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CN116290361A - 一种退台式结构体系中梁柱转换构造及制作方法 - Google Patents

一种退台式结构体系中梁柱转换构造及制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种退台式结构体系中梁柱转换构造及制造方法，箱型梁在与圆管柱相接处设有变截面段，所述变截面段的截面宽度大于或等于圆管柱直径，变截面段内部焊接有十字隔板和第一立隔板，十字隔板的横向隔板高度大于纵向隔板，横向隔板两侧焊接两块第一立隔板，使十字隔板与两第一立隔板共同呈“王”字形；箱型梁的上翼缘板开有长槽，横向隔板穿过长槽与箱型梁上翼缘板采用塞焊工艺焊接固定；横向隔板伸出箱型梁上翼缘板的部分两侧焊接纵向劲板，而构成十字劲板，圆管柱竖直焊接在箱型梁上翼缘板上，圆管柱内壁与十字劲板焊接固定。本发明解决了圆管柱和箱型梁载荷传递问题，避免出现应力集中及层状撕裂风险。

Description

一种退台式结构体系中梁柱转换构造及制作方法
技术领域
本发明涉及梁柱转换构造领域，特别是涉及一种退台式结构体系中梁柱转换构造。
背景技术
退台式设计是一种较为常见的设计手法，通过退台可产生丰富的造型效果，形成公共空间或私密露台，常结合景观绿化一同设计。结构为满足建筑功能要求，出现大量的错位斜柱，上、下层柱不贯通，表现为梁上起柱及柱顶托梁的结构形式。退台式设计在满足了人们对美追求的同时，多采用大跨度钢结构，也大大增加了设计及施工的难度。梁、柱通常采用等宽翼缘的圆管柱及箱型梁，由于圆管柱与箱型梁腹板与翼缘为不同的截面形式，无法直接连接，荷载无法有效的传递，节点区域极易出现应力集中及层状撕裂风险。
因此，亟需发明一种退台式结构体系中梁柱转换构造及制作方法，解决现有技术中存在的节点形式设计复杂、加工难度大等难题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种退台式结构体系中梁柱转换构造，使其满足梁柱转换节点的受力和抗震要求，避免应力集中和层状撕裂风险，从而克服现有技术的不足。
为解决上述技术问题，本发明提供一种退台式结构体系中梁柱转换构造，箱型梁在与圆管柱相接处设有变截面段，所述变截面段的截面宽度大于或等于圆管柱直径，变截面段内部焊接有十字隔板和第一立隔板，所述十字隔板的横向隔板高度大于纵向隔板，横向隔板两侧焊接两块第一立隔板，使十字隔板与两第一立隔板共同呈“王”字形；
所述箱型梁的上翼缘板开有沿长度方向的长槽，横向隔板穿过长槽而向上伸出，横向隔板与箱型梁上翼缘板采用塞焊工艺焊接固定，纵向隔板及第一立隔板均与箱型梁上翼缘板采用电渣焊工艺焊接固定；
所述横向隔板伸出箱型梁上翼缘板的部分两侧焊接纵向劲板，而构成十字劲板，圆管柱竖直焊接在箱型梁上翼缘板上，圆管柱内壁与十字劲板焊接固定。
作为本发明的一种改进，所述箱型梁内部焊接有数个第二立隔板，所述第二立隔板位于第一立隔板的侧方，方向与第一立隔板平行。
进一步地，所述箱型梁内靠近端部处设置有第三立隔板，第三立隔板与第一立隔板方向平行。
进一步地，所述第三立隔板上焊接有水平的第一水平隔板。
进一步地，所述箱型梁在与圆管柱相接处具有跌级结构时，在十字隔板与第一立隔板的间隙处焊接水平的第二水平隔板，第二水平隔板与跌级结构的下层高度一致。
此外，本发明还提供了一种制造方法，使其用于制造上述的一种退台式结构体系中梁柱转换构造，实现封闭节点内十字隔板的焊接，从而克服现有技术的不足。
为解决上述技术问题，本发明提供一种制造方法，用于制造上述的一种退台式结构体系中梁柱转换构造，具体步骤包括：
S1、制造十字隔板，使十字隔板中横向隔板的顶部高度大于纵向隔板，并在十字隔板的横向隔板一侧焊接一块第一立隔板，构成“土”字形，再与箱型梁的U形箱体焊接固定；
S2、在十字隔板的横向隔板的另一侧焊再焊接一块第一立隔板，构成“王”字形，同时第一立隔板与箱型梁的U形箱体焊接固定；
S3、以十字隔板和两块第一立隔板为中心，向两侧逐个焊接第二立隔板；
S4、在箱型梁内靠近端部处焊接第三立隔板；
S5、在第三立隔板上水平焊接第一水平隔板；
S6、在箱型梁的上翼缘板上沿长度方向开长槽，长槽的位置与十字隔板中横向隔板的位置对应一致，使横向隔板置于长槽内，采用电渣焊工艺将纵向隔板、第一立隔板、第二立隔板、第三立隔板与箱型梁的上翼缘板焊接连接，采用塞焊工艺将横向隔板与箱型梁的上翼缘板焊接连接，箱型梁的上翼缘板与U形箱体焊接连接，再在箱型梁端部焊接封板；
S7、在横向隔板伸出箱型梁上翼缘板的部分两侧焊接纵向劲板，构成十字劲板；
S8、在箱型梁的上翼缘板上方焊接圆管柱，并将圆管柱内壁与十字劲板焊接固定；
S9、在圆管柱端部焊接封板。
作为进一步改进，在箱型梁与圆管柱相接处具有跌级结构时，所述步骤S5还包括在十字隔板与第一立隔板的间隙处焊接第二水平隔板，焊接前将第二水平隔板切割成四个矩形块，分别置于十字隔板、两个第一隔板和U形箱体之间的四个矩形间隙中，逐个焊接固定后构成第二水平隔板，第二水平隔板与跌级结构的下层高度一致。
采用这样的设计后，本发明至少具有以下优点：
1、通过设置变截面段，使箱型梁与圆管柱相接区域局部扩大，满足受力和抗震要求，达到节点强构件弱的设计原则；
2、箱型梁内十字隔板和圆管柱内十字劲板使用共同的一块横向隔板，既解决了载荷传递的问题，也避免了出现应力集中及层状撕裂风险；
3、解决了封闭节点内部十字隔板难以焊接的工艺问题。
附图说明
上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明提供的一种退台式结构体系中梁柱转换构造的第一实施例的结构示意图。
图2是图1中A-A截面的剖面示意图。
图3是图1中B-B截面的剖面示意图。
图4是箱型梁端部处第三立隔板和第一水平隔板的局部结构示意图。
图5是本发明提供的一种退台式结构体系中梁柱转换构造的第一实施例的外部结构示意图。
图6是本发明提供的一种退台式结构体系中梁柱转换构造的第二实施例的结构示意图。
图7是图6中C-C截面的剖面示意图。
图8是图6中D-D截面是剖面示意图。
图9是第二水平隔板的局部结构示意图。
图10是本发明提供的一种制造方法中步骤S1～S5的制造流程示意图。
图11是本发明提供的一种制造方法中步骤S6～S9的制造流程示意图。
附图标记说明：1、箱型梁；2、圆管柱；3、十字隔板；4、横向隔板；5、纵向隔板；6、第一立隔板；7、第二立隔板；8、第三立隔板；9、第一水平隔板；10、第二水平隔板；11、纵向劲板；12、十字劲板；13、U形箱体；14、上翼缘板；15、长槽；16、变截面段。
具体实施方式
请参阅图1至图5，本发明提供一种退台式结构体系中梁柱转换构造，在第一实施例中，箱型梁1在与圆管柱2相接处设有变截面段16，所述变截面段16的截面宽度大于或等于圆管柱2的直径，使节点区域局部扩大，以满足强节点弱构件的设计原则。
变截面段16内部焊接有十字隔板3、第一立隔板6和第二立隔板7，所述十字隔板3包括横向隔板4和纵向隔板5，横向隔板4的高度大于纵向隔板5，使横向隔板4的顶部向上伸出。横向隔板4的两侧焊接有两块第一立隔板6，使十字隔板3与两第一立隔板共同呈 “王”字形。第二立隔板7焊接在变截面段16内，位于第一立隔板6的侧方，方向与第一立隔板6平行。
箱型梁1内靠近端部处焊接有第三立隔板8，第三立隔板8方向与第一立隔板6平行，第三立隔板8上水平焊接有第一水平隔板9。
箱型梁1的上翼缘板14开有沿长度方向的长槽15，横向隔板4穿过长槽15而向上伸出，横向隔板4与箱型梁1的上翼缘板14采用塞焊工艺焊接固定，纵向隔板5、第一立隔板6、第二立隔板7、第三立隔板8均与箱型梁1的上翼缘板14采用电渣焊工艺焊接固定。
横向隔板4伸出上翼缘板14的部分两侧焊接纵向劲板11，而构成十字劲板12，圆管柱2竖直焊接在箱型梁1的上翼缘板14上，圆管柱2内壁与十字劲板12焊接固定。
请参阅图6至图9，在本发明的第二实施例中，当箱型梁1在与圆管柱2相接处具有跌级结构时，在十字隔板3与第一立隔板6的间隙处焊接水平的第二水平隔板10，第二水平隔板10与跌级结构的下层高度一致。第二实施例中其他结构与第一实施例相同，在此不再进行赘述。
需要说明的是，第一实施例和第二实施例中描述的梁柱转换构造为圆管柱2设置在箱型梁1上方，即梁上起柱的结构形式。柱顶托梁与梁上起柱相比，内部构造相同，只是圆管柱2设置在箱型梁的下方。错位柱则是梁上起柱与柱顶托梁结构形式的结合。柱顶托梁和错位柱的具体结构在此不再进行赘述，两者均是本发明的等同变换，落在本发明的保护范围内。
请参阅图10至图11，本发明还提供一种制造方法，用于制造退台式结构体系中梁柱转换构造，具体步骤如下。
S1：制造十字隔板3，使十字隔板3中横向隔板4的顶部高度大于纵向隔板5，并在十字隔板3的横向隔板4一侧焊接一块第一立隔板6，构成“土”字形，再与箱型梁1的U形箱体13焊接固定。
S2：在十字隔板3的横向隔板4的另一侧焊再焊接一块第一立隔板6，构成“王”字形，同时第一立隔板6与箱型梁1的U形箱体13焊接固定。
S3：以十字隔板3和两块第一立隔板6为中心，向两侧逐个焊接第二立隔板7。
S4：在箱型梁1内靠近端部处焊接第三立隔板8。
S5：在第三立隔板8上水平焊接第一水平隔板9。
S6、在箱型梁1的上翼缘板14上沿长度方向开长槽15，长槽15的位置与十字隔板3中横向隔板4的位置对应一致，使横向隔板4置于长槽15内，采用电渣焊工艺将纵向隔板5、第一立隔板6、第二立隔板7、第三立隔板8与箱型梁1的上翼缘板14焊接连接，采用塞焊工艺将横向隔板4与箱型梁1的上翼缘板14焊接连接，箱型梁1的上翼缘板14与U形箱体13焊接连接，再在箱型梁1端部焊接封板。
S7、在横向隔板4伸出箱型梁1的上翼缘板14的部分两侧焊接纵向劲板11，构成十字劲板12。
S8、在箱型梁1的上翼缘板14上方焊接圆管柱2，并将圆管柱2内壁与十字劲板12焊接固定。
S9：在圆管柱2端部焊接封板。
优选的，当箱型梁1与圆管柱2相接处具有跌级结构时，所述步骤S5还包括在十字隔板3与第一立隔板6的间隙处焊接第二水平隔板10，焊接前将第二水平隔板10切割成四个矩形块，分别置于十字隔板3、两个第一隔板6和U形箱体13之间的四个矩形间隙中，逐个焊接固定后构成第二水平隔板10，第二水平隔板10与跌级结构的下层高度一致。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种退台式结构体系中梁柱转换构造，其特征在于，箱型梁在与圆管柱相接处设有变截面段，所述变截面段的截面宽度大于或等于圆管柱直径，变截面段内部焊接有十字隔板和第一立隔板，所述十字隔板的横向隔板高度大于纵向隔板，横向隔板两侧焊接两块第一立隔板，使十字隔板与两第一立隔板共同呈“王”字形；
所述箱型梁的上翼缘板开有沿长度方向的长槽，横向隔板穿过长槽而向上伸出，横向隔板与箱型梁上翼缘板采用塞焊工艺焊接固定，纵向隔板及第一立隔板均与箱型梁上翼缘板采用电渣焊工艺焊接固定；
所述横向隔板伸出箱型梁上翼缘板的部分两侧焊接纵向劲板，而构成十字劲板，圆管柱竖直焊接在箱型梁上翼缘板上，圆管柱内壁与十字劲板焊接固定。
2.根据权利要求1所述的一种退台式结构体系中梁柱转换构造，其特征在于，所述箱型梁内部焊接有数个第二立隔板，所述第二立隔板位于第一立隔板的侧方，方向与第一立隔板平行。
3.根据权利要求1所述的一种退台式结构体系中梁柱转换构造，其特征在于， 所述箱型梁内靠近端部处设置有第三立隔板，第三立隔板与第一立隔板方向平行。
4.根据权利要求3所述的一种退台式结构体系中梁柱转换构造，其特征在于，所述第三立隔板上焊接有水平的第一水平隔板。
5.根据权利要求1所述的一种退台式结构体系中梁柱转换构造，其特征在于，所述箱型梁在与圆管柱相接处具有跌级结构时，在十字隔板与第一立隔板的间隙处焊接水平的第二水平隔板，第二水平隔板与跌级结构的下层高度一致。
6.一种制造方法，其特征在于，用于制造如权利要求1-6中任一项所述的一种退台式结构体系中梁柱转换构造，具体步骤包括：
S1、制造十字隔板，使十字隔板中横向隔板的顶部高度大于纵向隔板，并在十字隔板的横向隔板一侧焊接一块第一立隔板，构成“土”字形，再与箱型梁的U形箱体焊接固定；
S2、在十字隔板的横向隔板的另一侧焊再焊接一块第一立隔板，构成“王”字形，同时第一立隔板与箱型梁的U形箱体焊接固定；
S3、以十字隔板和两块第一立隔板为中心，向两侧逐个焊接第二立隔板；
S4、在箱型梁内靠近端部处焊接第三立隔板；
S5、在第三立隔板上水平焊接第一水平隔板；
S6、在箱型梁的上翼缘板上沿长度方向开长槽，长槽的位置与十字隔板中横向隔板的位置对应一致，使横向隔板置于长槽内，采用电渣焊工艺将纵向隔板、第一立隔板、第二立隔板、第三立隔板与箱型梁的上翼缘板焊接连接，采用塞焊工艺将横向隔板与箱型梁的上翼缘板焊接连接，箱型梁的上翼缘板与U形箱体焊接连接，再在箱型梁端部焊接封板；
S7、在横向隔板伸出箱型梁上翼缘板的部分两侧焊接纵向劲板，构成十字劲板；
S8、在箱型梁的上翼缘板上方焊接圆管柱，并将圆管柱内壁与十字劲板焊接固定；
S9、在圆管柱端部焊接封板。
7.根据权利要求6所述的一种制造方法，其特征在于，在箱型梁与圆管柱相接处具有跌级结构时，所述步骤S5还包括在十字隔板与第一立隔板的间隙处焊接第二水平隔板，焊接前将第二水平隔板切割成四个矩形块，分别置于十字隔板、两个第一隔板和U形箱体之间的四个矩形间隙中，逐个焊接固定后构成第二水平隔板，第二水平隔板与跌级结构的下层高度一致。
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