CN104234212A - 一种承插式轻型钢框架连接节点及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轻型钢框架连接节点及其施工方法。该节点包括由柱壁“U形”耳板、梁端封板、开孔耳板、锲形插板及防松螺栓等连接件拼装而成。在工厂将钢板加工成“U形”耳板、梁端封板、开孔耳板及锲形插板等零部件，并将“U形”耳板和梁端封板、开孔耳板，分别焊接在钢柱的侧壁和钢梁的两端，待梁、柱定位以及槽、孔对中后，再将锲形插板打入柱壁“U形”耳板的槽中，并在锲形插板的下端安装防松动螺栓即完成安装。本发明是一种构造相对简单的机械连接，操作方便快捷，无需现场焊接，尤其适用于各种装配式的钢框架结构，例如：钢结构住宅、立体车库等。实现工厂化预制、现场快速装配，具有良好的综合经济效益，符合建筑工业化的发展方向。

Description

一种承插式轻型钢框架连接节点及其施工方法

 

技术领域

本发明属于土木工程领域，涉及一种轻型钢框架连接节点及其施工方法，可广泛应用于各种钢框架结构中的钢梁与钢柱之间的连接。

 

背景技术

自1996年中国的钢产量突破1亿吨大关以来，我国已成为世界第一产钢大国，2010年的钢产量更是达到了6.8亿吨（世界钢铁协会的统计数据）。但与此同时，我国每年的建筑用钢量仅为两千多万吨，所占比例与发达国家相比差距十分显著。正因为如此，为了鼓励建筑用钢，建设部成立了“用钢协调小组”，制定了国家建筑钢结构产业“十五”计划和2015年发展规划纲要。

2012年4月，财政部和住建部联合发布了《关于加快推动我国绿色建筑发展的实施意见》的通知，指出力争到2020年，绿色建筑占新建筑的比重将超过30%。作为绿色建筑的典型代表，钢结构住宅可以做到“轻快好省”，即具备自重轻、建设速度快、性能好、节能、节水、节地、抗震等优越性能，是对城市环境影响最小的建筑结构之一。据不完全统计，我国每年的建筑垃圾高达4亿吨，已占城市垃圾总量的40%左右，而钢结构具有很高的回收利用率，因此，推广钢结构住宅还具有良好的社会效益。

钢框架结构是钢结构住宅的主要结构形式，而钢梁与钢柱之间的连接节点是确保结构具备足够安全度的关键之一。通常，在装配式钢结构住宅的施工过程中，若采用现场焊接等常规连接方式，则节点连接的工作量占有很高的比重。因此，要实现快速化现场施工，必须采用机械连接节点，在保证连接的强度和刚度的前提下，使现场连接的工作量降到最低程度。

 

发明内容

技术问题：本发明提供一种构造相对简单，操作方便快捷，无需现场焊接的承插式轻型钢框架连接节点及其施工方法。

技术方案：本发明的承插式轻型钢框架连接节点，包括端部设置有梁端封板的钢梁、中段设置有“U形”耳板的钢柱和锲形插板，所述梁端封板上连接有开孔耳板，所述开孔耳板上的开孔与“U形”耳板的孔槽对齐，所述锲形插板插入开孔耳板的开孔和“U形”耳板的孔槽内，并用防松螺栓安装定位。

本发明的优选方案中，钢柱的每个侧面均设置两个平行的“U形”耳板，梁端封板的两端各设置一个开孔耳板，每个开孔耳板上设置两个开孔，每个开孔对应一个“U形”耳板的孔槽。    

本发明的优选方案中，锲形插板的一端设置有螺孔，所述防松动螺栓通过螺孔安装在锲形插板上。

本发明的承插式轻型钢框架连接节点施工方法，应用上述的承插式轻型钢框架连接节点，待钢柱安装就位后，吊起钢梁，将“U形”耳板的孔槽与开孔耳板上的开孔对中后，将锲形插板打入开孔耳板的开孔和“U形”耳板的槽中，并在锲形插板下端的预留螺孔内安装防松动螺栓，即完成钢框架节点的安装工作。

钢框架结构的梁、柱，一般采用H型钢、矩形或圆形钢管截面，将耳板等部件预先在工厂，焊接在钢梁的两端及钢柱的侧面，这样可确保焊接质量及定位的安装精度。直接运至施工现场并利用简单工具进行拼装，大大提高了生产效率。具有操作简单、质量可靠、工期缩短、劳动强度低、无焊接污染、环保效益明显等特点。由于本发明节点是一种构造相对简单的机械连接，操作方便快捷，无需现场焊接，因此，尤其适用于各种装配式的钢框架结构，例如：钢结构住宅、立体车库等。可实现工厂化、系列化定型批量生产，现场装配化施工。具有良好的使用效果和经济指标，符合建筑工业化的发展方向。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：

通过对该节点在拉、压、弯、剪等复合受力状态下，同时考虑材料非线性、几何非线性和接触非线性的有限元计算分析，结果表明该节点的受力性能良好，具有较高的承载能力。

焊缝连接是钢结构最主要的连接方法，它具有结构简单、不削弱构件截面、节约钢材、连接可靠等优点；但其主要缺点是现场焊接工作量大，焊接质量不容易保证。另外，焊接引起的残余应力和残余变形将对结构产生不利影响，焊接结构的低温冷脆问题也较突出。

与目前现有的传统焊接型节点相比，由于节点中的所有部件均在工厂加工制作，既避免了大量的现场焊接工作，又能确保焊接质量及构件定位的安装精度。留给现场的只有简单的装配工作，从而使现场安装的工作量降到最低程度，真正实现了快速化绿色施工，带来良好的经济效益和社会效益。      

附图说明

图1是承插式轻型钢框架节点连接示意图。

图中有：钢梁1、钢柱2、“U形”耳板3、梁端封板4、开孔耳板5、锲形插板6、防松螺栓7。

 

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例对本发明的技术方案做进一步详细说明。

本发明承插式轻型钢框架连接节点的实施例中，包括端部设置有梁端封板4的钢梁1、中段设置有“U形”耳板3的钢柱2和锲形插板6，所述梁端封板4上连接有开孔耳板5，所述开孔耳板5上的开孔与“U形”耳板3的孔槽对齐，所述锲形插板6插入开孔耳板5的开孔和“U形”耳板3的孔槽内，并用防松螺栓7安装定位。钢柱2的每个侧面均设置两个平行的“U形”耳板3，梁端封板4的两端各设置一个开孔耳板5，每个开孔耳板5上设置两个开孔，每个开孔对应一个“U形”耳板3的孔槽。锲形插板6的一端设置有螺孔，防松动螺栓7通过螺孔安装在锲形插板6上，另一端的宽度要大于开孔耳板5的开孔和“U形”耳板3的孔槽，打紧后即自然定位。

施工方法：首先，在专业工厂内将钢板精确下料后，加工成“U形”耳板3、梁端封板4、开孔耳板5及锲形插板6等零部件，并将梁端封板4焊接在钢梁1的两端，再将开孔耳板5焊接在梁端封板4的上下侧。在钢柱2的侧壁需要连接钢梁1的位置，焊接“U形”耳板3。然后将钢梁1和钢柱2运至施工现场，待钢柱2安装就位后再吊起钢梁1，当“U形”耳板3的孔槽与开孔耳板5上的开孔对中后，将锲形插板打入开孔耳板5的开孔和“U形”耳板3的槽中，并在锲形插板6下端的预留螺孔内安装防松动螺栓7，即完成钢框架节点的安装工作。

 

上述实施例仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和等同替换，这些对本发明权利要求进行改进和等同替换后的技术方案，均落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种承插式轻型钢框架连接节点，其特征在于，该节点包括端部设置有梁端封板（4）的钢梁（1）、中段设置有“U形”耳板（3）的钢柱（2）和锲形插板（6），所述梁端封板（4）上连接有开孔耳板（5），所述开孔耳板（5）上的开孔与“U形”耳板（3）的孔槽对齐，所述锲形插板（6）插入开孔耳板（5）的开孔和“U形”耳板（3）的孔槽内，并用防松螺栓（7）安装定位。

2.根据权利要求1所述的承插式钢框架连接节点，其特征在于，所述钢柱（2）的每个侧面均设置两个平行的“U形”耳板（3），梁端封板（4）的两端各设置一个开孔耳板（5），每个开孔耳板（5）上设置两个开孔，每个开孔对应一个“U形”耳板（3）的孔槽。

3.根据权利要求1或2所述的承插式钢框架连接节点，其特征在于，所述锲形插板（6）的一端设置有螺孔，所述防松动螺栓（7）通过螺孔安装在锲形插板（6）上。

4.一种承插式轻型钢框架连接节点施工方法，其特征在于，该方法应用权利要求1、2或3所述的承插式轻型钢框架连接节点，待钢柱（2）安装就位后，吊起钢梁（1），将“U形”耳板（3）的孔槽与开孔耳板（5）上的开孔对中后，将锲形插板（6）打入开孔耳板（5）的开孔和“U形”耳板（3）的槽中，并在锲形插板（6）一端的预留螺孔内安装防松动螺栓（7），即完成钢框架节点的安装工作。