新型十字型端板连接节点结构

1.本发明属于建筑工程技术领域，更具体地说，是涉及一种新型十字型端板连接节点结构。


背景技术：

2.对于有抗震性能要求的梁柱连接形式，梁柱节点是重要的传力枢纽，在地震作用下应尽量减少节点结构构件损伤，这就要求在设计时不仅需要提高其耗能能力，还需要提高其刚度。
3.在高层的建筑设计中，梁柱连接的节点是高层建筑结构节点设计中的关键,其性能直接影响着结构的强度、刚度、和稳定等性能，以往也有很多研究在梁部分削弱的情况，但是往往有屈曲的情况产生。
4.在传统的节点设计，往往是通过全熔透对接焊缝，没有发挥梁柱节点的优势以及不能很好的发挥梁自身的抗弯承载力，没有很好的发挥抗震设计中的“强节点弱构件”的设计原则。此外，现场安装中焊接工作量很大；且焊接质量存在的隐患，构件上因焊接产生的残余应力，都会影响节点的受力性能和工程的整体质量。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种新型十字型端板连接节点结构，旨在解决节点安装焊接工作量大、构件上因焊接产生有残余应力影响节点的受力性能和工程的整体质量的问题。
6.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种新型十字型端板连接节点结构，包括：
7.h型钢柱；
8.两个工字型梁板，对称设于所述h型钢柱的两个柱翼缘的外侧；
9.两个柱腹部加强板，分别设于所述h型钢柱的柱腹板的前后两侧，所述柱腹部加强板具有纵向间隔设置的两个定位板，两个所述定位板与所述工字型梁板的两个梁翼缘对应设置；相邻的所述定位板与所述梁翼缘借助贯穿所述柱翼缘的钢夹件；所述钢夹件的两端均穿设有高强螺栓，两个所述高强螺栓分别连接所述定位板和所述梁翼缘。
10.作为本技术另一实施例，所述定位板和所述梁翼缘的厚度一致，所述钢夹件包括纵向间隔设置的两个夹板；两个所述夹板均水平贯穿所述柱翼缘。
11.作为本技术另一实施例，所述钢夹件还包括连接板，所述连接板连接两个所述夹板并在两个所述夹板之间形成夹持槽，所述夹持槽用于限位所述定位板和所述梁翼缘。
12.作为本技术另一实施例，所述夹板包括第一夹持部、第二夹持部和受力部，所述第一夹持部用于贴合在所述定位板上，所述第二夹持部用于贴合在所述梁翼缘上；所述受力部连接所述第一夹持部和所述第二夹持部；所述受力部与所述柱翼缘贴合。
13.作为本技术另一实施例，所述柱腹部加强板还包括支撑板，所述支撑板连接两个
所述定位板，所述支撑板的两个侧边缘分别抵在两侧的所述柱翼缘上。
14.作为本技术另一实施例，所述柱腹部加强板和所述钢夹件均为u形，且所述柱腹部加强板的开口和所述夹持槽的开口对向设置；所述柱翼缘上设有与所述钢夹件相适配的u形孔。
15.作为本技术另一实施例，所述工字型梁板的梁腹板与所述柱腹板位于同一平面内；位于所述柱腹板前后两侧的所述钢夹件沿所述柱腹板对称设置。
16.作为本技术另一实施例，所述工字型梁板与所述柱翼缘之间设有端板；所述端板的长度大于所述工字型梁板的宽度，所述端板的宽度等于或者小于所述柱翼缘的宽度同时大于所述工字型梁板的厚度；所述钢夹件贯穿所述端板。
17.作为本技术另一实施例，所述梁翼缘的外侧设有加劲肋，所述加劲肋连接所述端板；所述加劲肋包括连接所述梁翼缘的第一焊接部和连接所述端板的第二焊接部以及承载部，所述第一焊接部和所述第二焊接部垂直连接，所述承载部为三角形，所述承载部上开设有若干个减重孔。
18.作为本技术另一实施例，所述减重孔为多个，相邻两个所述减重孔之间具有加强部，所述加强部的宽度大于所述减重孔的宽度；所述减重孔的长度方向与所述第二焊接部的长度方向一致。
19.本发明提供的新型十字型端板连接节点结构的有益效果在于：与现有技术相比，本发明新型十字型端板连接节点结构，通过设置柱腹部加强板以及钢夹件，借助高强螺栓将工字型梁板固定在h型钢柱的两侧，完成了十字型节点的连接；有效降低了焊接残余应力，且充分发挥了高强螺栓的抗拉承载力和抗剪承载力，保证了节点的受力性能和工程的整体质量。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本发明实施例提供的新型十字型端板连接节点结构的结构示意图；
22.图2为本发明实施例提供的h型钢柱的结构示意图；
23.图3为本发明实施例提供的工字型梁板的结构示意图；
24.图4为本发明实施例提供的端板的结构示意图；
25.图5为本发明实施例提供的柱腹部加强板的结构示意图；
26.图6为本发明实施例提供的钢夹件的结构示意图。
27.图中：1、h型钢柱；11、柱腹板；12、柱翼缘；13、u形孔；
28.2、工字型梁板；21、梁腹板；22、梁翼缘；
29.3、端板；31、贯穿孔；
30.4、柱腹部加强板；41、定位板；42、支撑板；43、螺栓孔；
31.5、钢夹件；51、夹板；52、连接板；
32.6、高强螺栓。
具体实施方式
33.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
34.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
35.请参阅图1至图6，现对本发明提供的新型梁柱端板3连接节点结构进行说明。所述新型梁柱端板3连接节点结构，包括h型钢柱1、两个工字型梁板2、两个柱腹部加强板4以及钢夹件5；两个工字型梁板2对称设于h型钢柱1的两个柱翼缘12的外侧；两个柱腹部加强板4分别设于h型钢柱1的柱腹板11的前后两侧，柱腹部加强板4具有纵向间隔设置的两个定位板41，两个定位板41与工字型梁板2的两个梁翼缘22对应设置；相邻的定位板41与梁翼缘22借助贯穿柱翼缘12的钢夹件5夹持，钢夹件5的两端均穿设有高强螺栓6，两个高强螺栓6分别连接定位板和梁翼缘。
36.本发明提供的新型梁柱端板3连接节点结构，与现有技术相比，h型钢柱1的两侧分别连接两个工字型梁板2，h型钢柱1以及两个工字型梁板2形成十字型连接节点。
37.在h型钢柱1的柱腹板11的前后两侧设置柱腹部加强板4，两个柱腹部加强板4分别用于连接梁翼缘22位于梁腹板21两侧的部分。柱腹部加强板4包括两个定位板41，且两个定位板41纵向间隔设置，其用于对应工字型梁板2的两个梁翼缘22。使同一工字型梁板2的两个梁翼缘22形成四个连接部，且同一个梁翼缘22上的两个连接部沿梁腹板21对称设置。四个连接部上均开设有连接孔。
38.钢夹件5贯穿柱翼缘12，钢夹件5的一端贴合在定位板41上，并借助高强螺栓6连接在定位板41上；钢夹件5的另一端贴合在梁翼缘22的连接部上，并借助高强螺栓6连接在梁翼缘22上。四个连接部均借助钢夹件5连接在四个定位板41上。
39.本发明提供的新型梁柱端板3连接节点结构，通过设置柱腹部加强板4以及钢夹件5，借助高强螺栓6将工字型梁板2固定在h型钢柱1的两侧，完成了十字型节点的连接；有效降低了焊接残余应力，且充分发挥了高强螺栓6的抗拉承载力和抗剪承载力，保证了节点的受力性能和工程的整体质量。
40.可选的，刚夹件为水平的钢板，钢板水平贯穿柱翼缘12，钢板的上端面或者下端面贴合在定位板41和梁翼缘22上，用于完成梁翼缘22和定位板41的连接。由于定位板41位于柱腹部，定位板41与h型钢柱1的腹板连接，可提高工字型梁板2的连接强度；同时贯穿柱翼缘12的钢夹件5与柱翼缘12嵌合，其贯穿柱翼缘12的同时连接柱翼缘12两侧的定位板41和
梁翼缘22，将梁翼缘22的重力传递至柱翼缘12的同时还传递至定位板41上，使工字型梁板2的重力以及其他受力被均匀分布在h型钢柱1上，保证了其受力的稳定性。此外，高强螺栓6具有较强的抗拉承载力和抗剪承载力，保证了节点结构的抗拉性能和抗剪性能。
41.可选的，两个定位板41垂直焊接在柱腹板11上，或者焊接在柱翼缘12的内侧。
42.作为本发明提供的新型梁柱端板3连接节点结构的一种具体实施方式，请参阅图1，定位板41和梁翼缘22的厚度一致，钢夹件5包括纵向间隔设置的两个夹板51；两个夹板51均水平贯穿柱翼缘12。
43.定位板41和梁翼缘22的厚度一致，定位板41的上端面和梁翼缘22的上端面平齐，定位板41的下端面和梁翼缘22的下端面平齐；钢夹件5包括两个夹板51，两个夹板51纵向间隔设置并分别贴合在定位板41/梁翼缘22的上端面和下端面，两个夹板51均贯穿柱翼缘12并贴合在定位板41/梁翼缘22上，并借助高强螺栓6固定。
44.两个夹板51提高了夹板51和定位板41/梁翼缘22的连接强度，同时也提高了与柱翼缘12的连接强度。
45.作为本发明提供的新型梁柱端板3连接节点结构的一种具体实施方式，请参阅图1及图6，钢夹件5还包括连接板52，连接板52连接两个夹板51并在两个夹板51之间形成夹持槽，夹持槽用于限位定位板41和梁翼缘22。
46.钢夹件5包括两个夹板51以及连接两个夹板51的连接板52，连接板52连接两个夹板51的边缘或者两个夹板51的中部。在连接板52的作用下，两个夹板51之间形成夹持槽，定位板41和梁翼缘22均位于夹持槽内。
47.可选的，连接板52连接两个夹板51远离柱腹板11一侧的边缘，连接板52与两个夹板51组成u形结构件，且其开口方向朝向柱腹板11的一侧。
48.在安装时，两个夹板51分别位于定位板41/梁翼缘22的上下两侧，且连接板52贴合在定位板41/梁翼缘22的边缘。两个夹板51和连接板52的组合降低了定位板41形变的可能性；连接板52提高了对两个夹板51的定位性能，同时增加了水平方向的限位以及水平方向的受力强度。
49.可选的，连接板52连接两个夹板51的中部，连接板52与两个夹板51形成工字形结构件，其中一个的开口方向朝向柱腹板11的一侧。
50.在安装时，柱翼缘12上开设有与钢夹件5相适配的工字形贯穿孔31，钢夹件5贯穿工字形贯穿孔31，且其两个夹板51的一侧分别位于定位板41/梁翼缘22的上端和下端，两个夹板51的另一侧位于连接板52的外侧并向远离柱腹板11的一侧延伸，其延伸段用于提高钢夹板51的抗弯承载力和抗剪承载力。
51.作为本发明提供的新型梁柱端板3连接节点结构的一种具体实施方式，请参阅图1及图6，夹板51包括第一夹持部、第二夹持部和受力部，第一夹持部用于贴合在定位板41上，第二夹持部用于贴合在梁翼缘22上；受力部连接第一夹持部和第二夹持部；受力部与柱翼缘12贴合。
52.任意一个夹板51均包括第一夹持部、第二夹持部和受力部，第一夹持部位于柱翼缘12的内侧用于贴合在定位板41上，第二夹持部位于柱翼缘12的外侧用于贴合在梁翼缘22上；受力部贯穿柱翼缘12并与柱翼缘12贴合。
53.第一夹持部和第二夹持部以及受力部的厚度均一致。连接件的厚度与夹板51的厚
度一致。夹件一体加工成型，连接件与夹板51焊接。
54.可选的，受力部的厚度大于第一夹持部和第二夹持部的厚度。
55.作为本发明提供的新型梁柱端板3连接节点结构的一种具体实施方式，请参阅图1及图5，柱腹部加强板4还包括支撑板42，支撑板42连接两个定位板41，支撑板42的两个侧边缘分别抵在两侧的柱翼缘12上。
56.在安装时，在钢夹件5的作用下，支撑板42被抵在柱腹板11上，支撑件的两侧贴合在柱翼缘12的内侧上。钢夹件5贯穿柱翼缘12并借助高强螺栓6连接在定位板41上，待钢夹件5均定位后，将梁翼缘22穿设于钢夹件5的夹持槽内，并借助高强螺栓6固定。
57.可选的，支撑板42焊接在柱翼缘12上。在安装时，首先将支撑板42定位焊接，使定位板41对应于柱翼缘12上的u形槽的中部；然后将钢夹件5贯穿柱翼缘12并将其与定位板41固定；最后将梁翼缘22固定在钢夹件5上。
58.可选的，定位板41的两个端部均开设有螺栓孔43，两个螺栓孔43沿定位板41的中线对称。
59.作为本发明提供的新型梁柱端板3连接节点结构的一种具体实施方式，请参阅图1及图5，柱腹部加强板4和钢夹件5均为u形，且柱腹部加强板4的开口和夹持槽的开口对向设置；柱翼缘12上设有与钢夹件5相适配的u形孔13。
60.支撑板42贴合在柱腹板11上，支撑板42的上下两端连接两个定位板41。支撑板42和两个定位板41组合形成u形结构，u形结构的开口朝外，即朝向远离柱腹板11的一侧。而钢夹件5的夹持槽的开口朝向柱腹板11的一侧，两者咬合设置。定位板41嵌合在夹持槽内。
61.可选的，工字型梁板2的梁腹板21与柱腹板11位于同一平面内；位于柱腹板11前后两侧的钢夹件5沿柱腹板11对称设置。柱腹板11的厚度大于或者等于梁腹板21的厚度，柱腹板11的中线和梁腹板21的中线位于同一平面内。此时，柱腹部加强板4对称设于柱腹板11的前后两侧，定位板41的边缘与梁翼缘22的边缘位于同一直线上。
62.钢夹件5夹持在定位板41和梁翼缘22上，定位板41的边缘和梁翼缘22的边缘均贴合在夹持槽的槽底。
63.作为本发明提供的新型梁柱端板3连接节点结构的一种具体实施方式，请参阅图1及图4，工字型梁板2与柱翼缘12之间设有端板3；端板3的长度大于工字型梁板2的宽度，端板3的宽度等于或者小于柱翼缘12的宽度同时大于工字型梁板2的厚度；钢夹件5贯穿端板3。
64.柱翼缘12的外侧贴合设有端板3，工字型梁板2的端部抵在端板3远离柱翼缘12的一侧。端板3与工字型梁板2接触的一侧的面积大于工字型梁板2的端面的面积。端板3的长度大于工字型梁板2的宽度，工字型梁板2的宽度等于两个梁翼缘22之间的距离。端板3的宽度等于或者小于柱翼缘12的宽度同时大于工字型梁板2的厚度，其中柱翼缘12的宽度为h型钢柱1的厚度；端板3贴合在柱翼缘12的外侧，其宽度不超过柱翼缘12的边缘；工字型梁板2的厚度为工字型梁板2的梁翼缘22的宽度，端板3需覆盖整个梁翼缘22的宽度。
65.可选的，端板3的边缘与柱翼缘12的边缘平齐。
66.钢夹件5为开口朝内的u形结构，钢夹件5依次贯穿柱翼缘12和端板3。
67.端板3上开设有u形的贯穿孔31，该贯穿孔31与柱翼缘12上的u形孔13一一对应且大小相等。钢夹件5依次贯穿上述贯穿孔31和柱翼缘12上的u形孔13，将端板3固定在柱翼缘
12的外侧。
68.位于柱腹板11前后两侧的钢夹件5对称设置，钢夹件5与柱翼缘12的边缘之间留有第一间隙，第一间隙的宽度小于钢夹件5的宽度并大于钢夹件5的宽度二分之一。
69.作为本发明提供的新型梁柱端板3连接节点结构的一种具体实施方式，请参阅图1，梁翼缘22的外侧设有加劲肋，加劲肋连接端板3；加劲肋包括连接梁翼缘22的第一焊接部和连接端板3的第二焊接部以及承载部，第一焊接部和第二焊接部垂直连接，承载部为三角形，承载部上开设有若干个减重孔。
70.梁翼缘22远离梁腹板21的一侧设置有加劲肋，加劲肋与端板3连接，用于增加连接强度。加劲肋为三角形设置，其中包括分别与梁翼缘22和端板3连接的第一焊接部和第二焊接部，第一焊接部和第二焊接部垂直焊接，且第一焊接部和第二焊接部均为长方体结构。
71.承载部为三角形，承载部的一个直角边连接第一焊接部，另一个直角边连接第二焊接部；且承载部为具有一定厚度的刚性板体。在承载部上开设有若干个减重孔，减重孔不仅能够实现减重，同时能够提高节点的抗弯能力和发挥剪切耗能作用，具有良好的恢复能力。
72.具体地，减重孔为多个，相邻两个减重孔之间具有加强部，加强部的宽度大于减重孔的宽度；减重孔的长度方向与第二焊接部的长度方向一致。
73.第一焊接部水平焊接在梁翼缘22上，第二焊接部沿纵向焊接在端板3上，减重孔的长度方向与第二焊接部的长度方向一致。承载部由加强部和减重孔组合，加强部用于保证加劲肋的刚性强度。
74.在安装时，首先将柱腹部加强板4和工字型梁板2定位，然后将钢夹件5贯穿柱翼缘12，并将钢夹件5的一端固定在定位板41上，将钢夹件5的另一端固定在梁翼缘22上；接着穿设固定高强螺栓6，将钢夹件5的第一端与定位板41固定，另一端与梁翼缘22固定；最终焊接加强肋的第一焊接部和第二焊接部。
75.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.新型十字型端板连接节点结构，其特征在于，包括：h型钢柱(1)；两个工字型梁板(2)，对称设于所述h型钢柱(1)的两个柱翼缘(12)的外侧；两个柱腹部加强板(4)，分别设于所述h型钢柱(1)的柱腹板(11)的前后两侧，所述柱腹部加强板(4)具有纵向间隔设置的两个定位板(41)，两个所述定位板(41)与所述工字型梁板(2)的两个梁翼缘(22)对应设置；相邻的所述定位板(41)与所述梁翼缘(22)借助贯穿所述柱翼缘(12)的钢夹件(5)夹持；所述钢夹件(5)的两端均穿设有高强螺栓，两个所述高强螺栓分别连接所述定位板(41)和所述梁翼缘(22)。2.如权利要求1所述的新型十字型端板连接节点结构，其特征在于，所述定位板(41)和所述梁翼缘(22)的厚度一致，所述钢夹件(5)包括纵向间隔设置的两个夹板(51)；两个所述夹板(51)均水平贯穿所述柱翼缘(12)。3.如权利要求2所述的新型十字型端板连接节点结构，其特征在于，所述钢夹件(5)还包括连接板(52)，所述连接板(52)连接两个所述夹板(51)并在两个所述夹板(51)之间形成夹持槽，所述夹持槽用于限位所述定位板(41)和所述梁翼缘(22)。4.如权利要求3所述的新型十字型端板连接节点结构，其特征在于，所述夹板(51)包括第一夹持部、第二夹持部和受力部，所述第一夹持部用于贴合在所述定位板(41)上，所述第二夹持部用于贴合在所述梁翼缘(22)上；所述受力部连接所述第一夹持部和所述第二夹持部；所述受力部与所述柱翼缘(12)贴合。5.如权利要求3所述的新型十字型端板连接节点结构，其特征在于，所述柱腹部加强板(4)还包括支撑板(42)，所述支撑板(42)连接两个所述定位板(41)，所述支撑板(42)的两个侧边缘分别抵在两侧的所述柱翼缘(12)上。6.如权利要求5所述的新型十字型端板连接节点结构，其特征在于，所述柱腹部加强板(4)和所述钢夹件(5)均为u形，且所述柱腹部加强板(4)的开口和所述夹持槽的开口对向设置；所述柱翼缘(12)上设有与所述钢夹件(5)相适配的u形孔(13)。7.如权利要求1所述的新型十字型端板连接节点结构，其特征在于，所述工字型梁板(2)的梁腹板(21)与所述柱腹板(11)位于同一平面内；位于所述柱腹板(11)前后两侧的所述钢夹件(5)沿所述柱腹板(11)对称设置。8.如权利要求7所述的新型十字型端板连接节点结构，其特征在于，所述工字型梁板(2)与所述柱翼缘(12)之间设有端板(3)；所述端板(3)的长度大于所述工字型梁板(2)的宽度，所述端板(3)的宽度等于或者小于所述柱翼缘(12)的宽度同时大于所述工字型梁板(2)的厚度；所述钢夹件(5)贯穿所述端板(3)。9.如权利要求8所述的新型十字型端板连接节点结构，其特征在于，所述梁翼缘(22)的外侧设有加劲肋，所述加劲肋连接所述端板(3)；所述加劲肋包括连接所述梁翼缘(22)的第一焊接部和连接所述端板(3)的第二焊接部以及承载部，所述第一焊接部和所述第二焊接部垂直连接，所述承载部为三角形，所述承载部上开设有若干个减重孔。10.如权利要求9所述的新型十字型端板连接节点结构，其特征在于，所述减重孔为多个，相邻两个所述减重孔之间具有加强部，所述加强部的宽度大于所述减重孔的宽度；所述减重孔的长度方向与所述第二焊接部的长度方向一致。

技术总结
本发明提供了一种新型十字型端板连接节点结构，属于建筑工程技术领域，包括H型钢柱、两个工字型梁板、两个柱腹部加强板以及钢夹件；两个工字型梁板对称设于H型钢柱的两个柱翼缘的外侧；两个柱腹部加强板分别设于H型钢柱的柱腹板的前后两侧，柱腹部加强板具有纵向间隔设置的两个定位板，两个定位板与工字型梁板的两个梁翼缘对应设置；相邻的定位板与梁翼缘借助贯穿柱翼缘的钢夹件夹持，钢夹件的两端均穿设有高强螺栓，两个高强螺栓分别连接定位板和梁翼缘。本发明提供的新型十字型端板连接节点结构，有效降低了焊接残余应力，且充分发挥了高强螺栓的抗拉承载力和抗剪承载力，保证了节点的受力性能和工程的整体质量。了节点的受力性能和工程的整体质量。了节点的受力性能和工程的整体质量。


技术研发人员：王亚敏 张戊晨 吴海亮 孙轶良 苏佶智 王丽欢 成浩伟 荣彬
受保护的技术使用者：河北汇智电力工程设计有限公司 天津大学 国家电网有限公司
技术研发日：2023.05.23
技术公布日：2023/7/12