CN109024967A - 适用于装配式钢结构住宅中内隔墙与钢柱的耗能连接装置 - Google Patents

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Abstract

一种适用于装配式钢结构住宅中内隔墙与钢柱的耗能连接装置。其包括内部十字形耗能连杆、墙侧十字形连接件、墙侧竖向连接钢板、钢柱侧竖向连接钢板和钢柱侧钢板插槽；本发明提供的适用于装配式钢结构住宅中内隔墙与钢柱的耗能连接装置具有如下有益效果：能够实现内隔墙与钢柱的快速、合理安装，并且在小震下具有很强的受拉承载力，减小甚至消除其在大震下的残余变形，具有很强的耗能能力。地震过后如装置损坏，仅需拧下螺栓，即可更换新的连接装置。所有构件均可在工厂预制现场组装，因此便于安装。不仅能够有效地实现钢结构构件加工的工业化，而且能够极大地提高施工速度、大幅度降低用钢量。

Description

适用于装配式钢结构住宅中内隔墙与钢柱的耗能连接装置
技术领域
本发明属于建筑结构技术领域，特别是涉及一种适用于装配式钢结构住宅中内隔墙与钢柱的耗能连接装置。
背景技术
我国在房屋的建造和使用过程中，高能耗、高污染、低效率具有普遍性，因此与环境资源可持续发展相悖。以建筑节能、绿色建筑为主旨，走具有中国特色的新型建筑工业化之路是解决这一矛盾的重要途径。近年来，我国先后发布了一系列政策文件，以“推动传统建造模式转型升级、大力发展绿色建筑、实现建筑工业化、住宅产业化”作为建筑产业导向，其中重点任务之一为“推广预制装配式混凝土结构、钢结构、混合结构等新型工业化建筑体系的研发与应用，促进工业化和标准化体系的形成，实现建筑部品通用化、系列化”。
近30年来，我国经济飞速发展，钢结构行业亦随钢铁行业和建筑行业经历了一个高速发展的过程。然而，多年来钢结构建筑用钢量占全国钢铁总量比一直在4％～5％，与国外平均10％(发达国家为40％～50％)相比还有较大差距。由于看似还有较大市场空间，加之行业准入门槛低，不断有资本、劳力和新的公司涌入行业，因此行业集中度不高，同质化竞争激烈，导致大量钢铁产量过剩，已严重阻碍了国民经济的发展，在当前急需化解钢铁产能过剩的市场迫切需求下，国家又出台了一系列文件，提出“与建筑产业现代化相结合，扩大钢结构应用领域，将传统钢结构进行改进升级，大力推广新型装配式钢结构住宅的开发和应用，实现新型钢结构住宅产品标准化、工业化、系列化”。
目前，我国推广的工业化建筑之装配式混凝土建筑还处于初级发展阶段，而装配式钢结构相对于装配式混凝土结构具有质轻高强，抗震性好，施工周期短，设计、生产、施工全产业链技术体系成熟，规范图集等标准体系配套完备，生产设施配套齐全等优点，是建筑工业化、住宅产业化发展的最优载体。
同时，建筑墙体是建筑物的重要组成部分，约占建筑总工程量的三分之一，建筑墙体与主体结构连接方式对整个建筑的施工工期和全生命阶段的能耗等有着重大影响。然而隔墙板与钢结构房屋连接的研究较少，工程人员缺乏相关的认知和设计、施工经验。
传统耗能连接装置作为应用于多、高层结构中的抗震耗能装置，通过钢材的弹塑性来耗能，在经历大震后产生较大的残余变形.强烈地震使结构产生的过大侧向变形及残余变形是结构破坏倒塌的直接原因。并且传统连接装置还具有混凝土外围约束构件所导致的加工精度控制困难、湿作业工作量大等诸多问题。
因而，迫切需要一种新型的连接装置，这对解决装配式钢结构在我国的发展具有现实意义。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种适用于装配式钢结构住宅中内隔墙与钢柱的耗能连接装置。
为了达到上述目的，本发明提供的适用于装配式钢结构住宅中内隔墙与钢柱的耗能连接装置包括内部十字形耗能连杆、墙侧十字形连接件、墙侧竖向连接钢板、钢柱侧竖向连接钢板和钢柱侧钢板插槽；其中内部十字形耗能连杆由两片中部相连且互相垂直的钢板构成；墙侧竖向连接钢板和钢柱侧竖向连接钢板平行设置，并且内侧面分别连接在两根间隔距离沿上下部水平设置的内部十字形耗能连杆外端上；墙侧竖向连接钢板上位于上部内部十字形耗能连杆上侧、两根内部十字形耗能连杆之间以及位于下部内部十字形耗能连杆下侧的部位分别形成有一个十字形孔，十字形孔的四周预留有螺栓孔；内隔墙的连接侧面上预留有与墙侧竖向连接钢板上十字形孔位置相对应且尺寸相同的十字形孔；墙侧十字形连接件由外部十字形连接杆和薄钢板构成，薄钢板连接在外部十字形连接杆的一侧且外侧预留有多个螺栓孔，每个外部十字形连接杆的外端穿过墙侧竖向连接钢板上的一个十字形孔后插入在内隔墙上的一个十字形孔内，并利用高强螺栓贯穿薄钢板上螺栓孔以及墙侧竖向连接钢板上螺栓孔的方式将墙侧十字形连接件固定在墙侧竖向连接钢板上；钢柱侧钢板插槽是由两个横截面呈L形，带有封底的角钢板托构成，两个角钢板托沿水平方向以间隔的方式对称设置在钢柱上与内隔墙相对的侧面上，用于支撑钢柱侧竖向连接钢板的下端两角部位。
所述的内部十字形耗能连杆上钢板的中部边缘向内凹陷而形成有一个弧形槽。
所述的墙侧竖向连接钢板上相邻十字形孔间的距离相等。
所述的内部十字形耗能连杆的宽度小于墙侧竖向连接钢板以及钢柱侧竖向连接钢板的宽度。
所述的外部十字形连接杆与内隔墙上十字形孔的间隙处填充有密封胶，以使连接更牢固。
所述的墙侧竖向连接钢板和钢柱侧竖向连接钢板的尺寸相同。
本发明提供的适用于装配式钢结构住宅中内隔墙与钢柱的耗能连接装置具有如下有益效果：
1、能够实现内隔墙与钢柱的快速、合理安装，并且在小震下具有很强的受拉承载力，减小甚至消除其在大震下的残余变形，具有很强的耗能能力。地震过后如装置损坏，仅需拧下螺栓，即可更换新的连接装置。
2、所有构件均可在工厂预制现场组装，因此便于安装。
3、不仅能够有效地实现钢结构构件加工的工业化，而且能够极大地提高施工速度、大幅度降低用钢量。
4、既具有很强的初始刚度，又具有很好的耗能效果，通过本身的抗剪、耗能来减小构件截面尺寸，降低结构成本。
5、可使内隔墙与钢柱结构连为一体，在地震来临时，由于内部十字形耗能连杆上弧形槽的特殊削弱结构，可以充分发挥钢制连接件的弹塑性性能，充分耗能，减小地震带来的损害，并在后期方便更换新的连接件。
附图说明
图1是本发明提供的适用于装配式钢结构住宅中内隔墙与钢柱的耗能连接装置与内隔墙及钢柱连接结构正视图；
图2是本发明提供的适用于装配式钢结构住宅中内隔墙与钢柱的耗能连接装置与内隔墙及钢柱连接结构俯视图；
图3是本发明提供的适用于装配式钢结构住宅中内隔墙与钢柱的耗能连接装置立体图；
图4是本发明提供的适用于装配式钢结构住宅中内隔墙与钢柱的耗能连接装置侧视图；
图5(a)、图5(b)分别是本发明提供的适用于装配式钢结构住宅中内隔墙与钢柱的耗能连接装置中墙侧十字形连接件立体图和侧视图；
图6(a)、图6(b)分别是本发明提供的适用于装配式钢结构住宅中内隔墙与钢柱的耗能连接装置中钢柱侧钢板插槽俯视图和侧视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明提供的适用于装配式钢结构住宅中内隔墙与钢柱的耗能连接装置加以说明。
如图1—图6所示，本发明提供的适用于装配式钢结构住宅中内隔墙与钢柱的耗能连接装置包括内部十字形耗能连杆1、墙侧十字形连接件2、墙侧竖向连接钢板3、钢柱侧竖向连接钢板3’和钢柱侧钢板插槽4；其中内部十字形耗能连杆1由两片中部相连且互相垂直的钢板构成；墙侧竖向连接钢板3和钢柱侧竖向连接钢板3’平行设置，并且内侧面分别连接在两根间隔距离沿上下部水平设置的内部十字形耗能连杆1外端上；墙侧竖向连接钢板3上位于上部内部十字形耗能连杆1上侧、两根内部十字形耗能连杆1之间以及位于下部内部十字形耗能连杆1下侧的部位分别形成有一个十字形孔7，十字形孔7的四周预留有螺栓孔8；内隔墙5的连接侧面上预留有与墙侧竖向连接钢板3上十字形孔7位置相对应且尺寸相同的十字形孔；墙侧十字形连接件2由外部十字形连接杆9和薄钢板10构成，薄钢板10连接在外部十字形连接杆9的一侧且外侧预留有多个螺栓孔11，每个外部十字形连接杆9的外端穿过墙侧竖向连接钢板3上的一个十字形孔7后插入在内隔墙5上的一个十字形孔内，并利用高强螺栓贯穿薄钢板上螺栓孔11以及墙侧竖向连接钢板3上螺栓孔8的方式将墙侧十字形连接件2固定在墙侧竖向连接钢板3上；钢柱侧钢板插槽4是由两个横截面呈L形，带有封底的角钢板托构成，两个角钢板托沿水平方向以间隔的方式对称设置在钢柱6上与内隔墙5相对的侧面上，用于支撑钢柱侧竖向连接钢板3’的下端两角部位。
所述的内部十字形耗能连杆1上钢板的中部边缘向内凹陷而形成有一个弧形槽。
所述的墙侧竖向连接钢板3上相邻十字形孔7间的距离相等。
所述的内部十字形耗能连杆1的宽度小于墙侧竖向连接钢板3以及钢柱侧竖向连接钢板3’的宽度。
所述的外部十字形连接杆9与内隔墙5上十字形孔的间隙处填充有密封胶，以使连接更牢固。
所述的墙侧竖向连接钢板3和钢柱侧竖向连接钢板3’的尺寸相同。
现将本发明提供的适用于装配式钢结构住宅中内隔墙与钢柱的耗能连接装置使用方法阐述如下：首先由施工人员将墙侧竖向连接钢板3上的十字形孔7与内隔墙5上的十字形孔对齐，然后将墙侧十字形连接件2上的外部十字形连接杆9插入在内隔墙5上一个预留的十字形孔中，然后在外部十字形连接杆9与内隔墙5上十字形孔的间隙处填充密封胶，以使连接更牢固。再使用高强螺栓贯穿薄钢板上螺栓孔11以及墙侧竖向连接钢板3上螺栓孔8的方式将墙侧十字形连接件2固定在墙侧竖向连接钢板3上；之后将钢柱侧钢板插槽4通过点焊方式焊于钢柱6上与内隔墙5相对的侧面上，最后将钢柱侧竖向连接钢板3’的下端两角部位插入钢柱侧钢板插槽4中，即可完成安装过程，由此将内隔墙5与钢柱6相互连接在一起。安装完毕后，可使用岩棉或玻璃棉对空隙部位进行填充，起到隔音保温作用。

Claims (6)

1.一种适用于装配式钢结构住宅中内隔墙与钢柱的耗能连接装置，其特征在于：所述的耗能连接装置包括内部十字形耗能连杆(1)、墙侧十字形连接件(2)、墙侧竖向连接钢板(3)、钢柱侧竖向连接钢板(3’)和钢柱侧钢板插槽(4)；其中内部十字形耗能连杆(1)由两片中部相连且互相垂直的钢板构成；墙侧竖向连接钢板(3)和钢柱侧竖向连接钢板(3’)平行设置，并且内侧面分别连接在两根间隔距离沿上下部水平设置的内部十字形耗能连杆(1)外端上；墙侧竖向连接钢板(3)上位于上部内部十字形耗能连杆(1)上侧、两根内部十字形耗能连杆(1)之间以及位于下部内部十字形耗能连杆(1)下侧的部位分别形成有一个十字形孔(7)，十字形孔(7)的四周预留有螺栓孔(8)；内隔墙(5)的连接侧面上预留有与墙侧竖向连接钢板(3)上十字形孔(7)位置相对应且尺寸相同的十字形孔；墙侧十字形连接件(2)由外部十字形连接杆(9)和薄钢板(10)构成，薄钢板(10)连接在外部十字形连接杆(9)的一侧且外侧预留有多个螺栓孔(11)，每个外部十字形连接杆(9)的外端穿过墙侧竖向连接钢板(3)上的一个十字形孔(7)后插入在内隔墙(5)上的一个十字形孔内，并利用高强螺栓贯穿薄钢板上螺栓孔(11)以及墙侧竖向连接钢板(3)上螺栓孔(8)的方式将墙侧十字形连接件(2)固定在墙侧竖向连接钢板(3)上；钢柱侧钢板插槽(4)是由两个横截面呈L形，带有封底的角钢板托构成，两个角钢板托沿水平方向以间隔的方式对称设置在钢柱(6)上与内隔墙(5)相对的侧面上，用于支撑钢柱侧竖向连接钢板(3’)的下端两角部位。
2.根据权利要求1所述的耗能连接装置，其特征在于：所述的内部十字形耗能连杆(1)上钢板的中部边缘向内凹陷而形成有一个弧形槽。
3.根据权利要求1所述的耗能连接装置，其特征在于：所述的墙侧竖向连接钢板(3)上相邻十字形孔(7)间的距离相等。
4.根据权利要求1所述的耗能连接装置，其特征在于：所述的内部十字形耗能连杆(1)的宽度小于墙侧竖向连接钢板(3)以及钢柱侧竖向连接钢板(3’)的宽度。
5.根据权利要求1所述的耗能连接装置，其特征在于：所述的外部十字形连接杆(9)与内隔墙(5)上十字形孔的间隙处填充有密封胶。
6.根据权利要求1所述的耗能连接装置，其特征在于：所述的墙侧竖向连接钢板(3)和钢柱侧竖向连接钢板(3’)的尺寸相同。
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