[发明专利]梁高不同的外加强环式方钢柱异形节点

说明书

技术领域

本发明是涉及建筑技术领域，具体地说是一种梁高不同的外加强环式方钢柱异形节点。

背景技术

我国自改革开放以来，住宅建设的发展很快，而人口的增长与城市化进程的加速，引起我国对住房的需求增加。要满足日益增长的住房需求，加快住宅建设进程，推进住宅产业的现代化发展，1999年国务院转发国家八部委局《关于推进住宅产业现代化,提高住宅质量的若干意见》(国办发[1999]72号)，提出和引进先进的住宅建筑体系和成套的工程技术，提高住宅建筑质量，并带动相关行业的发展，随着高层钢框架结构的日益增多及建筑物空间和平面布局上的特殊要求，出现了许多复杂体型的结构。因此存在着大量的非常规节点，这些非常规节点的两侧梁或上下柱的截面在节点核心处变化较大，其受力机理和变形特征明显不同于常规节点，所以工程界把它定义为异型节点。而近年来钢结构异型节点在大型工程项目中的应用日趋增多，但由于缺乏理论支持和经验积累，在异型节点的设计过程中，只能依据规范对常规节点的规定进行设计。在此提出这种异形节点的设计方法既能满足节点的强度要求，又能保证结构的安全，同时钢结构异形节点和其它常规钢结构节点一样具有良好的抗震性能，与普通的钢结构节点相同具有很高的强度，在满足节点延性的基础上一般不会发生承载力不足而破坏，尤其是栓焊混合连接的刚性节点具有较高的抵抗弯矩和耗能能力，在减少了梁柱的相对转角的同时，显著减少了梁跨中的内力，进而减少了梁截面，具有构造简单等优点，上述这些优点综合起来，钢框架结构在众多方面还是可以优先选用的基本结构形式之一。

方钢管的性能特点（1）良好的截面特性。与同样重量或截面高度的宽翼缘H型钢和圆钢管相比，方钢管在两个主轴方向的抗弯刚度是圆钢管的1.3倍；与H型钢强轴方向的抗弯刚度接近，而在弱轴方向是其2.7倍，回转半径为其1.6倍。不存在强弱轴。方钢柱在两个方向上的截面惯性矩相同，及在中间跨的方钢管柱能够充分利用截面。而工字钢在两个方向的截面惯性矩不同，存在强弱轴，截面的刚度取决于惯性矩小的方向，使截面不被充分利用。（2）良好的防锈性能。与H型钢相比，在相同长度下，方钢管的表面积仅为其67％，而且在使用阶段管端封闭后为单面锈蚀状态，故不仅涂装维护工作量可减少约1/3，而且耐锈蚀寿命(按金属锈蚀损失量计)可达到H型钢的2倍。（3）简化施工，降低工程成本。对400×500mm较大截面方(矩)形钢管，均为一次冷弯焊接成型，可避免复杂的箱形线加工工艺，既提高了工效降低了成本，保证了管材管壁的平整度。同时方(矩)形管节点相贯线切割也大大简化，提高工效的同时更易保证节点焊缝的质量。（4）外形美观，便于造型，近年，我国在方钢管的生产工艺上有了较大突破。国内几家工厂已经可生产截面面积尺寸400mm×16mm～500mm×22mm的大截面冷弯方钢管，摆脱了过去对大截面钢管进口的依赖。为方钢管在我国建筑特别是住宅中应用提供了基本条件。综上，方钢管的综合效益更好，我国在钢结构工程中选用方形钢管的条件也比较成熟。

为推进节能降耗与低碳环保建筑，提高住宅品质，改进住宅生产方式，国家先后出台多项扶持政策围绕钢结构住宅关键技术展开攻关。我国钢结构住宅产业化体系逐渐走向成熟，钢结构住宅具有单位体积承载力高、生产安装方便、施工周期短、抗震性能好、改建和拆迁容易、材料的回收和再利用率高等特点，是人与自然和谐可持续发展的“绿色产业”。钢结构在我国的应用必将更加广泛。

发明内容