一种新型铸钢节点接口的制作方法

[0001]
本发明涉及建筑结构采用铸钢节点的领域，尤其是涉及一种新型铸钢节点接口。


背景技术：

[0002]
建筑工程中用的铸钢节点，由于其避免了多根杆件直接相贯焊接时较大的残余应力、节点设计自由度大、外观美观，已在越来越多的工程中被采用。
[0003]
根据《铸钢节点应用技术规程》cecs235-2008的3.2.1条规定，当前铸钢节点采用的可焊接铸钢材料主要有zg230-450h、zg275-485h、g17mn5qt、g20mn5n、g20mn5qt，其强度设计值如表1所示。
[0004]
表1可焊铸钢的设计用强度指标(n/mm
2
)
[0005][0006]
根据《钢结构设计标准》gb50017-2017，当前钢结构采用的主要材料及强度参数为表2。从表1和表2可以看出，铸钢材料的强度设计值与q235相差不多，均小于q355、q390、q420、q460。
[0007]
表2钢材的设计用强度指标(n/mm
2
)
[0008][0009]
铸钢节点与钢构件连接时常规做法如图1所示，当钢构件采用q355、q390、q420或者q460钢材时，构件壁厚为t
1
。为解决铸钢节点材料强度低的问题，常将铸钢节点壁厚加厚为t
2
，即t
1
小于t
2
。虽然铸钢节点壁厚t
2
相对构件壁厚t
1
加厚了，但铸钢节点01与钢构件02在连接处03的厚度还是t
1
，只有t
1
厚度铸钢在受力，不能实现等强连接，导致连接强度低杆件强度，连接处产生薄弱部位。
[0010]
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

[0011]
本发明的目的在于提供一种新型铸钢节点接口，该接口新形式可实现接口位置的等强连接，同时为连接焊缝焊材选用执行《铸钢节点应用技术规程》cecs235-2008的7.1.1条提供了前提，通过选择与低强度母材相匹配的焊材，保证了接口处焊缝的延性性能。
[0012]
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
[0013]
本发明提供一种新型铸钢节点接口，包括：铸钢节点、钢构件以及二者之间的连接
焊缝；所述铸钢节点上设置有连接端口外凸台，所述钢构件上设置有补强钢板，所述连接端口外凸台以及所述补强钢板均位于所述连接焊缝处。
[0014]
作为一种进一步的技术方案，所述连接端口外凸台与所述铸钢节点一体铸造而成。
[0015]
作为一种进一步的技术方案，所述补强钢板与所述钢构件之间焊接连接。
[0016]
作为一种进一步的技术方案，所述连接端口外凸台的长度不宜小于其高度的6倍。
[0017]
作为一种进一步的技术方案，所述补强钢板的长度不宜小于其高度的6倍，且不小于50mm。
[0018]
采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：
[0019]
1、构造简单，受力可靠。在铸钢节点接口位置上新增t
4
高度、l
4
长度的区域，在钢板外侧增加厚度t
3
、长度l
3
的补强钢板，保证在铸钢与钢构件接口处有t
2
高度的铸钢，实现了连接接口位置的等强连接。
[0020]
2、施工简单，铸钢节点新增的区域形式简单，在节点铸造时一并铸造，不增加铸造难度；钢板外侧的补强钢板由于在构件外侧焊接，无论杆件尺寸大小、任意截面形状均可适用，施工空间大、施工便利。
附图说明
[0021]
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]
图1为现有技术中铸钢节点的接口结构示意图；
[0023]
图2为本发明提供的新型铸钢节点接口的结构示意图；
[0024]
图3为图2中a出的放大图；
[0025]
其中：01为铸钢节点，02为钢构件，03为连接处，1为铸钢节点，2为连接端口外凸台，3为补强钢板，4为钢构件，5为连接焊缝，6为连接焊缝。
具体实施方式
[0026]
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0027]
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0028]
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是
两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0029]
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0030]
结合图1和图2所示，本实施例提供一种新型铸钢节点接口，包括：铸钢节点1、钢构件4以及二者之间的连接焊缝6；所述铸钢节点1上设置有连接端口外凸台2，所述钢构件4上设置有补强钢板3，所述连接端口外凸台2以及所述补强钢板3均位于所述连接焊缝6处。
[0031]
在该实施例中，作为一种进一步的技术方案，所述连接端口外凸台2与所述铸钢节点1一体铸造而成，不增加铸造难度。
[0032]
在该实施例中，作为一种进一步的技术方案，所述补强钢板3与所述钢构件4之间通过连接焊缝5焊接连接，无论杆件尺寸大小、任意截面形状均可适用，施工空间大、施工便利。
[0033]
在铸钢节点连接端口位置新增t
4
高度、l
4
长度的区域，使铸钢节点连接端口外凸台2处厚度为t
2
，满足铸钢节点连接端口外凸台强度不低于所连接的钢构件强度，即t
2
×
f
2
≥t
1
×
f
1
，f
1
代表构件钢才的抗拉、抗压和抗弯设计强度、或抗剪设计强度；f
2
代表铸钢的抗拉、抗压和抗弯设计强度、或抗剪设计强度。对于新增铸钢区域的长度l
4
，需根据铸钢材料和受力确定，优选地，l
4
不小于6t
4
。
[0034]
在钢构件外侧增加厚度t
3
、长度l
3
的补强钢板3，保证在铸钢节点与钢板接口处有t
5
高度的钢板，补强钢板3与钢结构4之间通过连接焊缝5连接，对于补强钢板3的长度l3需根据补强板的材质和受力确定，优选地，l
3
不小于6t
3
，且不小于50mm。
[0035]
相关参数需根据受力确定，举例如下：当钢构件仅承受轴力时，对于t
3
和t
5
的厚度可按如下公式计算：
[0036]
在铸钢节点与钢构件接口处连接焊缝6的抗拉强度为或抗压强度抗剪强度为焊缝与钢构件的夹角为a；补强钢板与钢构件连接处焊缝为角焊缝，抗拉、抗压和抗剪强度设计值为假定钢构件4和铸钢节点1之间的焊缝长度为l。
[0037]
先以承受拉力为例：
[0038]
连接焊缝6与铸钢节点等强连接的承载力为n
0
：
[0039][0040]
连接焊缝6传递给钢构件4的轴心力n
1
为：
[0041][0042]
焊缝6传递给补强钢板3的轴心力n
2
为：
[0043][0044]
根据连接焊缝6与补强钢板3之间焊缝强度确定补强钢板3的厚度为t
31
：
[0045]
按焊缝抗拉强度确定补强钢板3的厚度为t
3a
：
[0046][0047]
按焊缝抗剪强度确定补强钢板3的厚度为t
3b
：
[0048][0049]
t
31
＝max(t
3a
,t
3b
)
[0050]
轴心力n
2
传递到连接焊缝5位置处，按照连接焊缝5的强度确定补强钢板3的厚度为t
32
：
[0051]
连接焊缝5为角焊缝，抗拉、抗压和抗剪强度设计值为
[0052][0053]
(静载时β
f
＝1.22，动载时β
f
＝1.0)
[0054]
则补强钢板3的厚度t
3
为：
[0055]
t
3
＝max(t
31
,t
32
)；
[0056]
t
5
＝t
1
+t
3
；
[0057]
当承受压力时，将抗拉强度为替换为抗压强度
[0058]
综上，本发明通过对铸钢节点与钢构件接口处形式的调整，实现了接口处两侧铸钢(1和2)总厚度不小于铸钢节点1的厚度t
2
、以及钢材(3和4)的总厚度都不小于t
5
，实现了连接接口位置的等强连接。
[0059]
本发明在保证铸钢节点与钢构件连接时的接口等强连接，且构造简单、受力可靠、施工简单。
[0060]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

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