CN109629676A - 一种采用外套筒装配式连接的模块化钢结构连接节点 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种采用外套筒装配式连接的模块化钢结构连接节点，包括上部模块单元、下部模块单元和外套筒；所述上部模块单元由上部模块柱和模块底梁组成，所述下部模块单元由下部模块柱和模块顶梁组成；所述外套筒包括竖向套筒和竖向板；所述上部模块单元和所述下部模块单元的角部分别插入在所述外套筒的上、下部内，所述上部模块柱和所述下部模块柱的外表面与所述竖向套筒的内表面相贴合并均与所述竖向套筒固定连接，所述模块底梁和所述模块顶梁的腹板分别与所述竖向板的上、下部相贴合并均与所述竖向板固定连接。本发明所提出的节点构造简洁、受力合理、易于装配，且所有模块中梁柱连接的角部均在套筒内部，外套筒对其具有加强和保护作用。

Description

一种采用外套筒装配式连接的模块化钢结构连接节点
技术领域
本发明涉及建筑工程，特别涉及一种使用单边螺栓和外套筒的装配式连接的模块化钢结构建筑连接节点。
背景技术
在钢结构模块化结构中，模块之间连接的可靠程度直接影响结构的整体性能，模块之间的连接节点是钢结构集成模块建筑设计的关键部分。
目前的采用内插件与通长螺栓或单边螺栓连接的节点，虽可有效的连接模块，但无法避免模块单元中模块柱与模块梁之间的连接发生破坏，因此，提出一种新型节点，既能达到现场安装方便、连接安全可靠，又能避免模块单元中梁柱之间的连接发生破坏，提高连接处的延性，是一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种使用外套筒、单边螺栓、高强螺栓、装配式的模块化钢结构建筑连接节点，具有连接可靠、受力合理、构造简洁等优点。
本发明所采用的技术方案是：一种采用外套筒装配式连接的模块化钢结构连接节点，包括上部模块单元、下部模块单元和外套筒；所述上部模块单元由上部模块柱和模块底梁组成，所述上部模块柱和所述模块底梁的连接处形成角部，所述下部模块单元由下部模块柱和模块顶梁组成，所述下部模块柱和所述模块顶梁的连接处形成角部；所述外套筒包括竖向套筒和竖向板；所述上部模块单元和所述下部模块单元的角部分别插入在所述外套筒的上、下部内，所述上部模块柱和所述下部模块柱的外表面与所述竖向套筒的内表面相贴合并均与所述竖向套筒固定连接，所述模块底梁和所述模块顶梁的腹板分别与所述竖向板的上、下部相贴合并均与所述竖向板固定连接。
进一步的，所述模块底梁的下翼缘、位于所述上部模块单元的角部位置设置有使得所述下翼缘与所述上部模块柱断开连接的水平开口；所述模块顶梁的上翼缘、位于所述下部模块单元的角部位置设置有使得所述上翼缘与所述下部模块柱断开连接的水平开口；所述模块底梁的水平开口和所述模块顶梁的水平开口的开口宽度大于所述竖向板的宽度；
所述竖向套筒中部设置有竖向开口，所述竖向开口的开口宽度大于所述模块底梁和所述模块顶梁的腹板厚度；
所述竖向板设置有若干组，与所述模块底梁和所述模块顶梁一一对应；每组所述竖向板均包括两块竖向板单体，两块所述竖向板单体分别布置在所述竖向开口的开口边缘处，使得两块所述竖向板单体之间形成腹板固定腔；
在所述竖向套筒的筒壁和所述竖向板通过所述水平开口后，所述模块底梁和所述模块顶梁的腹板插入在所述竖向开口和所述腹板固定腔内，使得所述上部模块柱和所述下部模块柱插入在所述竖向套筒内。
进一步的，所述竖向套筒通过单边螺栓与所述上部模块柱、所述下部模块柱固定连接；所述竖向板通过高强螺栓与所述模块底梁的下翼缘、所述模块顶梁的上翼缘固定连接。
进一步的，所述竖向套筒的内部中部设置有用于对插入所述竖向套筒内的所述上部模块柱和所述下部模块柱进行限位的水平限位板，将所述竖向套筒分为用于连接所述上部模块柱的上部竖向套筒和用于连接所述下部模块柱的下部竖向套筒。
本发明的有益效果是：本发明在连接过程前，先将下部模块单元安装到位，然后将外套筒放置在下部模块单元的角部，安装下模块单元的单边螺栓固定外套筒，接着放置上部模块单元，安装上模块单元的单边螺栓，最后安装竖向板处的高强螺栓，形成整体；在连接过程中，通过使用单边螺栓连接模块单元的模块柱与外套筒中的竖向套筒，通过使用高强螺栓连接模块单元的模块梁与外套筒中的竖向板。通过以上措施实现了外套筒与模块单元之间的连接，通过外套筒进行连接，使得模块单元的角部处于外套筒内部，从而得到了有效的保护，该种节点具有在结构上简单可靠，在施工上快捷方便、现场无焊接等特点。
附图说明
图1：本发明立体结构示意图；
图2：本发明分解状态立体结构示意图；
图3：本发明下部模块单元角部连接示意图；
图4：本发明外套筒外部结构示意图；
图5：本发明外套筒内部结构示意图；
图6：本发明外套筒安装示意图；
附图标注：1、上部模块柱；2、模块底梁；3、下部模块柱；4、模块顶梁；5、外套筒；6、单边螺栓；7、高强螺栓。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
如附图1至图6所示，一种采用外套筒装配式连接的模块化钢结构连接节点，包括模块单元，外套筒5，单边螺栓6和高强螺栓7。
所述模块单元包括上部模块单元和下部模块单元，所述上部模块单元由上部模块柱1和模块底梁2组成，所述上部模块柱1和所述模块底梁2的连接处形成角部，所述下部模块单元由下部模块柱3和模块顶梁4组成，所述下部模块柱3和所述模块顶梁4的连接处形成角部。其中，所述上部模块柱1和所述下部模块柱3为封闭截面，矩形或者圆形；所述模块底梁2和所述模块顶梁4的截面为非封闭截面，H形或者C形。如图3所示，所述模块底梁2的下翼缘上、位于所述上部模块单元的角部位置设置有使得所述下翼缘与所述上部模块柱1断开连接的水平开口；所述模块顶梁4的上翼缘、位于所述下部模块单元的角部位置设置有使得所述上翼缘与所述下部模块柱3断开连接的水平开口；所述模块底梁2上的水平开口和所述模块顶梁4上的水平开口在深度上分别贯穿所述模块底梁2的下翼缘、所述模块顶梁4的上翼缘厚度，在宽度上均大于所述竖向板的宽度。
如图4所示，所述外套筒5设置在模块角部，所述上部模块单元和所述下部模块单元的角部分别从所述外套筒5的上、下端面插入至所述外套筒5内部。所述外套筒5包括用于连接所述上部模块柱1与所述下部模块柱3的竖向套筒，用于连接所述模块底梁2与所述模块顶梁4的竖向板，以及用于对插入所述竖向套筒内的所述上部模块柱1和所述下部模块柱3进行限位的水平限位板，所述水平限位板将所述竖向套筒分为用于连接所述上部模块柱1的上部竖向套筒和用于连接所述下部模块柱3的下部竖向套筒。所述上部模块柱1和所述下部模块柱3分别从所述竖向套筒的上、下端面插入至所述竖向套筒内，所述上部模块柱1的外表面与所述上部竖向套筒的内表面相贴合并与所述上部竖向套筒固定连接，所述下部模块柱3的外表面与所述下部竖向套筒的内表面相贴合并与所述下部竖向套筒固定连接；所述模块底梁2的腹板与所述竖向板的上部内表面(即，下述腹板固定腔的内表面)相贴合并与所述竖向板的上部固定连接，所述模块顶梁4的腹板与所述竖向板的下部内表面(即，下述腹板固定腔的内表面)相贴合并与所述竖向板的下部固定连接。所述竖向套筒的中部，即，所述竖向套筒与所述上、下部模块单元的连接处，设置有竖向开口，所述竖向开口的开口宽度大于所述模块底梁2和所述模块顶梁4的腹板厚度。所述竖向板设置有若干组，与所述模块底梁2和所述模块顶梁4一一对应；每组所述竖向板均包括两块竖向板单体，两块所述竖向板单体沿着所述竖向开口分布，并焊接固定在所述竖向开口的开口边缘处，使得两块所述竖向板单体之间形成宽度与所述竖向开口的开口宽度一致的腹板固定腔；在所述竖向套筒的筒壁和所述竖向板通过所述水平开口后，所述模块底梁2和所述模块顶梁4的腹板分别从上、下两侧插入在所述竖向开口和所述腹板固定腔内，使得所述上部模块柱1和所述下部模块柱3插入在所述竖向套筒内。
所述上部模块柱1与所述上部竖向套筒均设有相对应的螺栓孔，通过单边螺栓6进行固定连接；所述下部模块柱3与所述下部竖向套筒设有相对应的螺栓孔，通过单边螺栓6进行固定连接。
所述模块底梁2的腹板与所述竖向板的上部均设有相对应的螺栓孔，通过高强螺栓7进行固定连接；所述模块顶梁4的腹板与所述竖向板的下部均设有相对应的螺栓孔，通过高强螺栓7进行固定连接。
即，通过单边螺栓6将外套筒5与模块单元的相邻模块柱进行连接，通过高强螺栓7将外套筒5与模块单元的模块梁的腹板进行连接。
本发明中，模块单元与外套筒5之间通过单边螺栓6和高强螺栓7连接，连接使用普通工具即可实现，安装过程如下：
先将下部模块单元安装到位，然后将外套筒5放置在下部模块单元的角部(如图5所示)，安装下部模块单元的单边螺栓6固定外套筒5，接着放置上部模块单元，安装上部模块单元的单边螺栓6，最后安装竖向板处的高强螺栓7，形成整体，安装完成。
本发明所提出的连接节点构造简洁、受力合理、易于装配，且所有模块中梁柱连接的角部均在外套筒5的内部，外套筒5对其具有加强和保护作用。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种采用外套筒装配式连接的模块化钢结构连接节点，包括上部模块单元和下部模块单元，所述上部模块单元由上部模块柱(1)和模块底梁(2)组成，所述上部模块柱(1)和所述模块底梁(2)的连接处形成角部，所述下部模块单元由下部模块柱(3)和模块顶梁(4)组成，所述下部模块柱(3)和所述模块顶梁(4)的连接处形成角部；其特征在于，还包括外套筒(5)，所述外套筒(5)包括竖向套筒和竖向板；所述上部模块单元和所述下部模块单元的角部分别插入在所述外套筒(5)的上、下部内，所述上部模块柱(1)和所述下部模块柱(3)的外表面与所述竖向套筒的内表面相贴合并均与所述竖向套筒固定连接，所述模块底梁(2)和所述模块顶梁(4)的腹板分别与所述竖向板的上、下部相贴合并均与所述竖向板固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种采用外套筒装配式连接的模块化钢结构连接节点，其特征在于，所述模块底梁(2)的下翼缘、位于所述上部模块单元的角部位置设置有使得所述下翼缘与所述上部模块柱(1)断开连接的水平开口；所述模块顶梁(4)的上翼缘、位于所述下部模块单元的角部位置设置有使得所述上翼缘与所述下部模块柱(3)断开连接的水平开口；所述模块底梁(2)的水平开口和所述模块顶梁(4)的水平开口的开口宽度大于所述竖向板的宽度；
所述竖向套筒中部设置有竖向开口，所述竖向开口的开口宽度大于所述模块底梁(2)和所述模块顶梁(4)的腹板厚度；
所述竖向板设置有若干组，与所述模块底梁(2)和所述模块顶梁(4)一一对应；每组所述竖向板均包括两块竖向板单体，两块所述竖向板单体分别布置在所述竖向开口的开口边缘处，使得两块所述竖向板单体之间形成腹板固定腔；
在所述竖向套筒的筒壁和所述竖向板通过所述水平开口后，所述模块底梁(2)和所述模块顶梁(4)的腹板插入在所述竖向开口和所述腹板固定腔内，使得所述上部模块柱(1)和所述下部模块柱(3)插入在所述竖向套筒内。
3.根据权利要求1所述的一种采用外套筒装配式连接的模块化钢结构连接节点，其特征在于，所述竖向套筒通过单边螺栓(6)与所述上部模块柱(1)、所述下部模块柱(3)固定连接；所述竖向板通过高强螺栓(7)与所述模块底梁(2)的下翼缘、所述模块顶梁(4)的上翼缘固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种采用外套筒装配式连接的模块化钢结构连接节点，其特征在于，所述竖向套筒的内部中部设置有用于对插入所述竖向套筒内的所述上部模块柱和所述下部模块柱进行限位的水平限位板，将所述竖向套筒分为用于连接所述上部模块柱的上部竖向套筒和用于连接所述下部模块柱的下部竖向套筒。
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