CN109695297B - 一种装配式建筑笼式六向节及其装配方法 - Google Patents

Abstract

一种装配式建筑笼式六向节，包括肋板、外管及星月板；所述肋板有多块且其彼此之间的内侧面通过星月板连接，星月板有多个，从上到下布置于肋板内侧，星月板、肋板及外管共同组成笼式结构；所述肋板、外管上均开有数量不少于两排且位置相叠合的圆孔，肋板上设有定位装置和能与肋板、外管上圆孔相配合的凹尾螺栓，凹尾螺栓通过肋板和外管各自对应的圆孔将外管固定在肋的外侧面上；开放式的笼式结构，降低了安装、维修的难度，提高施工效率；所有构件均可以在工厂内完成预制，安全可靠，形成标准化接口与“模块化”构件，配合模数化的预制钢梁，满足了装配式建筑的需求。

Description

一种装配式建筑笼式六向节及其装配方法

技术领域

本发明涉及一种装配式建筑多向连接装置，具体地说是一种装配式建筑笼式六向节及其装配方法。

背景技术

装配式钢管混凝土柱-钢梁结构体系具有空间分隔灵活、自重轻、抗震性能好、整体性高、施工方便等优点，与剪力墙或核心筒等形成复合结构体系后，有效解决了框架结构抗侧刚度小的技术难题。钢管混凝土柱、钢梁、节点等部件易于标准化和工业化，符合建筑工业化的要求。此外，钢结构改建和拆迁容易，材料回收和再生利用率高，被誉为“绿色建筑”，因此装配式钢结构已成为国家推行节能、环保和可持续发展住宅建筑体系的一种重要形式。

连接节点作为柱和梁的传力中枢，其构造措施和计算方法是框架结构设计中的主要问题之一，也是直接影响框架结构力学性能的关键问题之一。因此，节点形式应构造简单、整体性好、传力明确、安全可靠、节约材料和施工方便；节点设计应做到构造合理，避免出现应力集中和过大约束应力。

传统的连接节点是现场焊接，由于现场焊接质量不容易控制，且焊接时间较长，从而限制了装配式钢结构施工快的优点；另一方面现有技术中的连接节点也存在传力容易发生偏移，装配安装要求高，不利于施工的问题。

发明内容

发明是为了解决目前传统的连接节点是通过现场焊接，由于现场焊接质量不容易控制，且焊接时间较长，从而限制了装配式钢结构施工快的优点；另一方面现有技术中的连接节点也存在传力容易发生偏移，装配安装要求高，不利于施工的问题。

本发明采用的技术方案是：一种装配式建筑笼式六向节，包括肋板、外管、星月板、定位装置及凹尾螺栓；

所述肋板、外管及星月板、共同组成笼式六向节的主体结构；

定位装置及凹尾螺栓实现笼式六向节的连接功能；

所述肋板有多块且其彼此之间的内侧面通过星月板固定连接；

所述肋板、外管上均开有数量不少于两排且位置相叠合的圆孔；

所述星月板有多个，从上到下布置于肋板内侧并固定在芯筒(10)上；

所述定位装置设置在肋板上，定位装置由螺帽卡罩及套于螺帽卡罩内的T型螺帽组成，螺帽卡罩与肋板固定连接；

所述凹尾螺栓与定位装置协同，凹尾螺栓能与肋板、外管上圆孔相配合，凹尾螺栓通过贯穿肋板和外管各自对应相叠合的圆孔将外管固定在肋板的外侧面上；凹尾螺栓旋入T型螺帽中，与T型螺帽、螺帽卡罩一起形成“伸缩结构”；

所述肋板的作用在于：与星月板协同完成对拉水平力的传递；与凹尾螺栓协同完成水平梁水平力的传递；与浇筑后的混凝土协同完成轴心压力传递；上方管柱和下方管柱的端部恰可套在肋板上；

所述外管的作用在于：用于上方管柱和下方管柱的定位；

所述星月板的作用在于：与“伸缩结构”协同完成水平梁水平力传力；与浇筑后的混凝土协同完成垂直压力的均衡传递；

所述定位装置的作用在于：增加肋板与T型螺帽的平面贴合度和摩擦力。

进一步的，外管的长度不大于肋板长度的1/3。

进一步的，所述肋板的端头加工为坡口结构，以便上方管柱和下方管柱滑入；肋板和外管各自的圆孔圆心位于同一轴线上且各轴线平行。

进一步的，所述星月板的外形呈矩形，矩形的四角开有圆弧缺角，矩形的中部开有用于透气和浇筑混凝土的中孔和边孔。

进一步的，所述T型螺帽放入螺帽卡罩内不可旋转，螺帽卡罩呈“几”型或倒“U”型，螺帽卡罩顶面开有与T型螺帽相匹配的开口，T型螺帽与肋板、外管各自的圆孔相叠合且轴心位于同一轴线上；

凹尾螺栓的外螺纹与螺帽的内螺纹相配合，形成伸缩“龟腿”结构，伸缩“龟腿”结构再穿过肋板、外管、水平梁各自圆孔，通过螺帽连接锁紧。

进一步的，所述凹尾螺栓尾部端面上开有凹槽，凹槽可为一字形或十字形，凹槽可贯通整个端面也可不贯通整个端面。

进一步的，当所述外管的长度小于60mm时，外管上不开孔，此时外管直接焊接在肋板上。

进一步的，当所述外管的边长不小于300mm时，肋板、上方管柱、下方管柱在水平梁的翼板上下位置处圆孔设置数量不少于4个，以利于拉力传递。

本发明的有益效果和特点是：

1、结构可靠，传力明确；通过设置外管管套和内环的星月板，增加了节点核心区的强度，保证了节点的安全，满足了“强柱弱梁强节点”的抗震设防要求；

2、全螺栓连接方式既保证了钢柱的整体性，又提高了结构的抗震性能，降低了施工难度，装配方法操作更加简单，在保证了节点质量的前提下，还提高了施工效率；

3、所有构件均可以在工厂内完成预制，现场施工无焊接作业，安全可靠，形成标准化接口与“模块化”构件，配合模数化的预制钢梁，满足了装配式建筑的需求。

4、开放式的笼式结构，大大降低了安装、维修的难度。

附图说明

图1是本发明较佳实施例的结构示意图；

图2是本发明较佳实施例的星月板与定位装置的结构示意图；

图3是本发明较佳实施例的定位装置的结构示意图；

图4是本发明较佳实施例的定位装置拆开后的结构示意图；

图5是本发明较佳实施例的凹尾螺栓的结构示意图；

图6是图1揭开肋板、外管的一个面后的结构示意图；

图7本发明较佳实施例装配前的结构示意图；

图8是本发明较佳实施例装配后的结构示意图；

图9是本发明较佳实施例当所述外管2的边长不小于300mm时，装配后的结构示意图；

图中标号分别表示：1-肋板、2-外管、3-星月板、31-中孔、32-边孔、33-螺帽、4-定位装置、41-螺帽卡罩、42-T型螺帽、43-开口、5-凹尾螺栓、51-凹槽、6-上方管柱、7-下方管柱、8-水平梁、9-竖向连接板、10-芯筒；

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步说明：

请参考图1、图2、图6，一种装配式建筑笼式六向节包括肋板1、外管2、星月板3、定位装置4及凹尾螺栓5(采用高强度螺栓)；

所述肋板1、外管2及星月板3、共同组成笼式六向节的主体结构；

定位装置4及凹尾螺栓5实现笼式六向节的连接功能；

所述肋板1有多块且其彼此之间的内侧面通过星月板3固定连接；

所述肋板1、外管2上均开有数量不少于两排且位置相叠合的圆孔；

所述星月板3有多个，从上到下布置于肋板内侧并固定在芯筒(10)上；

所述定位装置4设置在肋板1上，定位装置4由螺帽卡罩41(简称卡罩)及套于螺帽卡罩内的T型螺帽42(采用高强度螺帽)组成，螺帽卡罩41与肋板1固定连接；

所述凹尾螺栓5与定位装置4协同，凹尾螺栓5能与肋板1、外管2上圆孔相配合，凹尾螺栓5通过贯穿肋板1和外管2各自对应相叠合的圆孔将外管2固定在肋板1的外侧面上；凹尾螺栓5旋入T型螺帽中，与T型螺帽、螺帽卡罩41一起形成“伸缩结构”(类似“龟腿”，可伸缩)；

所述肋板1的作用在于：与星月板3协同完成对拉水平力的传递；与凹尾螺栓5协同完成水平梁8水平力的传递；与浇筑后的混凝土协同完成轴心压力传递；上方管柱6和下方管柱7的端部恰可套在肋板1上；

所述外管2的作用在于：用于上方管柱6和下方管柱7的定位；

所述星月板3的作用在于：增加肋板1与T型螺帽42的平面贴合度和摩擦力。

所述定位装置4的作用在于：增加凹尾螺栓5与T型螺帽42的贴合度和摩擦力。

请参考图2，所述星月板3的外形呈矩形，矩形的四角开有圆弧缺角，矩形的中部开有用于透气和浇筑混凝土的中孔31和边孔32；星月板3的作用在于：与凹尾螺栓5协同完成水平梁8水平力传力；与浇筑后的混凝土协同完成垂直压力及轴心压力传递；

所述定位装置4将水平拉力传递到星月板3上；

请参考图3、图4，所述T型螺帽42放入螺帽卡罩41内不可旋转，螺帽卡罩41呈“几”型或倒“U”型，螺帽卡罩41顶面开有与T型螺帽42相匹配的开口43，T型螺帽42与肋板1、外管2各自的圆孔相叠合且轴心位于同一轴线上；所述肋板1的端头加工为坡口结构，以便上方管柱6和下方管柱7滑入；肋板1和外管2各自的的圆孔圆心位于同一轴线上且各轴线平行。

凹尾螺栓5的外螺纹与螺帽的内螺纹相配合，形成伸缩“龟腿”结构，伸缩“龟腿”结构再穿过肋板1、外管2、水平梁8各自圆孔，通过螺帽连接锁紧。

请参考图5，所述凹尾螺栓5尾部端面上开有凹槽51，以便于在外部旋转螺栓，凹槽51可为一字形或十字形，凹槽可贯通整个端面也可不贯通整个端面。

当所述外管2的长度小于60mm时，外管2上不开孔，此时外管直接焊接在肋板上。

请参考图9，当所述外管2的边长不小于300mm时，肋板1、上方管柱6、下方管柱7在水平梁8的翼板上下位置处圆孔设置数量不少于4个，以利于拉力传递。

请参考图6、图7、图8，所述的装配式建筑六向节的装配方法，包括如下步骤：

步骤一：在上方管柱6与肋板1相套接的一端的每个面上开设与肋板1上部数量相同且平面位置分布一致的圆孔；在下方管柱7与肋板1相套接的一端的每个面上开设与肋板1上部数量相同且平面位置分布一致的圆孔；

步骤二：将圆孔内的凹尾螺栓5的外端面旋转至与肋板1、外管2的外表面平齐；

步骤三：将上方管柱6、下方管柱7分别与肋板1的上端和下端套接，并将各自区域的凹尾螺栓5从肋板1中旋出以锁紧上方管柱6、下方管柱7；

步骤四：制作用于连接水平梁8和肋板1、外管2连接的端头竖向连接板9；所述竖向连接板9开有与肋板1上数量和平面位置分布一致的圆孔；将竖向连接板9与水平梁8的端部焊接在一起；

步骤五：将四个水平梁8通过各自的端头竖向连接板9与肋板1、外管2的四个侧面相对接，并旋出对应孔位的凹尾螺栓5配合螺帽以锁紧四个水平梁8；

步骤六：向上方管柱6中灌入自密实混凝土，同时再次收紧凹尾螺栓，实现梁水平张拉，也实现了上下前后左右六个方向的同步连接，成型后装配完成。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的结构关系及原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种装配式建筑笼式六向节，其特征在于：包括肋板(1)、外管(2)、星月板(3)、定位装置(4)及凹尾螺栓(5)；

所述肋板(1)、外管(2)及星月板(3)、共同组成笼式六向节的主体结构；

定位装置(4)及凹尾螺栓(5)实现笼式六向节的连接功能；

所述肋板(1)有多块且其彼此之间的内侧面通过星月板(3)固定连接；

所述肋板(1)、外管(2)上均开有数量不少于两排且位置相叠合的圆孔；

所述星月板(3)有多个，从上到下布置于肋板内侧并固定在芯筒(10)上；

所述定位装置(4)设置在肋板(1)上，定位装置(4)由螺帽卡罩(41)及套于螺帽卡罩内的T型螺帽(42)组成，螺帽卡罩(41)与肋板(1)固定连接；

所述凹尾螺栓(5)与定位装置(4)协同，凹尾螺栓(5)能与肋板(1)、外管(2)上圆孔相配合，凹尾螺栓(5)通过贯穿肋板(1)和外管(2)各自对应相叠合的圆孔将外管(2)固定在肋板(1)的外侧面上；凹尾螺栓(5)旋入T型螺帽中，与T型螺帽、螺帽卡罩(41)一起形成“伸缩结构”；

所述肋板(1)的作用在于：与星月板(3)协同完成对拉水平力的传递；与凹尾螺栓(5)协同完成水平梁(8)水平力的传递；与浇筑后的混凝土协同完成轴心压力传递；上方管柱(6)和下方管柱(7)的端部恰可套在肋板(1)上；

所述外管(2)的作用在于：用于上方管柱(6)和下方管柱(7)的定位；

所述星月板(3)的作用在于：与“伸缩结构”协同完成水平梁(8)水平力传力；与浇筑后的混凝土协同完成垂直压力的均衡传递；

所述定位装置(4)的作用在于：增加肋板(1)与T型螺帽(42)的平面贴合度和摩擦力；

所述T型螺帽(42)放入螺帽卡罩(41)内不可旋转，螺帽卡罩(41)呈“几”型或倒“U”型，螺帽卡罩(41)顶面开有与T型螺帽(42)相匹配的开口(43)，T型螺帽(42)与肋板(1)、外管(2)各自的圆孔相叠合且轴心位于同一轴线上；

凹尾螺栓(5)的外螺纹与螺帽的内螺纹相配合，形成伸缩“龟腿”结构，伸缩“龟腿”结构再穿过肋板(1)、外管(2)、水平梁(8)各自圆孔，通过螺帽连接锁紧；

所述外管(2)的长度不大于肋板长度的1/3。

2.根据权利要求1所述的装配式建筑笼式六向节，其特征在于：所述肋板(1)的端头加工为坡口结构，以便上方管柱(6)和下方管柱(7)滑入；肋板(1)和外管(2)各自的圆孔圆心位于同一轴线上且各轴线平行。

3.根据权利要求1所述的装配式建筑笼式六向节，其特征在于：所述星月板(3)的外形呈矩形，矩形的四角开有圆弧缺角，矩形的中部开有用于透气和浇筑混凝土的中孔(31)和边孔(32)。

4.根据权利要求1所述的装配式建筑笼式六向节，其特征在于：所述凹尾螺栓(5)尾部端面上开有凹槽(51)，凹槽(51)可为一字形或十字形，凹槽贯通整个端面。

5.根据权利要求1～4任一权利要求所述的装配式建筑六向节，其特征在于：当所述外管(2)的长度小于60mm时，外管(2)上不开孔，此时外管直接焊接在肋板上。

6.根据权利要求1～4任一权利要求所述的装配式建筑六向节，其特征在于：当所述外管(2)的边长不小于300mm时，肋板(1)、上方管柱(6)、下方管柱(7)在水平梁(8)的翼板上下位置处圆孔设置数量不少于4个，以利于拉力传递。

7.一种使用权利要求1所述的装配式建筑六向节的装配方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一：在上方管柱(6)与肋板(1)相套接的一端的每个面上开设与肋板(1)上部数量相同且平面位置分布一致的圆孔；在下方管柱(7)与肋板(1)相套接的一端的每个面上开设与肋板(1)上部数量相同且平面位置分布一致的圆孔；

步骤二：将圆孔内的凹尾螺栓(5)的外端面旋转至与肋板(1)、外管(2)的外表面平齐(图中为旋出状态)；

步骤三：将上方管柱(6)、下方管柱(7)分别与肋板(1)的上端和下端套接，并将各自区域的凹尾螺栓(5)从肋板(1)中旋出以锁紧上方管柱(6)、下方管柱(7)；

步骤四：制作用于连接水平梁(8)和肋板(1)、外管(2)连接的端头竖向连接板(9)；所述竖向连接板(9)开有与肋板(1)上数量和平面位置分布一致的圆孔；将竖向连接板(9)与水平梁(8)的端部焊接在一起；

步骤五：将四个水平梁(8)通过各自的端头竖向连接板(9)与肋板(1)、外管(2)的四个侧面相对接，并旋出对应孔位的凹尾螺栓(5)，配合螺帽以锁紧四个水平梁(8)；

步骤六：向上方管柱(6)中灌入自密实混凝土，同时再次收紧凹尾螺栓，实现梁水平张拉，也实现了上下前后左右六个方向的同步连接，成型后装配完成。