[发明专利]一种钢管受弯连接节点的贴板加强方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢管受弯连接节点的新型贴板加强方法，属于结构工程技术领域。

背景技术

空间刚架结构的杆件多采用圆钢管、方钢管或矩形钢管，杆件与节点之间往往采用全熔透的对接焊缝连接，如采用焊接空心球节点或钢管相贯节点。为确保空间刚架结构具有良好的抗震延性性能，避免焊缝脆性破坏先于钢材破坏，实现“强节点弱构件”的设计思想，有必要对焊缝连接节点进行适当加强。

1994年美国北岭地震和1995年日本阪神地震后，国外对钢结构的抗震节点设计提出了许多改进措施。作为一种较为经济的工字钢梁柱节点抗震连接方式，贴板加强连接得到了一定的应用。贴板加强是指，对于工字钢梁的上、下翼缘熔透焊于柱上的节点构造，在梁的上下翼缘(或仅在下翼缘)贴焊盖板，使贴板外端的梁翼缘弯曲屈服，从而实现梁柱节点的连接延性。

上述国外对工字钢梁柱节点抗震连接方式的加强方法，缺陷在于焊缝构造形式对梁柱母材影响较大，使母材变脆，容易断裂，此外要求贴板厚度达到梁翼缘厚度的1.2～1.3倍，不仅增加了材料，还增加了焊接工作量，从而降低了其有效性和经济性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢管受弯连接的新型贴板加强方法，一方面大大减小贴板焊接对母材的不利影响，另一方面尽量减小贴板的厚度和长度，不仅有效保证节点的延性，还可大大节省钢材，减少焊接工作量，提高经济性。

本发明提出的钢管受弯连接贴板加强方式，其特征在于，所述贴板与被加强钢管及节点体通过三面角焊缝进行连接，贴板前端不焊；所述贴板为下部矩形、上部梯形的组合形式；所述贴板采用屈服强度等于或小于被加强钢管屈服强度的钢材；所述贴板的厚度以被加强钢管熔透焊缝应力为控制标准进行确定。

在上述钢管受弯连接贴板加强方式中，所述角焊缝的焊缝高度根据贴板厚度选择，不必按强度要求设计。

在上述钢管受弯连接贴板加强方式中，被加强钢管包括矩形钢管和圆钢管两类。

在上述钢管受弯连接贴板加强方式中，对于所述被加强钢管为矩形钢管的情况，贴板可从合适厚度的钢板上直接裁取。

在上述钢管受弯连接贴板加强方式中，对于所述被加强钢管为圆钢管的情况，贴板可从与被加强钢管直径相同且壁厚为贴板厚度的钢管上直接裁取。

在上述钢管受弯连接贴板加强方式中，对于所述被加强钢管为矩形钢管的情况，贴板侧边与钢管棱边有一定的距离，贴板根部与钢管棱边的距离大小取30～50mm，贴板前端与钢管棱边的距离大小取80～100mm。

在上述钢管受弯连接贴板加强方式中，对于所述被加强钢管为圆钢管的情况，贴板之间留有一定的间隙，贴板根部的间隙大小取30～50mm，贴板前端的间隙大小取80～100mm。

受弯钢管端部采用贴板加强方式进行局部加强后，由于加强区截面惯性矩的增大，应变发展区由弯矩最大的钢管根部外移到未加强钢管的根部，有效实现塑性发展区的外移，从而避免钢管根部应力发展导致的根部焊缝脆性破坏；贴板形状采用下部矩形、上部梯形的组合形式可减小贴板引起的刚度突变；取消贴板前端的焊缝可避免由于焊接造成的钢材材性变化影响到钢管的整个横断面，有效减少焊接的不利影响；贴板根部与节点体的连接采用角焊缝可大大减小焊接对母材的影响，同时，该角焊缝与被保护的钢管熔透焊缝是独立的两条焊缝，因此角焊缝开裂不会直接延伸到熔透焊缝，贴板角焊缝的开裂可达到保护钢管端部熔透焊缝的效果；

本发明提供的钢管受弯连接贴板加强方法，可有效改善节点的滞回特性和延性，同时可使塑性发展区外移，避免钢管根部的焊缝脆性破坏，从而确保空间刚架结构具有良好的抗震延性性能。

附图说明

图1为本发明的钢管受弯连接贴板加强方法结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明：

如图1所示，1-贴板，2-被加强钢管，3-节点体，4-贴板侧边与被加强钢管连接的角焊缝，5-贴板根部与节点体连接的角焊缝，6-贴板前端与被加强钢管无焊接，7-贴板与钢管棱边之间(被加强钢管为矩形钢管)或贴板之间(被加强钢管为圆钢管)留缝隙。