CN109057016A - 新型的模块间铸钢连接节点 - Google Patents

Abstract

本发明属于结构工程技术领域，涉及一种新型的模块间铸钢连接节点，包括铸钢件、焊有抗剪键的十字形连接板。铸钢件分别装配在相邻上、下层模块角部上，其包括L形主体和直角形连接板，L形主体下方开有抗剪键嵌入孔，L形主体的内侧焊有直角形连接板，直角形连接板上开有凹槽；焊有抗剪键的连接板包括十字形连接板和抗剪键，抗剪键焊接在十字形连接板上；焊有抗剪键的连接板位于上、下层钢铸件之间，抗剪键正好分别卡入上、下层钢铸件的抗剪键嵌入孔内。上、下层直角形连接板的凹槽之间通过螺栓连接。本发明在模块内部就可以施工，方便拆装，避免了对梁柱截面的削弱，有效地解决了对安装误差敏感的问题，同时提高了施工的精确性和节点域的整体性。

Description

新型的模块间铸钢连接节点

技术领域

本发明属于结构工程技术领域，具体涉及一种新型的模块间铸钢连接节点。

背景技术

建筑业在我国国民经济中地位重要，对我国社会进步和经济发展影响深远。但传统的建造方式受环境和施工水平影响，施工质量难以把控，生产效率低，难以满足现阶段建筑工业化的要求。而模块化钢结构建筑作为一种高度集成化的装配式建筑形式，建造质量容易控制，利于实现机械化和工业化，在国内得到了广泛关注。

模块间连接节点在模块化钢结构建筑中起到至关重要的作用，现有连接节点主要包括螺栓连接、焊接连接、预应力连接等形式。但在目前模块间连接节点形式存在着诸多问题，一般模块间节点施工空间不足、对施工误差敏感，严重影响可施工进度和施工质量，甚至难以应用到具体施工中。此外，部分连接节点存在着截面削弱大、安装步骤复杂等弊端，也阻碍了模块化建筑技术的工程应用推广。

发明内容

本发明针对上述问题，提出一种新型的模块间铸钢连接节点，传力明确，构造合理，在地震、风等外荷载作用下满足承载要求，又便于加工制造，施工简便，易于拼装。

为了实现上述目标，本发明采用以下技术方案：

一种新型的模块间铸钢连接节点，应用于相邻上、下模块角部，其包括铸钢件、焊有抗剪键的十字形连接板和螺栓。

其中，铸钢件包括L形主体和直角形连接板。L形主体为封闭的L形空腔结构，其与梁柱端部采用角焊缝焊接。L形主体的内侧焊有一块直角形连接板，直角形连接板的底边上开有凹槽。L形主体在靠近直角形连接板的一侧开设有抗剪键嵌入孔。

其中，焊有抗剪键的连接板包括十字形连接板和抗剪键，抗剪键焊接在十字形连接板上，且双面对称布置。

进一步地，铸钢件分别装配在上层模块角部和下层模块角部，且与梁柱端部的焊接形式为角焊缝焊接。上、下层模块角部装配的铸钢件呈上下对称式分布。

进一步地，铸钢件的L形主体的宽度要略大于梁截面。

进一步地，焊有抗剪键的连接板位于上层模块角部钢铸件与下层模块角部钢铸件之间，抗剪键正好分别卡入上层模块角部钢铸件与下层模块角部钢铸件的抗剪键嵌入孔内。

进一步地，同一层相邻模块角部的抗剪键嵌入孔应嵌入同一连接板上的抗剪键。

进一步地，铸钢件上的抗剪键嵌入孔的尺寸要略大于抗剪键尺寸。

进一步地，铸钢件的直角形连接板上的凹槽宽度要大于螺栓直径，长度要大于螺帽直径。

进一步地，上下相邻直角形连接板的凹槽之间通过螺栓连接。

进一步地，上下相邻直角形连接板的凹槽内所用螺栓为摩擦型高强度螺栓。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明涉及的模块间铸钢连接节点，竖向连接采用卡入凹槽的高强度螺栓连接，且凹槽位于梁柱相交的十字形范围外的直角形连接板上，在模块内部就可以施工，方便拆装，避免了对梁柱截面的削弱，有效地解决了对安装误差敏感的问题。水平连接通过嵌入L形主体的抗剪键实现，提高了施工的精确性和节点域的整体性。此外，铸钢件能够批量大规模生产，利于建筑生产的工业化和现代化。

附图说明

图1为本发明实施例提供的焊有抗剪键的十字形连接板的示意图；

图2为本发明实施例提供的铸钢件示意图；

图3为本发明实施例提供的铸钢件的一种立体示意图；

图4为本发明实施例提供的铸钢件的另一种立体示意图；

图5为本发明实施例提供的铸钢件与梁柱连接的示意图；

图6为本发明实施例提供的新型的模块间铸钢连接节点的正视图；

图7为本发明实施例提供的新型的模块间铸钢连接节点的俯视图；

图8为图3中对应的1-1剖切图；

图9为图4中对应的2-2剖切图；

附图标记说明

1.上角柱 2.下角柱

3.底梁 4.顶梁

5.上铸钢件 6.下铸钢件

7.焊有抗剪键的连接板 8.高强度螺栓

9.凹槽 10.十字形连接板

11.抗剪键 12.抗剪键嵌入孔

13.L形主体 14.直角形连接板

具体实施方式

结合附图对本发明的结构组成、制作过程和施工过程进行详细说明，熟悉此技术的人士可由本说明书了解本发明的连接形式和优点。

如图1至图6所示，本发明提供一种新型的模块间铸钢连接节点，包括铸钢件、焊有抗剪键的连接板7和高强度螺栓8。

参阅图1所示，焊有抗剪键的连接板7包括十字形连接板10和抗剪键11，抗剪键11焊接在十字形连接板10上，且双面对称布置。

进一步，抗剪键11在十字形连接板10的正反两面各设置有四个，且十字形连接板10每一面上的四个抗剪键11上下左右对称分布。

进一步，钢铸件分别装配在相邻的上层模块角部和下层模块角部，且铸钢件与梁柱的焊接形式为角焊缝焊接。

参阅图2至图5所示，铸钢件包括L形主体13和直角形连接板14。L形主体13为封闭的L形空腔结构，其与梁柱端部采用角焊缝焊接。L形主体13的内侧焊有一块直角形连接板14，直角形连接板14的底边处开有凹槽9。进一步，直角形连接板14与L形主体13的底部平齐，L形主体13在靠近直角形连接板14的底部上开设有抗剪键嵌入孔12。

在本实施例中，装配在上层模块角部的铸钢件为上铸钢件5，装配在下层模块角部的铸钢件为下铸钢件6。

参阅图6和图7所示。上层的模块角部包括上角柱1，底梁3和铸钢件上5。下层的模块角部包括下角柱2，顶梁4和下铸钢件6。底梁3的宽、高分别小于上铸钢件5的宽、高，顶梁4的高、宽分别小于下铸钢件6的宽、高，以方便角焊缝焊接施工。底梁3和顶梁4之间留有一定的建筑空隙，满足隔声、保温等建筑要求。上铸钢件5和下铸钢件6之间为焊有抗剪键的连接板7。上铸钢件5和下铸钢件6都开有上下对齐的凹槽9，凹槽9之间通过高强度螺栓8连接。

参阅图8和图9所示。十字形连接板10位于上铸钢件5和下铸钢件6之间，其外轮廓与周围的L形主体13的外轮廓相同。抗剪键11正好卡入上下铸钢件的抗剪键嵌入孔12内。

进一步地，铸钢件的L形主体13的宽度要略大于梁截面。

进一步地，铸钢件上的抗剪键嵌入孔12的尺寸要略大于抗剪键尺寸。

进一步地，同一层相邻模块角部的抗剪键嵌入孔12应嵌入同一连接板上的抗剪键。

进一步地，铸钢件的直角形连接板14上的凹槽9宽度要大于螺栓直径，长度要大于螺帽直径。

进一步地，上下相邻直角形连接板14的凹槽9内所用螺栓为摩擦型高强度螺栓。

本发明中，铸钢件取代了梁柱节点，其在工厂预先与梁柱焊接形成模块，再运输到现场进行模块的搭建。

新型的模块间铸钢连接节点的制作过程说明如下：

根据建筑布置和结构受力要求，确定螺栓和抗剪键的尺寸。取L形主体13的截面尺寸大于模块梁的截面尺寸，由抗剪键的尺寸和端距确定抗剪键嵌入孔的位置和尺寸。根据螺栓的尺寸和端距要求，确定直角形连接板14和凹槽9的尺寸。使用CAD绘制铸钢件三维实体模型，通过凝固模拟分析预测节点缺陷、优化铸造工艺。根据三维图纸制造铸造模型，保证模具完好、孔道通畅。然后在一定温度下完成浇筑、镇定和热处理，并进行适当的机械加工。最后对铸钢件的几何尺寸、加工精度、铸造缺陷等进行检验。根据L形主体13的尺寸和抗剪键嵌入孔12的位置，确定十字形连接板10的尺寸和抗剪键11的位置。切割出十字形连接板10,将抗剪键11焊接在十字连接板10的相应位置上，并打磨平整焊缝。

新型的模块间铸钢连接节点的施工过程说明如下：

首先吊装好首层的模块单元，在相邻模块角部处安装焊有抗剪键的十字连接板。安装时，将十字连接板一侧的抗剪键11同时卡入对应铸钢件上的抗剪键嵌入孔12。若不能同时卡入，说明首层模块的吊装误差过大，需要重新调整模块单元相对位置。

然后吊装第二层的模块单元。吊装过程中，要保证每个模块单元角部的抗剪键嵌入孔12完全扣在首层连接板的抗剪键11上，使上下相邻直角形连接板上的凹槽9尽可能对齐。

最后在模块单元内部，将摩擦型高强度螺栓穿过上下相邻的凹槽9并拧紧螺栓。这样就在首层的基础上完成第二层的搭建，更高层数的搭建循环上述步骤即可。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非是对本发明范围的任何限定。任何熟悉该领域的普通技术人员根据上述揭示的技术内容做出的任何变更或修饰均应当视为等同的有效实施例，均属于本发明技术方案保护的范围。

Claims (6)

1.一种新型的模块间铸钢连接节点，其特征在于：包括铸钢件、焊有抗剪键的连接板(7)；

所述铸钢件分别装配在相邻上、下层模块角部上，其包括L形主体(13)和直角形连接板(14)；所述L形主体(13)为封闭的L形空腔结构，其与梁柱端部焊接；所述直角形连接板(14)焊接在L形主体(13)的内侧，且其底边处开有凹槽(9)；所述L形主体(13)在靠近直角形连接板(14)的一侧开设有抗剪键嵌入孔(12)；

所述焊有抗剪键的连接板(7)包括十字形连接板(10)和抗剪键(11)，所述抗剪键(11)焊接在十字形连接板(10)上，且双面对称布置；

所述焊有抗剪键的连接板(7)位于相邻上、下层模块角部装配的铸钢件之间，焊接在十字形连接板(10)上的抗剪键(11)分别卡入相邻上、下层L形主体(13)的抗剪键嵌入孔(12)内；相邻上、下层直角形连接板(14)的凹槽(9)之间通过螺栓(8)与螺帽连接。

2.根据权利要求1所述的新型的模块间铸钢连接节点，其特征在于：所述抗剪键(11)在十字形连接板(10)的正反两面各设置有四个，且十字形连接板(10)每一面上的四个抗剪键(11)上下左右对称分布。

3.根据权利要求1所述的新型的模块间铸钢连接节点，其特征在于：所述铸钢件的L形主体(13)的宽度略大于梁截面。

4.根据权利要求1所述的新型的模块间铸钢连接节点，其特征在于：所述L形主体(13)上的抗剪键嵌入孔(12)的尺寸略大于抗剪键(11)的尺寸。

5.根据权利要求1所述的新型的模块间铸钢连接节点，其特征在于：所述铸钢件的直角形连接板(14)上的凹槽(9)宽度大于螺栓(8)的直径，其长度大于螺帽的直径。

6.根据权利要求1所述的新型的模块间铸钢连接节点，其特征在于：所述螺栓为摩擦型高强度螺栓。