鋼管的情況，貼板可 從合適厚度的鋼板上直接裁取。在上述鋼管受彎連接貼板加強方式中，對于所述被加強鋼管為圓鋼管的情況，貼板可從 與被加強鋼管直徑相同且壁厚為貼板厚度的鋼管上直接裁取。在上述鋼管受彎連接貼板加強方式中，對于所述被加強鋼管為矩形鋼管的情況，貼板側 邊與鋼管棱邊有一定的距離，貼板根部與鋼管棱邊的距離大小取30~50mm，貼板前端與鋼管 棱邊的距離大小取80~100mm。在上述鋼管受彎連接貼板加強方式中，對于所述被加強鋼管為圓鋼管的情況，貼板之間 留有一定的間隙，貼板根部的間隙大小取30~50mm,貼板前端的間隙大小取80~100mm。受彎鋼管端部采用貼板加強方式進行局部加強后，由于加強區(qū)截面慣性矩的增大，應變 發(fā)展區(qū)由彎矩最大的鋼管根部外移到未加強鋼管的根部，有效實現(xiàn)塑性發(fā)展區(qū)的外移，從而 避免鋼管根部應力發(fā)展導致的根部焊縫脆性破壞；貼板形狀采用下部矩形、上部梯形的組合 形式可減小貼板引起的剛度突變；取消貼板前端的焊縫可避免由于焊接造成的鋼材材性變化 影響到鋼管的整個橫斷面，有效減少焊接的不利影響；貼板根部與節(jié)點體的連接采用角焊縫 可大大減小焊接對母材的影響，同時，該角焊縫與被保護的鋼管熔透焊縫是獨立的兩條焊縫， 因此角焊縫開裂不會直接延伸到熔透焊縫，貼板角焊縫的開裂可達到保護鋼管端部熔透焊縫 的效果；本發(fā)明提供的鋼管受彎連接貼板加強方法，可有效改善節(jié)點的滯回特性和延性，同時可 使塑性發(fā)展區(qū)外移，避免鋼管根部的焊縫脆性破壞，從而確保空間剛架結構具有良好的抗震 延性性能。
圖1為本發(fā)明的鋼管受彎連接貼板加強方法結構示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發(fā)明進行詳細說明如圖1所示，l一貼板，2 —被加強鋼管，3 —節(jié)點體，4一貼板側邊與被加強鋼管連接的 角焊縫，5 —貼板根部與節(jié)點體連接的角焊縫，6—貼板前端與被加強鋼管無焊接，7 —貼板與 鋼管棱邊之間(被加強鋼管為矩形鋼管)或貼板之間(被加強鋼管為圓鋼管)留縫隙。本發(fā)明提出的鋼管受彎連接貼板加強方式由下部矩形、上部梯形的組合形式鋼板(1)實 現(xiàn)；貼板(1)采用屈服強度等于或小于被加強鋼管屈服強度的鋼材；貼板(1)與被加強鋼 管(2)及節(jié)點體(3)通過三面角焊縫進行連接，即貼板(1)與被加強鋼管(2)通過角焊縫(4)連接，貼板(1)與節(jié)點體(3)通過角焊縫(5)連接，貼板前端(6)與被加強鋼管 之間不焊；貼板與鋼管棱邊之間(被加強鋼管為矩形鋼管)或貼板之間(被加強鋼管為圓鋼 管)留有縫隙7。鋼管受彎連接貼板加強方式的構造及連接要求(1)貼板與被加強鋼管及節(jié)點體通過三面角焊縫進行連接，貼板前端不焊；(3) 被加強鋼管為矩形鋼管時，貼板根部與鋼管棱邊的距離大小取30~50mm，貼板前 端與鋼管棱邊的距離大小取80 100mrn;(4) 被加強鋼管為圓鋼管時，貼板根部的間隙大小取30~50mm，貼板前端的間隙大小 取80~100mm。鋼管受彎連接貼板加強方式的截面尺寸確定(1)貼板長度《在滿足構造的情況下應盡量小；(2)貼板厚度f應滿足,>—1，其中K為貼板截面的抵抗矩，『2為被加強鋼2管的截面抵抗矩，Af,為貼板根部截面上的彎矩，M,為貼板外端截面上的彎矩，h為鋼管截面 的高度或直徑。
權利要求
1、一種鋼管受彎連接節(jié)點的貼板加強方法，其特征在于，所述方法是將貼板(1)與被加強鋼管(2)和節(jié)點體(3)，通過三面角焊縫(4)進行連接，貼板(1)前端(6)不焊；所述貼板(1)與被加強鋼管(2)棱邊之間或貼板之間留縫隙。
2、 根據(jù)權利要求1所述的加強方法，其特征在于，所述貼板(1)為下部矩形、上部梯 形；所述貼板采用屈服強度等于或小于被加強鋼管(2)屈服強度的鋼材；所述貼板(1)的 厚度以被加強鋼管熔透焊縫應力為控制標準進行確定。
3、 根據(jù)權利要求1所述的加強方法，其特征在于，所述角焊縫(4)的焊縫高度根據(jù)貼 板厚度匹配選擇，不必按強度要求設計。
4、 根據(jù)權利要求1所述的加強方法，其特征在于，所述被加強鋼管(2)為矩形鋼管或 圓鋼管兩類。
5、 根據(jù)權利要求1或4所述的加強方法，其特征在于，當所述被加強鋼管(2)為矩形 鋼管時，貼板(1)從合適厚度的鋼板上直接裁取。
6、 根據(jù)權利要求1或4所述的加強方法，其特征在于，當所述被加強鋼管(2)為圓鋼 管時，貼板(1)從與被加強鋼管直徑相同且壁厚為貼板厚度的鋼管上直接裁取。
7、 根據(jù)權利要求1或4所述的加強方法，其特征在于，當所述被加強鋼管(2)為矩形 鋼管時，貼板(1)側邊與被加強鋼管(2)棱邊有一定的距離，貼板根部與鋼管棱邊的距離 大小取30~50mm，貼板前端與鋼管棱邊的距離大小取80~100mm。
8、 根據(jù)權利要求1或4所述的加強方法，其特征在于，當所述被加強鋼管為圓鋼管時， 貼板(1)之間留有一定的間隙，貼板根部的間隙大小取30~50mm，貼板前端的間隙大小取 80~100mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋼管受彎連接節(jié)點的貼板加強方法，屬于結構工程技術領域。其特征在于所述貼板與被加強鋼管及節(jié)點體通過三面角焊縫進行連接，貼板前端不焊；所述貼板為下部矩形、上部梯形的組合形式；所述貼板采用屈服強度等于或小于被加強鋼管屈服強度的鋼材；所述貼板的厚度以被加強鋼管熔透焊縫應力為控制標準進行確定。本發(fā)明提供的鋼管受彎連接貼板加強方式可有效改善節(jié)點的滯回特性和延性，同時可使塑性發(fā)展區(qū)外移，避免鋼管根部的焊縫脆性破壞，從而確?？臻g剛架結構具有良好的抗震延性性能。
文檔編號F16L13/04GK101220889SQ20081000435
公開日2008年7月16日 申請日期2008年1月23日 優(yōu)先權日2008年1月23日
發(fā)明者傅學怡, 陽 趙, 磊 顧 申請人:中建國際(深圳)設計顧問有限公司