CN109610641B - 一种适用于各类型型钢柱的快速拼接节点及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于各类型型钢柱的快速拼接节点及其施工方法，解决了现有钢框架体系中型柱连接时施工工序复杂、定位不准确、垂直度偏差大且校正困难的技术问题。本发明包括相互对接的上型柱和下型柱，所述上型柱的下端口的至少两面外壁上设置上连接板，上连接板通过高强螺栓连接有上定位件，所述下型柱的上端口外壁上设置有下连接板，下连接板通过高强螺栓连接有与所述上定位件插接配合的下定位件，上型柱的下端口或/下型柱的上端口开设有开口朝外的坡口，上型柱或下型柱的内壁面设置有与对接焊缝相对应的衬板，上型柱和下型柱通过对接焊缝焊接。本发明简化了施工工序，加快了施工进度，提高了一次安装成功率。

Description

一种适用于各类型型钢柱的快速拼接节点及其施工方法

技术领域

本发明涉及钢结构建筑技术领域，特别是指一种适用于各类型型钢柱的快速拼接节点及其施工方法。

背景技术

钢结构建筑具有能耗低、建筑垃圾少、施工周期短等优势，是一种符合可持续发展的绿色建筑。目前，国内钢结构建筑体系多为钢框架体系、钢框架—混凝土核心筒体系、钢框架—剪力墙体系、钢框架支撑体系等。在以上体系中的柱结构多采用十字型柱、箱型柱等，十字型柱与十字型柱对接连接时、箱型柱与箱型柱对接连接时，通常采用耳板、连接夹板和高强螺栓进行连接，但是这种传统的施工程序非常复杂，不仅定位困难、校正难度大，而且不能重复利用，造成资源浪费。另外，在柱结构上开设高强螺栓孔连接耳板或连接夹板，会严重削弱柱结构的性能。

发明内容

针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种适用于各类型型钢柱的快速拼接节点及其施工方法，解决了现有钢框架体系中型柱连接时施工工序复杂、定位不准确、垂直度偏差大且校正困难的技术问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种适用于各类型型钢柱的快速拼接节点，包括相互对接的上型柱和下型柱，所述上型柱的下端口的至少两面外壁上设置上连接板，上连接板通过高强螺栓连接有上定位件，所述下型柱的上端口外壁上设置有下连接板，下连接板通过高强螺栓连接有与所述上定位件插接配合的下定位件，上型柱的下端口或/下型柱的上端口开设有开口朝外的坡口，上型柱与下型柱的对接后形成对接焊缝，上型柱或下型柱的内壁面设置有与对接焊缝相对应的衬板，上型柱和下型柱通过对接焊缝焊接。本技术方案的上定位件与下定位件可以直接在预制工厂与上型柱、下型柱连接，衬板也可在预制工厂与上型柱或下型柱连接，工安装吊装时，上型柱可直接与下型柱相对接。在对接的过程中，上定位件和下定位件相互配合，同时衬板也插接在上型柱和下型柱之间，能够准确定位且垂直精度高；对接定位后，连接端口处的开口朝外的坡口配合内部的衬板预留出焊缝，上型柱和下型柱通过全熔透的开口朝外的坡口焊缝完成焊接；在安装完成后拧下高强螺栓，既可以取下上定位件和下定位件进行重复利用，又避免了破坏柱结构的固有性能。本技术方案在施工现场加工时不需要连接板和螺栓，也不需要校正定位，只需吊装上型柱直接插入下型柱即可，从而简化了施工工序，加快了施工进度，提高了一次安装成功率。

当上型柱和下型柱的横截面为规则的多边形时，设置两组相互配合的上定位件和下定位件即可满足定位需求，但是当上型柱和下型柱为异型柱时，两组相互配合的上定位件和下定位件就不能够可靠地保证连接的准确性和垂直度；进一步地，所述上型柱的下端口的各面外壁上均设置有上连接板，所述下型柱的上端口的各面外壁上均设置有下连接板，则上型柱和下型柱的各个侧面均配备有上下配合的上定位件和下定位件，充分保证了定位的精确度和垂直度。

进一步地，所述上连接板焊接在上型柱的外壁上，下连接板焊接在下型柱的外壁上，上连接板和下连接板分别与型柱焊接固定，避免了在型柱上开设螺孔来连接上定位件或下定位件，完好地保证了型柱的性能。

进一步地，所述衬板焊接在上型柱或下型柱的内壁面，衬板的设置既能为焊接提供依托，又便于上型柱和下型柱的对接。

具体地，所述上定位件为锥状的定位销，下定位件为与定位销相配合的销筒，或者所述上定位件为楔形的上定位块，下定位件为与上定位块互补的下定位块。

进一步地，所述上型柱为上节十字型柱，下型柱为下节十字型柱，所述上连接板设置在上节十字型柱的各个翼缘外侧，下连接板设置在下节十字型柱的各个翼缘外侧。

或者所述上型柱为上节箱型柱，下型柱为下节箱型柱，所述上连接板设置在上节箱型柱的各个侧壁外侧，下连接板设置在下节箱型柱的各个侧壁外侧。上型柱和下型柱也可以是其他的型材，上连接板和下连接板的具体数量，可以根据型材的具体机构而设定。

一种适用于各类型型钢柱的快速拼接节点的施工方法，包括以下步骤：

S1，准备阶段，在预制工厂制作上型柱和下型柱，准备带有螺栓孔的上连接板和下连接板，在上型柱的下端口外壁上焊接上连接板，在下型柱的上端口外壁上焊接下连接板，使用高强螺栓与上连接板上的螺栓孔配合连接上定位件，使用高强螺栓与下连接板上的螺栓孔配合连接下定位件，保证上定位件和下定位件上下对应。

S2，安装阶段，固定安装下型柱，使用吊车垂直吊装上型柱至下型柱正上方，然后缓慢下放上型柱，使上定位件逐渐与下定位件对接，上型柱的下端口与下型柱的上端口对接后形成对接焊缝，对对接焊缝进行全熔透满焊。

S3，拆卸阶段，拆下上连接板上的高强螺栓卸下上定位件，拆下下连接板上的高强螺栓卸下下定位件，准备重复利用。

进一步地，所述S1准备阶段中，在上型柱的下端口或下型柱的上端口开设有开口朝外的坡口，坡口构成所述S2安装阶段中的对接焊缝。

进一步地，所述S1准备阶段中，在上型柱的下端口内壁或下型柱的上端口内壁焊接有衬板，当衬板焊接在上型柱上时，衬板伸出上型柱的下端口；当衬板焊接在下型柱上时，衬板伸出下型柱的上端口。

本发明的上定位件和下定位件相互配合，同时衬板也插接在上型柱和下型柱之间，能够准确定位且垂直精度高；对接定位后，连接端口处的开口朝外的坡口配合内部的衬板预留出焊缝，上型柱和下型柱通过全熔透的开口朝外的坡口焊缝可完成焊接；在上型柱和下型柱对接安装完成后，从连接板上拧下高强螺栓，既可以取下上定位件和下定位件进行重复利用，又避免了在型柱上开设螺栓孔破坏型柱结构的固有性能。本发明在施工现场加工时不需要设置连接耳板，也不需要在型柱上开设螺孔，也不需要校正定位，只需吊装上型柱直接插入下型柱即可，从而简化了施工工序，加快了施工进度，提高了一次安装成功率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为上定位块与下定位块的装配图；

图4为上定位块的俯视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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付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。

实施例1，一种适用于各类型型钢柱的快速拼接节点，如图1所示，包括相互对接的上型柱和下型柱，所述上型柱为上节十字型柱1，下型柱为下节十字型柱2。如图2所示，上节十字型柱1的下端口焊接有四个上连接板6，四个上连接板6分别焊接在上节十字型柱1的各个翼缘外侧，使四个上连接板6围绕上节十字型柱的轴线均匀分布。各个上连接板6上开均设有螺栓孔，与螺栓孔配合设置有高强螺栓10，上连接板6通过高强螺栓10连接有上定位件。

所述下节十字型柱2的上端口外壁上设置有四个下连接板8，四个下连接板8分别焊接在下节十字型柱2的各个翼缘外侧，使四个下连接板8围绕下节十字型柱2的轴线均匀分布。各个下连接板8上也设有螺栓孔，与螺栓孔配合设置有所述高强螺栓10，下连接板8通过高强螺栓10连接有下定位件，下定位件与所述上定位件上下相对。

具体地，如图1所示，所述上定位件为锥状的定位销7，下定位件为与定位销7相配合的销筒9。或者如图3和图4所示，所述上定位件为楔形的上定位块11，下定位件为与上定位块互补的下定位块12，上定位块11和下定位块12之间的的配合面为弧形曲面，能够限定前后左右方向的位移，充分保证定位的精确性和垂直度。

进一步地，如图1所示，上节十字型柱1与下节十字型柱2对接后形成对接焊缝5，上节十字型柱1的下端口或下节十字型柱2的上端口开设有开口朝外的坡口4，上节十字型柱1的内壁面焊接有与对接焊缝5相对应的衬板3，衬板3设置既能为焊接提供依托，又便于上节十字型柱1和下节十字型柱2的对接。所述衬板3也可以焊接在下节十字型柱2上，只要保证衬板3焊接在上节十字型柱1和下节十字型柱2任一工件上即可，上节十字型柱1和下节十字型柱2在开口朝外的坡口4处由衬板3提供依托，即可进行对接焊缝5的全熔透满焊。

本技术方案中上型柱和下型柱安装时，上型柱可直接与下型柱相对接，在对接的过程中，上定位件和下定位件相互配合，同时衬板也插接在上型柱和下型柱之间，能够准确定位且垂直精度高；对接定位后，连接端口处的坡口配合内部的衬板形成对接焊缝，上型柱和下型柱通过对接焊缝全熔透满焊；在焊接完成后拧下高强螺栓，可以取下上定位件和下定位件进行重复利用。

实施例2，一种适用于各类型型钢柱的快速拼接节点，如图1所示，当上型柱和下型柱为异型柱时，两组相互配合的上定位件和下定位件不能够可靠地保证连接的准确性和垂直度，因此实施例1中的十字型钢柱进行上下连接时，需要采用多组相互配合的上定位件和下定位件。当上型柱和下型柱的横截面为规则的多边形时，设置两组相互配合的上定位件和下定位件即可满足定位需求。所述上型柱为上节箱型柱，下型柱为下节箱型柱，所述上连接板6焊接在上节箱型柱的两个相邻或相对的侧壁的外侧，下连接板8焊接在下节箱型柱上，通过上连接板6和下连接板8上设置的上定位件和下定位件之间的配合，即可实现箱型柱可靠、精确的上下对接。

本实施例的其他结构与实施例1相同。

实施例3，一种适用于各类型型钢柱的快速拼接节点的施工方法，包括以下步骤：

S1，准备阶段，在预制工厂制作上型柱和下型柱，准备带有螺栓孔的上连接板6和下连接板8，在上型柱的下端口外壁上焊接上连接板6，在下型柱的上端口外壁上焊接下连接板8，使用高强螺栓10与上连接板6上的螺栓孔配合连接上定位件，使用高强螺栓10与下连接板8上的螺栓孔配合连接下定位件，保证上定位件和下定位件上下对应。

S2，安装阶段，固定安装下型柱，使用吊车垂直吊装上型柱至下型柱正上方，然后缓慢下放上型柱，使上定位件逐渐与下定位件对接，上型柱的下端口与下型柱的上端口对接后形成对接焊缝5，对对接焊缝5进行全熔透满焊。

S3，拆卸阶段，拆下上连接板6上的高强螺栓10卸下上定位件，拆下下连接板8上的高强螺栓10卸下下定位件，准备重复利用。

实施例4，一种适用于各类型型钢柱的快速拼接节点的施工方法，所述S1准备阶段中，在上型柱的下端口或下型柱的上端口开设有开口朝外的坡口4，坡口4构成所述S2安装阶段中的对接焊缝5，在进行S2时坡口4既便于焊接，又能够保证焊接强度。

本实施例的其他步骤和结构与实施例3相同。

实施例5，一种适用于各类型型钢柱的快速拼接节点的施工方法，所述S1准备阶段中，在上型柱的下端口内壁或下型柱的上端口内壁焊接有衬板3，当衬板3焊接在上型柱上时，衬板3伸出上型柱的下端口；当衬板3焊接在下型柱上时，衬板3伸出下型柱的上端口。衬板3既便于上型柱和下型柱对接，又能够为对接焊缝5提供依托，便于焊接。

本实施例的其他步骤和结构与实施例3或4相同。

本发明未详尽之处均为本领域技术人员所公知的常规技术手段。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种适用于各类型型钢柱的快速拼接节点，包括相互对接的上型柱和下型柱，其特征在于：所述上型柱的下端口的至少两面外壁上设置上连接板（6），上连接板（6）通过高强螺栓（10）连接有上定位件，所述下型柱的上端口外壁上设置有下连接板（8），下连接板（8）通过高强螺栓（10）连接有与所述上定位件插接配合的下定位件，上型柱的下端口或/下型柱的上端口开设有开口朝外的坡口（4），上型柱与下型柱的对接后形成对接焊缝（5），上型柱或下型柱的内壁面设置有与对接焊缝（5）相对应的衬板（3），上型柱和下型柱通过对接焊缝（5）焊接；

适用于各类型型钢柱的快速拼接节点的施工方法包括以下步骤：

S1，准备阶段，在预制工厂制作上型柱和下型柱，准备带有螺栓孔的上连接板和下连接板，在上型柱的下端口外壁上焊接上连接板，在下型柱的上端口外壁上焊接下连接板，使用高强螺栓与上连接板上的螺栓孔配合连接上定位件，使用高强螺栓与下连接板上的螺栓孔配合连接下定位件，保证上定位件和下定位件上下对应；

S2，安装阶段，固定安装下型柱，使用吊车垂直吊装上型柱至下型柱正上方，然后缓慢下放上型柱，使上定位件逐渐与下定位件对接，上型柱的下端口与下型柱的上端口对接后形成对接焊缝，对对接焊缝进行全熔透满焊；

S3，拆卸阶段，拆下上连接板上的高强螺栓卸下上定位件，拆下下连接板上的高强螺栓卸下下定位件，准备重复利用。

2.根据权利要求1所述的适用于各类型型钢柱的快速拼接节点，其特征在于：所述上型柱的下端口的各面外壁上均设置有上连接板（6），所述下型柱的上端口的各面外壁上均设置有下连接板（8）。

3.根据权利要求2所述的适用于各类型型钢柱的快速拼接节点，其特征在于：所述上连接板（6）焊接在上型柱的外壁上，下连接板（8）焊接在下型柱的外壁上。

4.根据权利要求3所述的适用于各类型型钢柱的快速拼接节点，其特征在于：所述衬板（3）焊接在上型柱或下型柱的内壁面。

5.根据权利要求1-4任一项所述的适用于各类型型钢柱的快速拼接节点，其特征在于：所述上定位件为锥状的定位销（7），下定位件为与定位销（7）相配合的销筒（9），或者所述上定位件为楔形的上定位块（11），下定位件为与上定位块（11）互补的下定位块（12）。

6.根据权利要求5所述的适用于各类型型钢柱的快速拼接节点，其特征在于：所述上型柱为上节十字型柱（1），下型柱为下节十字型柱（2），所述上连接板（6）设置在上节十字型柱（1）的各个翼缘外侧，下连接板（8）设置在下节十字型柱（2）的各个翼缘外侧。

7.根据权利要求5所述的适用于各类型型钢柱的快速拼接节点，其特征在于：所述上型柱为上节箱型柱，下型柱为下节箱型柱，所述上连接板（6）设置在上节箱型柱的各个侧壁外侧，下连接板（8）设置在下节箱型柱的各个侧壁外侧。

8.根据权利要求1-4、6-7任一项所述的适用于各类型型钢柱的快速拼接节点，其特征在于：所述S1准备阶段中，在上型柱的下端口或下型柱的上端口开设有开口朝外的坡口，坡口构成所述S2安装阶段中的对接焊缝。

9.根据权利要求8的适用于各类型型钢柱的快速拼接节点，其特征在于：所述S1准备阶段中，在上型柱的下端口内壁或下型柱的上端口内壁焊接有衬板，当衬板焊接在上型柱上时，衬板伸出上型柱的下端口；当衬板焊接在下型柱上时，衬板伸出下型柱的上端口。