[发明专利]用于连接柱和梁的节点核芯以及使用其的连接柱和梁的方法

说明书

本发明涉及一种用于连接柱和梁的节点核芯，该节点核芯能够通过简单的工艺确保优异的刚性而无需焊接。为此，提供用于连接柱和梁的节点核芯，其包括：封闭截面的中间柱；隔板；以及内部加强构件，其中在所述隔板上形成狭缝以能够插入所述内部加强构件，并且插入到所述隔板中的内部加强构件与所述中间柱结合。根据本发明，与现有技术相比，当连接封闭截面的柱和梁时，确保了高刚性。此外，可以在不焊接的情况下连接封闭截面的柱和梁，因此可以缩短工程，连接变得容易，并且质量均匀。

技术领域

本发明涉及一种柱和梁的节点核芯(joint core)，更具体地，涉及一种柱和梁的节点核芯以及使用其的连接柱和梁的方法，与现有技术相比，当连接柱和梁时，该节点核芯能够以高屈服强度容易地组装柱和梁，并且在连接柱和梁时无需焊接。

背景技术

建造建筑物需要许多柱和梁。通常，柱和梁由金属制成。例如，柱可以为中空的矩形金属管，梁可以为H形梁。

通过连接这样的柱和梁形成建筑物的框架，然后通过框架来建造建筑物。

如上所述，由于建造建筑物时使用许多柱和梁并且应将它们连接以构造建筑物，关于用于连接柱和梁的节点核芯的各种技术是已知的。

在这些技术中，柱与梁的节点处发生局部屈曲，框架轻微吸收能量，在某些情况下节点处发生脆性破坏。特别是，从以往地震破坏实例中发现，节点处发生破坏，并且梁在局部屈曲后节点处发生脆性破坏。

特别是在抗弯钢框架中，将柱法兰-梁法兰在工厂焊接以进行刚性连接，因此应考虑焊接以外的方法。

具有腹板(web)和法兰(flange)的H型钢柱为开口截面型，连接简单，但由于封闭截面的形状特点，封闭截面的钢管柱连接困难，难以保证强度和刚度。

在目前考虑这一问题的连接方法中，广泛采用的是一种通过使用隔板(diaphragm)等加强构件以防止柱面变形、承受梁的弯曲载荷、允许与梁进行刚性连接来加固节点的方法。

隔板有多种类型，如贯通型隔板、内部型隔板和外部型隔板。贯通型隔板和内部型隔板是通过切割钢管柱，然后将隔板贯通梁法兰位置或者在钢管内部焊接隔板而形成。该种类型外观简单，但焊接技术要求较高，而且焊接检测的质量管理难度较大。外部型隔板通过将倾斜的隔板附接并焊接到钢管的外侧而形成。在这种情况下，焊接是容易的，但是使用相对大量的钢材，制造和加工隔板的成本较高，而且节点周围的外观也比较复杂。

最重要的是，在现有技术中使用隔板的方法需要多达16道工序，而且焊接是必须的。

因此，需要一种能以简单的方法维持良好刚度的节点核芯。

另一方面，在现有的柱-梁节点中，梁通过安装支架连接，以便能够在柱上建造两到三层。在这种情况下，一起使用柱与柱的连接方法和柱与梁的连接方法。然而，当一次建造两到三层的柱以设置梁时，工人可能因高处工作而受到威胁。

钢管混凝土柱(CFT，Concrete-Filled Steel Tube)为一种封闭截面的钢管柱，是一种强度和能量吸收能力优异的结构系统，由于用于抵抗弯矩的钢管设置在外侧，用于抵抗轴向力的混凝土设置在内侧，钢管约束(restrict)内部混凝土，并且混凝土防止钢管的局部弯曲。

CFT结构作为在封闭式钢管柱的内部填充有混凝土的结构，在刚性，屈服强度和变形方面结构稳定，并且在耐火性和施工方面有突出的优点。由于CFT结构必须通过在具有特定制造设备的大型工厂中对作为其材料的钢管进行特定焊接来生产，导致制造成本过高，因此CFT结构的适用性受到经济问题的限制。尽管CFT结构具有结构稳定性和方便施工等优点，但其现实实施迄今已受到限制。

发明内容

技术问题