CN110965642B - 一种钢结构节点及其装配方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种钢结构节点及其装配方法，属于钢结构领域。它解决了现有钢结构节点内部无法铺设管线，且强度偏低的问题。本钢结构节点，其用于连接立柱和横梁，节点包括一个竖连接件和四个横连接件；竖连接件包括四根横截面均为等腰梯形结构的竖连接管，竖连接管包括竖外板、竖内板和两块竖侧板，竖连接管内形成竖灌浆区，四根竖连接管通过竖侧板紧贴固定，四块竖内板合围形成竖穿线孔；横连接件包括均为矩管结构的两根横连接管和一根内加强管，横连接管内形成横灌浆区，内加强管内形成横穿线孔；且能将立柱套在竖连接件顶端和底端，以及将横梁套在横连接件外端。本节点外部强度更高，内部方便铺线。
Description
技术领域
本发明属于钢结构技术领域，涉及一种钢结构节点及其装配方法。
背景技术
现有建筑中广泛采用钢结构，钢结构中利用节点固定梁柱，从而实现装配式连接。例如申请号为201710035802.X，名称为“一种装配式钢结构的双柱双梁连接装置”的中国发明专利，其通过在工厂预制出各构件，之后再在现场进行组装和焊接，从而达到安装方便快捷，施工效率高的效果。但其存在以下问题：
1、短柱内需要浇筑混凝土，导致铺设在主梁和次梁内的水电暖管线无法穿过短柱，因此需要铺设明线，不美观的同时还存在安全隐患。
2、柱体和梁体仅采用插接和焊接形式固定，且仅在柱体内浇筑混凝土，因此柱体和梁体连接节点强度偏低。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种方便用于连接梁柱，且结构简单稳定，外部强度更高，内部方便铺线的钢结构节点及其装配方法。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种钢结构节点，其用于连接两根竖向设置的立柱和四根横向设置的横梁，立柱和横梁均为空心矩管结构，其特征在于：所述的节点包括一个竖连接件和四个横连接件；
所述的竖连接件包括四根横截面均为等腰梯形结构的竖连接管，竖连接管包括相互平行的竖外板和竖内板，以及两块竖侧板，竖外板宽度大于竖内板宽度，且竖连接管内形成竖灌浆区，所述的四根竖连接管通过竖侧板紧贴固定，四块竖外板合围形成矩管结构，四块竖内板合围形成方孔结构的竖穿线孔，所述的竖外板和竖内板上分别设有外加强孔和内加强孔，外加强孔和内加强孔均为矩孔结构，且在垂直竖外板和竖内板方向的投影重合；
所述的横连接件包括均为矩管结构的两根横连接管和一根内加强管，横连接管内形成横灌浆区，内加强管内形成横穿线孔，横连接管包括相互平行的横外板和横内板，以及两块相互平行的横侧板，横内板反向横外板的外侧面设有一道连接槽，且连接槽长度方向沿横内板长度方向设置，横连接件上的两根横连接管通过横内板外侧面对齐紧贴固定，且两道连接槽拼接形成矩管结构的外加强管，所述的外加强管配合套在内加强管上，并通过紧固件与内加强管固定；
所述的横连接管内端抵在竖外板上，并与竖外板固定，且内加强管内端分别穿过外加强孔和内加强孔，并与竖外板和竖内板固定，且竖穿线孔和横穿线孔连通，所述的竖外板上设有过浆孔，且竖灌浆区和横灌浆区通过过浆孔连通；
所述的横连接管外端的两块横外板和两块横侧板切割并朝外加强管弯折，并焊接在外加强管四周管壁上，并封闭横灌浆区外端，并在横连接件外端形成四棱锥台形结构，所述的竖连接管顶端和底端的四块竖外板切割并朝竖穿线孔弯折，并焊接在竖穿线孔四周孔壁上，并分别封闭竖灌浆区顶端和底端，并在竖连接件顶端和底端形成四棱锥台形结构，且竖灌浆区顶端的竖外板上设有浇浆孔，且通过浇浆孔朝竖灌浆区内浇筑有混凝土，且混凝土通过过浆孔灌满横灌浆区；
且能将两根立柱分别配合套在竖连接件顶端和底端，并通过紧固件与竖连接件固定，并将四根横梁分别配合套在四个横连接件外端，并通过紧固件与横连接件固定。
该节点形成了用于浇筑混凝土的横灌浆区和竖灌浆区，以及用于穿设管线的横穿线孔和竖穿线孔，且竖灌浆区和横灌浆区与横穿线孔和竖穿线孔相互独立，且横灌浆区和竖灌浆区在外，横穿线孔和竖穿线孔在内，使得外部强度更高，内部方便铺线，因此功能划分合理，结构巧妙；横连接管内端固定在竖连接管外侧，同时横连接管又利用自身弯折形成的外加强管与内加强管配合套接，且内加强管贯穿竖连接管，使得横连接管又进一步通过内加强管与竖连接管加强连接，因此能使横连接管与竖连接管形成高强度连接结构；横连接件为两根横连接管拼接形成，因此两根横连接管的横内板拼接后在横连接件内形成肋板结构，能进一步提高横连接件自身内部强度；竖连接件为四根完整的竖连接管连接形成，因此竖连接件强度较高，以高强度连接立柱，且与立柱连接后，又能利用立柱将四根竖连接管稳定抱紧固定，使形成的柱体强度更高更加稳定；且横连接件和竖连接管的各连接端均为四棱锥台形结构，能方便与横梁和立柱快速套接固定，并形成高强度梁柱结构。
在上述的一种钢结构节点中，所述的外加强管上下两侧的横内板上，以及竖侧板上设有连浆孔，且相连的两块竖侧板上的连浆孔连通，相连的两块横内板上的连浆孔连通。
因此混凝土能通过连浆孔连通各灌浆区域。
在上述的一种钢结构节点中，所述的连浆孔位置的横内板垂直弯折形成横加强肋，且横加强肋分别与相邻的横侧板和外加强管垂直焊接固定。
因此能进一步提高横连接件自身强度。
在上述的一种钢结构节点中，封闭在横灌浆区外端的横外板和横侧板上，以及封闭在竖灌浆区底端的竖外板上设有溢浆孔。
因此部分混凝土能通过溢浆孔溢出，从而使混凝土充满横灌浆区和竖灌浆区。
在上述的一种钢结构节点中，所述的内加强管内端外壁固定有挡板，挡板与竖内板紧贴并通过紧固件固定。
在上述的一种钢结构节点中，所述的外加强孔位置的竖外板切割并朝竖内板弯折形成若干外连接板，内加强孔位置的竖内板切割并朝竖外板弯折形成若干内连接板，外连接板和内连接板紧贴在内加强管外侧，并与内加强管通过紧固件固定。
因此能提高内加强管与竖连接管连接强度。
在上述的一种钢结构节点中，所述的外连接板和竖外板之间垂直焊接有外加强肋，内连接板和竖内板之间垂直焊接有内加强肋。
因此能避免内加强管受压弯折。
在上述的一种钢结构节点中，所述的横连接管内端位置的横外板切割并朝横内板弯折形成端连接板，且端连接板与竖外板紧贴并通过紧固件固定。
因此能提高横连接件与竖连接管连接强度。
在上述的一种钢结构节点中，所述的端连接板和竖外板上共同设有相互连通的所述的过浆孔。
避免过浆孔位置的竖外板强度降低。
一种钢结构节点的装配方法，包括以下步骤：
步骤一，将内加强管外端分别穿过内加强孔和外加强孔，并将挡板与竖内板紧贴并通过紧固件固定，将外连接板和内连接板与内加强管通过紧固件固定；
步骤二，将横连接管内端抵在竖外板上，将端连接板与竖外板紧贴并通过紧固件固定，且两道连接槽拼接形成套在内加强管上的外加强管，将外加强管和内加强管通过紧固件固定；
步骤三，将四根竖连接管的竖侧板紧贴并通过紧固件固定，使四块竖外板合围形成矩管结构，四块竖内板合围形成竖穿线孔；
步骤四，通过浇浆孔朝竖灌浆区内浇筑混凝土，混凝土通过过浆孔灌满横灌浆区。
通过上述步骤，即可装配形成本节点。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、该节点形成了用于浇筑混凝土的横灌浆区和竖灌浆区，以及用于穿设管线的横穿线孔和竖穿线孔，且竖灌浆区和横灌浆区与横穿线孔和竖穿线孔相互独立，且横灌浆区和竖灌浆区在外，横穿线孔和竖穿线孔在内，使得外部强度更高，内部方便铺线，因此功能划分合理，结构巧妙；
2、横连接管内端固定在竖连接管外侧，同时横连接管又利用自身弯折形成的外加强管与内加强管配合套接，且内加强管贯穿竖连接管，使得横连接管又进一步通过内加强管与竖连接管加强连接，因此能使横连接管与竖连接管形成高强度连接结构；
3、横连接件为两根横连接管拼接形成，因此两根横连接管的横内板拼接后在横连接件内形成肋板结构，能进一步提高横连接件自身内部强度；
4、竖连接件为四根完整的竖连接管连接形成，因此竖连接件强度较高，以高强度连接立柱，且与立柱连接后，又能利用立柱将四根竖连接管稳定抱紧固定，使形成的柱体强度更高更加稳定；
5、且横连接件和竖连接管的各连接端均为四棱锥台形结构，能方便与横梁和立柱快速套接固定，并形成高强度梁柱结构。
附图说明
图1是本节点浇筑混凝土后的横向剖视图。
图2是横连接件和竖连接管配合剖视图。
图3是本节点未浇筑混凝土状态下的竖向剖视图。
图中，
1、竖连接管；11、竖灌浆区；12、竖穿线孔；
2、竖外板；21、外加强孔；22、过浆孔；23、外连接板；24、外加强肋；25、浇浆孔；
3、竖内板；31、内加强孔；32、内连接板；33、内加强肋；
4、竖侧板；41、连浆孔；
5、横连接管；51、横灌浆区；
6、横外板；61、溢浆孔；62、端连接板；
7、横内板；71、横加强肋；72、连接槽；73、外加强管；
8、横侧板；
9、内加强管；91、横穿线孔；92、挡板。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1-3所示，本发明一种钢结构节点，其用于连接两根竖向设置的立柱和四根横向设置的横梁，立柱和横梁均为空心矩管结构，节点包括一个竖连接件和四个横连接件；
竖连接件包括四根横截面均为等腰梯形结构的竖连接管1，竖连接管1包括相互平行的竖外板2和竖内板3，以及两块竖侧板4，竖外板2宽度大于竖内板3宽度，且竖连接管1内形成竖灌浆区11，四根竖连接管1通过竖侧板4紧贴固定，四块竖外板2合围形成矩管结构，四块竖内板3合围形成方孔结构的竖穿线孔12，竖外板2和竖内板3上分别设有外加强孔21和内加强孔31，外加强孔21和内加强孔31均为矩孔结构，且在垂直竖外板2和竖内板3方向的投影重合；
横连接件包括均为矩管结构的两根横连接管5和一根内加强管9，横连接管5内形成横灌浆区51，内加强管9内形成横穿线孔91，横连接管5包括相互平行的横外板6和横内板7，以及两块相互平行的横侧板8，横内板7反向横外板6的外侧面设有一道连接槽72，且连接槽72长度方向沿横内板7长度方向设置，横连接件上的两根横连接管5通过横内板7外侧面对齐紧贴固定，且两道连接槽72拼接形成矩管结构的外加强管73，外加强管73配合套在内加强管9上，并通过紧固件与内加强管9固定；
横连接管5内端抵在竖外板2上，并与竖外板2固定，且内加强管9内端分别穿过外加强孔21和内加强孔31，并与竖外板2和竖内板3固定，且竖穿线孔12和横穿线孔91连通，竖外板2上设有过浆孔22，且竖灌浆区11和横灌浆区51通过过浆孔22连通；
横连接管5外端的两块横外板6和两块横侧板8切割并朝外加强管73弯折，并焊接在外加强管73四周管壁上，并封闭横灌浆区51外端，并在横连接件外端形成四棱锥台形结构，竖连接管1顶端和底端的四块竖外板2切割并朝竖穿线孔12弯折，并焊接在竖穿线孔12四周孔壁上，并分别封闭竖灌浆区11顶端和底端，并在竖连接件顶端和底端形成四棱锥台形结构，且竖灌浆区11顶端的竖外板2上设有浇浆孔25，且通过浇浆孔25朝竖灌浆区11内浇筑有混凝土，且混凝土通过过浆孔22灌满横灌浆区51；
且能将两根立柱分别配合套在竖连接件顶端和底端，并通过紧固件与竖连接件固定，并将四根横梁分别配合套在四个横连接件外端，并通过紧固件与横连接件固定。
进一步的，外加强管73上下两侧的横内板7上，以及竖侧板4上设有连浆孔41，且相连的两块竖侧板4上的连浆孔41连通，相连的两块横内板7上的连浆孔41连通。连浆孔41位置的横内板7垂直弯折形成横加强肋71，且横加强肋71分别与相邻的横侧板8和外加强管73垂直焊接固定。封闭在横灌浆区51外端的横外板6和横侧板8上，以及封闭在竖灌浆区11底端的竖外板2上设有溢浆孔61。内加强管9内端外壁固定有挡板92，挡板92与竖内板3紧贴并通过紧固件固定。外加强孔21位置的竖外板2切割并朝竖内板3弯折形成若干外连接板23，内加强孔31位置的竖内板3切割并朝竖外板2弯折形成若干内连接板32，外连接板23和内连接板32紧贴在内加强管9外侧，并与内加强管9通过紧固件固定。外连接板23和竖外板2之间垂直焊接有外加强肋24，内连接板32和竖内板3之间垂直焊接有内加强肋33。横连接管5内端位置的横外板6切割并朝横内板7弯折形成端连接板62，且端连接板62与竖外板2紧贴并通过紧固件固定。端连接板62和竖外板2上共同设有相互连通的过浆孔22。
该节点形成了用于浇筑混凝土的横灌浆区51和竖灌浆区11，以及用于穿设管线的横穿线孔91和竖穿线孔12，且竖灌浆区11和横灌浆区51与横穿线孔91和竖穿线孔12相互独立，且横灌浆区51和竖灌浆区11在外，横穿线孔91和竖穿线孔12在内，使得外部强度更高，内部方便铺线，因此功能划分合理，结构巧妙；横连接管5内端固定在竖连接管1外侧，同时横连接管5又利用自身弯折形成的外加强管73与内加强管9配合套接，且内加强管9贯穿竖连接管1，使得横连接管5又进一步通过内加强管9与竖连接管1加强连接，因此能使横连接管5与竖连接管1形成高强度连接结构；横连接件为两根横连接管5拼接形成，因此两根横连接管5的横内板7拼接后在横连接件内形成肋板结构，能进一步提高横连接件自身内部强度；竖连接件为四根完整的竖连接管1连接形成，因此竖连接件强度较高，以高强度连接立柱，且与立柱连接后，又能利用立柱将四根竖连接管1稳定抱紧固定，使形成的柱体强度更高更加稳定；且横连接件和竖连接管1的各连接端均为四棱锥台形结构，能方便与横梁和立柱快速套接固定，并形成高强度梁柱结构。
一种钢结构节点的装配方法，包括以下步骤：
步骤一，将内加强管9外端分别穿过内加强孔31和外加强孔21，并将挡板92与竖内板3紧贴并通过紧固件固定，将外连接板23和内连接板32与内加强管9通过紧固件固定；
步骤二，将横连接管5内端抵在竖外板2上，将端连接板62与竖外板2紧贴并通过紧固件固定，且两道连接槽72拼接形成套在内加强管9上的外加强管73，将外加强管73和内加强管9通过紧固件固定；
步骤三，将四根竖连接管1的竖侧板4紧贴并通过紧固件固定，使四块竖外板2合围形成矩管结构，四块竖内板3合围形成竖穿线孔12；
步骤四，通过浇浆孔25朝竖灌浆区11内浇筑混凝土，混凝土通过过浆孔22灌满横灌浆区51。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了竖连接管1、竖灌浆区11、竖穿线孔12、竖外板2、外加强孔21、过浆孔22、外连接板23、外加强肋24、浇浆孔25、竖内板3、内加强孔31、内连接板32、内加强肋33、竖侧板4、连浆孔41、横连接管5、横灌浆区51、横外板6、溢浆孔61、端连接板62、横内板7、横加强肋71、连接槽72、外加强管73、横侧板8、内加强管9、横穿线孔91、挡板92等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (10)
1.一种钢结构节点，其用于连接两根竖向设置的立柱和四根横向设置的横梁，立柱和横梁均为空心矩管结构，其特征在于：所述的节点包括一个竖连接件和四个横连接件；
所述的竖连接件包括四根横截面均为等腰梯形结构的竖连接管(1)，竖连接管(1)包括相互平行的竖外板(2)和竖内板(3)，以及两块竖侧板(4)，竖外板(2)宽度大于竖内板(3)宽度，且竖连接管(1)内形成竖灌浆区(11)，所述的四根竖连接管(1)通过竖侧板(4)紧贴固定，四块竖外板(2)合围形成矩管结构，四块竖内板(3)合围形成方孔结构的竖穿线孔(12)，所述的竖外板(2)和竖内板(3)上分别设有外加强孔(21)和内加强孔(31)，外加强孔(21)和内加强孔(31)均为矩孔结构，且在垂直竖外板(2)和竖内板(3)方向的投影重合；
所述的横连接件包括均为矩管结构的两根横连接管(5)和一根内加强管(9)，横连接管(5)内形成横灌浆区(51)，内加强管(9)内形成横穿线孔(91)，横连接管(5)包括相互平行的横外板(6)和横内板(7)，以及两块相互平行的横侧板(8)，横内板(7)反向横外板(6)的外侧面设有一道连接槽(72)，且连接槽(72)长度方向沿横内板(7)长度方向设置，横连接件上的两根横连接管(5)通过横内板(7)外侧面对齐紧贴固定，且两道连接槽(72)拼接形成矩管结构的外加强管(73)，所述的外加强管(73)配合套在内加强管(9)上，并通过紧固件与内加强管(9)固定；
所述的横连接管(5)内端抵在竖外板(2)上，并与竖外板(2)固定，且内加强管(9)内端分别穿过外加强孔(21)和内加强孔(31)，并与竖外板(2)和竖内板(3)固定，且竖穿线孔(12)和横穿线孔(91)连通，所述的竖外板(2)上设有过浆孔(22)，且竖灌浆区(11)和横灌浆区(51)通过过浆孔(22)连通；
所述的横连接管(5)外端的两块横外板(6)和两块横侧板(8)切割并朝外加强管(73)弯折，并焊接在外加强管(73)四周管壁上，并封闭横灌浆区(51)外端，并在横连接件外端形成四棱锥台形结构，所述的竖连接管(1)顶端和底端的四块竖外板(2)切割并朝竖穿线孔(12)弯折，并焊接在竖穿线孔(12)四周孔壁上，并分别封闭竖灌浆区(11)顶端和底端，并在竖连接件顶端和底端形成四棱锥台形结构，且竖灌浆区(11)顶端的竖外板(2)上设有浇浆孔(25)，且通过浇浆孔(25)朝竖灌浆区(11)内浇筑有混凝土，且混凝土通过过浆孔(22)灌满横灌浆区(51)；
且能将两根立柱分别配合套在竖连接件顶端和底端，并通过紧固件与竖连接件固定，并将四根横梁分别配合套在四个横连接件外端，并通过紧固件与横连接件固定。
2.根据权利要求1所述的一种钢结构节点，其特征在于：所述的外加强管(73)上下两侧的横内板(7)上，以及竖侧板(4)上设有连浆孔(41)，且相连的两块竖侧板(4)上的连浆孔(41)连通，相连的两块横内板(7)上的连浆孔(41)连通。
3.根据权利要求2所述的一种钢结构节点，其特征在于：所述的连浆孔(41)位置的横内板(7)垂直弯折形成横加强肋(71)，且横加强肋(71)分别与相邻的横侧板(8)和外加强管(73)垂直焊接固定。
4.根据权利要求3所述的一种钢结构节点，其特征在于：封闭在横灌浆区(51)外端的横外板(6)和横侧板(8)上，以及封闭在竖灌浆区(11)底端的竖外板(2)上设有溢浆孔(61)。
5.根据权利要求4所述的一种钢结构节点，其特征在于：所述的内加强管(9)内端外壁固定有挡板(92)，挡板(92)与竖内板(3)紧贴并通过紧固件固定。
6.根据权利要求5所述的一种钢结构节点，其特征在于：所述的外加强孔(21)位置的竖外板(2)切割并朝竖内板(3)弯折形成若干外连接板(23)，内加强孔(31)位置的竖内板(3)切割并朝竖外板(2)弯折形成若干内连接板(32)，外连接板(23)和内连接板(32)紧贴在内加强管(9)外侧，并与内加强管(9)通过紧固件固定。
7.根据权利要求6所述的一种钢结构节点，其特征在于：所述的外连接板(23)和竖外板(2)之间垂直焊接有外加强肋(24)，内连接板(32)和竖内板(3)之间垂直焊接有内加强肋(33)。
8.根据权利要求7所述的一种钢结构节点，其特征在于：所述的横连接管(5)内端位置的横外板(6)切割并朝横内板(7)弯折形成端连接板(62)，且端连接板(62)与竖外板(2)紧贴并通过紧固件固定。
9.根据权利要求8所述的一种钢结构节点，其特征在于：所述的端连接板(62)和竖外板(2)上共同设有相互连通的所述的过浆孔(22)。
10.一种用于权利要求9所述的钢结构节点的装配方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一，将内加强管(9)外端分别穿过内加强孔(31)和外加强孔(21)，并将挡板(92)与竖内板(3)紧贴并通过紧固件固定，将外连接板(23)和内连接板(32)与内加强管(9)通过紧固件固定；
步骤二，将横连接管(5)内端抵在竖外板(2)上，将端连接板(62)与竖外板(2)紧贴并通过紧固件固定，且两道连接槽(72)拼接形成套在内加强管(9)上的外加强管(73)，将外加强管(73)和内加强管(9)通过紧固件固定；
步骤三，将四根竖连接管(1)的竖侧板(4)紧贴并通过紧固件固定，使四块竖外板(2)合围形成矩管结构，四块竖内板(3)合围形成竖穿线孔(12)；
步骤四，通过浇浆孔(25)朝竖灌浆区(11)内浇筑混凝土，混凝土通过过浆孔(22)灌满横灌浆区(51)。
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