钢结构建筑中板与柱连接的方法

摘要

本发明提供一种钢结构建筑中板与柱连接的方法，其特征在于柱与板的钢结构边框的相交部位通过角钢式连接板相连接，利用角钢式连接板的两边通过螺栓分别连接板和柱。采用该方法，使得柱、板建筑结构体系的强度和稳定性能好，使柱、板建筑的抗震性能、稳定性能比普通钢结构要高，使柱、板建筑体系中的钢结构易于标准化和工厂化生产。

说明书

技术领域

本发明钢结构建筑设计领域，特别是一种钢结构建筑中板与柱连接的方法。

背景技术

传统建筑中要大量消耗土壤、粘土等，而土壤资源是有限的，人们只能去挖掘成片的田地，从而造成土地资源的极大破坏。所以现在世界各国都在推行钢结构建筑，钢结构不仅能节约土地资源，而且钢结构还具有很多其它的优越条件，如钢材的结构组织均匀、强度高、弹性模量高、塑性和韧性好，适于承受冲击的地震荷载，钢材的密度与强度之比较小，钢结构与钢筋混凝土结构相比要轻30％～50％，而且钢结构便于机械化生产，是工程结构中工业化程度最高的一种。但是，也不能否认，钢结构还存在着缺陷和隐患。1.钢材的耐温性较差，其许多性能随温度升降而变化，当温度达到430-540℃之间时，钢材的屈服力、抗接强度和弹性模量将急剧下降，失去承载能力，垂直塌落，形成“扁饼”效应。一般采用喷涂防火漆或包裹防火材料。2.普通钢材的抗府蚀性能较差，尤其是处于湿度较大，有腐蚀性介质的环境中，会很快地生锈腐蚀，削弱了构件的承载力。一般采用喷涂防锈漆。3.结构失稳。失稳分两大类：整体失稳和局部失稳。大量的事故表明，钢结构构件由于强度高，所用截面相对小，也就容易失去稳定。整体失稳大多数是由局部失稳造成的，当受压部位或受弯部位的长细比超过允许值，会失去稳定。所以钢结构建筑在我国推行的不是很顺利。目前，钢结构建筑大多采用钢框架+支撑或钢框架+抗震墙体系，钢框架中钢柱、钢梁的连接方式有刚接和铰接方式，地震区一般采用刚接接点，采用焊接或螺栓把钢柱和钢梁连成整体，也有采用既焊接又螺栓混合连接的方式，所有这些连接方式都是连接柱和梁的，没有发现钢柱和加劲板的连接方式。

发明内容

发明人承秉建筑设计中强柱弱梁的设计理念，设计了一种柱、板建筑体系，取消梁或是弱化梁的作用，将梁与板结合在一起。板的四周是由槽钢焊接成边框，施工时可在方框内先灌浇一层混凝土形成叠合板的底板再与柱连接，最后整体浇铸，或是将柱与板的边框连好后，再浇铸，这种柱、板建筑体系改善了传力途径，提高建筑物适应变形的能力，减少地震作用，但柱与板的连接方法是很关键的。

本发明针对上述柱、板结构，提供一种钢结构建筑中板与柱连接的方法，采用该方法，使得柱、板建筑结构体系的强度和稳定性能好，适应变形的能力强，使柱、板建筑结构体系的抗震性能、稳定性能比普通钢结构要高。

本发明的技术方案如下：

钢结构建筑中板与柱连接的方法，其特征在于柱与板的钢结构边框的相交部位通过角钢式连接板相连接，利用角钢式连接板的两边通过螺栓分别连接板和柱。

所述板的钢结构边框的相交部位为板的角部。

所述螺栓为高强螺栓。

所述板角上方固定连接有角钢，所述角钢一边与角钢式连接板的一边通过螺栓连接。

所述柱外沿固定连接有支撑剪力键，所述板的一角正好搁置于支承剪力键上。

所述支承剪力键为方钢，所述方钢焊接在柱外沿。

所述柱为H型钢，该H型钢的两直边间固定连接有一直板，使柱与板相连的区段内钢柱断面呈“日”字形。

本发明的技术效果如下：

本发明是在柱、板相连处加一角钢式连接板，使柱与连接板、板与连接板通过螺栓相连，从而实现柱、板相连。螺栓优选高强螺栓。高强螺栓也可用满足强度要求的精制螺栓代替。连接板优选角钢。还可以是其它能起牢固连接作用的其它形式。为增加稳固性，在板(即方框)的角上方焊接上一角钢，角钢与连接板通过螺栓连接，这样使柱、板之间可多增加几个高强螺栓加以固定，提高了钢结构接点连接的可靠性。柱外沿固定连接有支承剪力键，在用螺栓固定之前可以很方便的将板搁置在支承剪力键上，省工省力，便于操作，还能使建筑物可以承受较大的地震变形，提高抗震性能。在钢结构体系中柱一般都用H型钢、方钢管等，但H型钢只有两个板面，所以在其直边间固定连接有一直板，使加劲板与H型钢柱间可增加一个连接板，在接点范围内钢柱断面呈“日”字形，增加了结构的稳固性。

本发明钢结构建筑中板与柱连接的方法，通过采用连接板、角钢和支承剪力键相结合的结构，其具备下列优点：(1)连接板使板与柱牢固连接在一起，同时在板角上设置有角钢，通过螺栓与连接板固定，更增加了柱、板之间的连接强度，增加了建筑物的稳定性。(2)柱角上固定连接有支承剪力键，使板安装时可作为临时支承点，有利于安装操作，同时在柱、板结构形成后，支承剪力键将承担板传来的大部分剪力。(3)柱、板之间的该连接方法可以是在柱子的一角、二角至三角和四角，可以是在加劲板的角部或边框，只需在连接处交工字钢形式变成“日”字形式即可。(4)本发明板与柱连接的方法，由板直接向柱传递荷载，减少了中间传力环节，受力明确，可靠性好。

附图说明

图1：柱与板连接节点立体图。

图2：采用柱与板连接节点的建筑结构体系。

1-板，2-柱，3-直板，4-角钢，5-连接板，6-支承剪力键，7-螺栓，8-连接节点，9-抗震墙。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

图1为柱、板连接节点图，柱2为H型钢，板1为槽钢焊接成的方框。柱2、板1之间通过连接板5相连接。连接板5为角钢，还可以是其它形式。连接板5的两直边上开有螺栓孔，分别与柱2和板1上相应的螺栓孔通过螺栓7连接。为保证强度，螺栓7最好是高强螺栓，也可以是满足强度要求的精制螺栓。板1的角上固定有角钢4，角钢4上开有螺栓孔，可与连接板6相连。本发明采用柱2与连接板5用三个螺栓7连接，而板1与连接板5用二个螺栓7连接，另外板1上的角钢4也有一个螺栓7与连接板5相连，形成三三对应，更增加了体系的稳定性。柱两直边间固定有一直板3，使H型钢柱呈“日”字形，直板3与板1间也设置有连接板5，使柱2与板1之间通过二个连接板5固定连接，增加了强度及建筑物的稳定性。H型钢柱2外沿固定有支承剪力键6，板1的一角正好搁置于支承剪力键6上，这样在装配时，可先将板1放在支承剪力键6上，再固定螺栓7。

在柱2的其它角上与板的连接可以采用上述相同的方式。图1中支承剪力键6上方所标明的箭头，指示支承剪力键6实际紧贴板1角部的下方。

图2表工示了该连接方法在建筑结构体系中的应用，该通过上述连接节点8将柱2和板1连接在一起。图中柱2为H型钢，在钢柱2之间设置有抗震墙9，以增加体系的抗震性能。

本发明连接方法，使柱、板连接更稳定，同时又增加了建筑物的抗震性能。