CN104652617A - 一种多高层装配式钢结构体系的梁柱节点连接装置 - Google Patents

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Abstract

一种多高层装配式钢结构体系的梁柱节点连接装置，属于结构工程技术领域，包括上部柱法兰、节点短柱上端法兰、节点短柱下端法兰、下部柱法兰、上部箱型柱、节点短柱、下部箱型柱、工字梁、节点短柱钢板、节点短柱横向连接短钢板、节点短柱竖向连接钢板以及梁端竖向连接钢板；上部箱型柱和上部柱法兰在工厂焊接成一体。节点短柱、节点短柱钢板、节点短柱横向连接短钢板和节点短柱竖向连接钢板在工厂焊接成一体。工字梁和梁端竖向连接钢板在工厂焊接成一体。本发明焊接部分均可在工厂内完成，且采用螺栓进行现场装配，螺栓的紧固工作方便快捷，施工速度以及质量大大提高，适应装配式钢结构的发展，同时本发明的节点为刚性节点、延性好、承载能力强。

Description

一种多高层装配式钢结构体系的梁柱节点连接装置
技术领域
本发明涉及一种多高层装配式钢结构体系的梁柱节点连接装置，属于结构工程技术领域。
背景技术
多高层装配式钢结构体系是指按照统一、标准的建筑部品规格制作房屋单元或构件，然后运至施工现场装配就位而产生的建筑。其特点是建筑质量轻、节能环保、施工速度快、工业化程度高等，能解决我国建筑工业化水平低、房屋建造劳动生产率低以及传统房屋产品质量低等诸多问题，适应我国建筑行业的发展。
梁柱连接节点是多高层装配式钢结构体系中最重要的节点，他直接影响着结构的施工速度以及装配化程度，因此梁柱节点应尽量多采用便于操作的高强螺栓连接，并且螺栓的布置应尽可能地易于工人现场紧固，在现有的工程实例中采用的梁柱节点存在以下不足：
传统梁柱全焊节点中，梁上下翼缘及腹板与柱现场施焊，这种连接形式虽然为刚性连接，但节点延性差，地震中容易发生脆性破坏，且需要现场施焊，大大影响了施工速度与质量，不适用于多高层装配式钢结构中，同时由于焊缝面积大，容易产生较大的残余应力，影响节点的受力性能。
传统高强螺栓连接梁柱节点中，梁端封板与箱型柱通过高强螺栓紧固连接，紧固时工人需要把手伸到箱型柱中，这种连接方式给施工时螺栓的紧固工作带来不便，同时螺孔会对节点短柱进行削弱，影响其受力性能。
传统栓焊混合连接节点中，梁端上下翼缘与柱现场焊接，梁端腹板通过剪切板与柱栓接，这种连接方式需要现场施焊，大大影响了施工速度与质量，且施工程序复杂，不容易实现刚性连接。
发明内容
本发明提出了一种多高层装配式钢结构体系的梁柱节点连接装置，其目的在于克服现有技术的缺陷，满足节点各项力学性能,实现梁柱节点刚性连接,并实现结构的装配化，提高构件的拼装速度，充分适应多高层装配式钢结构体系的要求与特点。
本发明的技术方案如下：
一种多高层装配式钢结构体系的梁柱节点连接装置，其特征在于：所述连接装置包括上部柱法兰、节点短柱上端法兰、节点短柱下端法兰、下部柱法兰、上部箱型柱、节点短柱、下部箱型柱、工字梁、节点短柱钢板、节点短柱横向连接短钢板、节点短柱竖向连接钢板以及梁端竖向连接钢板；所述上部柱法兰焊接于上部箱型柱下端，组成上部结构A(下部结构为C，与上部结构一致)；所述节点短柱上端法兰和节点短柱下端法兰分别焊接于节点短柱上下两端，所述节点短柱横向连接短钢板和节点短柱竖向连接钢板均焊接于节点短柱侧面，2个节点短柱横向连接短钢板通过焊接夹住节点短柱竖向连接钢板，且通过焊接与节点短柱钢板相连，所述节点短柱钢板亦通过焊接分别与节点短柱上端法兰、节点短柱下端法兰相连，共同组成结构B；节点短柱横向连接短钢板平行于节点短柱上端法兰，对称分布在节点短柱竖向连接钢板两侧；
所述梁端竖向连接钢板焊接于工字梁之上，组成结构D；所述节点短柱上端法兰与上部柱法兰通过螺栓连接；所述节点短柱下端法兰与下部柱法兰通过螺栓连接；所述工字梁与上部柱法兰通过螺栓连接；所述节点短柱钢板与工字梁及梁端竖向连接钢板通过螺栓连接。
所述的多高层装配式钢结构体系的梁柱节点连接装置，所述上部箱型柱和上部柱法兰在工厂焊接成一体，下部结构与上部结构一致。所述节点短柱、节点短柱钢板、节点短柱横向连接短钢板和节点短柱竖向连接钢板在工厂焊接成一体。所述工字梁和梁端竖向连接钢板在工厂焊接成一体。
所述的多高层装配式钢结构体系的梁柱节点连接装置，所述节点短柱竖向连接钢板的横截面竖向轴线与节点短柱侧面竖向轴线对齐；所述节点短柱横向连接短钢板的横截面横向轴线与节点短柱竖向连接钢板侧面的横向轴线对齐。
所述的多高层装配式钢结构体系的梁柱节点连接装置，所述结构B和A、B和C、B和D、D和A、D和C皆通过单排或多排螺栓连接，螺栓的尺寸根据具体情况而定。
所述的多高层装配式钢结构体系的梁柱节点连接装置，所述节点短柱横截面为方形；所述节点短柱上端法兰和节点短柱下端法兰均为方形。
所述的多高层装配式钢结构体系的梁柱节点连接装置，所述柱上部法兰和柱下部法兰均由整体切割而成，其正方形区域与节点短柱上下端法兰大小一致、螺栓孔一致。其长方形区域长度与工字梁梁端螺栓布置方式有关，宽度与工字梁宽度一致。
有益效果
本发明的多高层装配式钢结构体系的梁柱节点连接装置，部分部件可在工厂里焊接完成，而后期现场的拼装只需要螺栓并无现场施焊作业要求，并且螺栓的布置也易于工人操作，大大提高了装配速度及质量。
本发明的梁柱节点为现场螺栓连接，属于刚性节点，同时由于梁为桁架梁，在地震作用时，可以实现塑性铰外移，在节点外的梁端形成塑性铰，有效地保护节点。
附图说明
图1本发明的梁柱节点构造示意图；
图2本发明的梁柱节点拼接示意图；
图3本发明的梁柱节点构件A构造示意图；
图4本发明的梁柱节点构件A拼接示意图；
图5本发明的梁柱节点构件B构造示意图；
图6本发明的梁柱节点构件B拼接示意图；
图7本发明的梁柱节点构件D构造示意图。
图8本发明的梁柱节点构件D拼接示意图
图中，1-上部柱法兰；2-节点短柱上端法兰；3-节点短柱下端法兰；4-下部柱法兰；第一螺栓5，第二螺栓,6，第三螺栓,7；8-上部箱型柱；9-节点短柱；10-下部箱型柱；11-工字梁；12-节点短柱钢板；13-节点短柱横向连接短钢板；14-节点短柱竖向连接钢板；15-梁端竖向连接钢板；A，B，C,D-构件.
具体实施方式
下面将结合附图具体说明本发明梁柱节点的具体连接方式。
如附图1～8所示，所述上部柱法兰(1)焊接于上部箱型柱(8)下端，组成上部结构A；所述节点短柱上端法兰(2)和节点短柱下端法兰(3)分别焊接于节点短柱(9)上下两端，所述节点短柱横向连接短钢板(13)和节点短柱竖向连接钢板(14)均焊接于节点短柱(9)侧面，2个节点短柱横向连接短钢板(13)通过焊接夹住节点短柱竖向连接钢板(14)，且通过焊接与节点短柱钢板(12)相连，所述节点短柱钢板(12)亦通过焊接与节点短柱上下法兰相连，共同组成结构B；所述梁端竖向连接钢板(15)焊接于工字梁(11)之上，组成结构D；所述节点短柱上端法兰(2)与上部柱法兰(1)通过第一螺栓(5)连接；所述节点短柱下端法兰(3)与下部柱法兰(4)通过第一螺栓(5)连接；所述工字梁(11)与上部柱法兰(1)通过第二螺栓(6)连接；所述节点短柱钢板(12)与工字梁(11)及梁端竖向连接钢板(15)通过第三螺栓(7)连接，即所述结构B和A、B和C、B和D、D和A、D和C皆通过单排或多排螺栓连接，螺栓的尺寸根据具体情况而定。
以上是本发明的一个典型实施例，本发明的实施不限于此。

Claims (6)

1.一种多高层装配式钢结构体系的梁柱节点连接装置，其特征在于：所述连接装置包括上部柱法兰(1)、节点短柱上端法兰(2)、节点短柱下端法兰(3)、下部柱法兰(4)、上部箱型柱(8)、节点短柱(9)、下部箱型柱(10)、工字梁(11)、节点短柱钢板(12)、节点短柱横向连接短钢板(13)、节点短柱竖向连接钢板(14)以及梁端竖向连接钢板(15)；所述上部柱法兰(1)焊接于上部箱型柱(8)下端，组成上部结构A；所述节点短柱上端法兰(2)和节点短柱下端法兰(3)分别焊接于节点短柱(9)上下两端，所述节点短柱横向连接短钢板(13)和节点短柱竖向连接钢板(14)均焊接于节点短柱(9)侧面，至少2个节点短柱横向连接短钢板(13)通过焊接夹住节点短柱竖向连接钢板(14)，且通过焊接与节点短柱钢板(12)相连，所述节点短柱钢板(12)亦通过焊接分别与节点短柱上端法兰(2)、节点短柱下端法兰(3)相连，共同组成结构B；节点短柱横向连接短钢板(13)平行于节点短柱上端法兰(2)，对称分布在节点短柱竖向连接钢板(14)两侧；
所述梁端竖向连接钢板(15)焊接于工字梁(11)之上，组成结构D；所述节点短柱上端法兰(2)与上部柱法兰(1)通过螺栓连接；所述节点短柱下端法兰(3)与下部柱法兰(4)通过螺栓连接；所述工字梁(11)与上部柱法兰(1)通过螺栓连接；所述节点短柱钢板(12)与工字梁(11)及梁端竖向连接钢板(15)通过螺栓连接。
2.根据权利要求1所述的多高层装配式钢结构体系的梁柱节点连接装置，其特征在于：所述上部箱型柱(9)和上部柱法兰(1)在工厂焊接成一体即上部结构A，下部结构C与上部结构A一致；所述节点短柱(9)、节点短柱钢板(12)、节点短柱横向连接短钢板(13)和节点短柱竖向连接钢板(14)在工厂焊接成一体即结构B；所述工字梁(11)和梁端竖向连接钢板(15)在工厂焊接成一体即结构D。
3.根据权利要求1所述的多高层装配式钢结构体系的梁柱节点连接装置，其特征在于：所述节点短柱竖向连接钢板(14)的横截面竖向轴线与节点短柱(9)侧面竖向轴线对齐；所述节点短柱横向连接短钢板(13)的横截面横向轴线与节点短柱竖向连接钢板(14)侧面的横向轴线对齐。
4.根据权利要求1所述的多高层装配式钢结构体系的梁柱节点连接装置，其特征在于：所述结构B和A、B和C、B和D、D和A、D和C皆通过单排或多排螺栓连接。
5.根据权利要求1所述的多高层装配式钢结构体系的梁柱节点连接装置，其特征在于：所述节点短柱(9)横截面为方形；所述节点短柱上端法兰(2)和节点短柱下端法兰(3)均为方形。
6.根据权利要求1所述的多高层装配式钢结构体系的梁柱节点连接装置，其特征在于：所述柱上部法兰(1)和柱下部法兰(4)均由整体切割而成，包括正方形区域和长方形区域；其正方形区域与节点短柱上端法兰(2)、节点短柱下端法兰(3)大小一致、螺栓孔一致；其长方形区域宽度与工字梁(11)宽度一致。
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